在線計數(shù)粒徑檢測儀是一種用于實時、連續(xù)監(jiān)測流體（液體或氣體）中顆粒物數(shù)量及粒徑分布的高精度分析設(shè)備，廣泛應(yīng)用于制藥、生物技術(shù)、半導(dǎo)體制造、食品飲料、水處理及潔凈室環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。該儀器能夠在不中斷生產(chǎn)流程的情況下，對工藝流體中的微粒進行原位檢測，為產(chǎn)品質(zhì)量控制、污染預(yù)警和過程優(yōu)化提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

　　其工作原理主要基于光阻法（Light Obscuration）或光散射法（Light Scattering）。當(dāng)含有顆粒的流體通過檢測區(qū)域時，顆粒會遮擋或散射一束激光，產(chǎn)生的信號強度與顆粒尺寸成正比，而脈沖數(shù)量則對應(yīng)顆粒個數(shù)。系統(tǒng)通過高靈敏度光電傳感器捕捉這些信號，并結(jié)合校準(zhǔn)曲線實時計算出不同粒徑通道（如≥2μm、≥5μm、≥10μm等）的顆粒濃度，

　　在線計數(shù)粒徑檢測儀其典型組成部分及功能詳解：

　　一、采樣系統(tǒng)

　　采樣探頭

　　功能：從工藝流程或環(huán)境中抽取代表性樣品，確保顆粒物未發(fā)生沉降、團聚或吸附。

　　設(shè)計要點：

　　防堵塞：采用防堵設(shè)計（如錐形入口、反吹裝置），適應(yīng)高濃度或粘性顆粒。

　　等速采樣：在氣體采樣中，探頭需與氣流速度匹配，避免顆粒因速度差異偏移。

　　溫度/壓力補償：對高溫或高壓流體進行預(yù)處理，保護后續(xù)傳感器。

　　采樣管路

　　材質(zhì)：耐腐蝕、低吸附材料（如不銹鋼、PTFE），避免顆粒損失或污染。

　　保溫設(shè)計：對高溫樣品進行保溫，防止冷凝導(dǎo)致顆粒團聚。

　　短路徑：縮短管路長度以減少顆粒沉積，通常≤1米。

　　二、顆粒分散系統(tǒng)

　　分散裝置

　　功能：將顆粒團聚體打散為單個顆粒，確保粒徑測量準(zhǔn)確性。

　　常見類型：

　　超聲分散：利用超聲波振動破壞團聚體，適用于濕法分散。

　　氣流分散：通過高速氣流沖擊顆粒，適用于干法或氣溶膠樣品。

　　機械攪拌：在液體樣品中通過攪拌槳實現(xiàn)分散，需控制攪拌速度避免顆粒破碎。

　　稀釋系統(tǒng)（可選）

　　應(yīng)用場景：高濃度樣品需稀釋至儀器檢測范圍，避免信號飽和。

　　設(shè)計要點：

　　精確稀釋比：通過質(zhì)量流量計或比例閥控制稀釋氣體/液體流量。

　　均勻混合：采用靜態(tài)混合器或動態(tài)攪拌確保稀釋均勻性。

　　三、光學(xué)檢測單元（核心部分）

　　光源

　　類型：

　　激光光源：高單色性、高亮度，適用于光散射法（如動態(tài)光散射DLS、光阻法）。

　　LED光源：低成本、長壽命，適用于簡單粒徑分布測量。

　　波長選擇：根據(jù)顆粒折射率選擇合適波長（如532nm激光用于常見顆粒）。

　　光路系統(tǒng)

　　功能：將光源聚焦至測量區(qū)，并收集散射/透射光信號。

　　關(guān)鍵組件：

　　透鏡組：聚焦激光束形成均勻光斑，通常采用非球面透鏡減少像差。

　　光闌：限制光束直徑，減少背景噪聲。

　　測量池：透明石英或藍寶石窗口，耐高壓/高溫，確保光路穩(wěn)定。

　　探測器

　　類型：

　　光電二極管（PD）：檢測單角度散射光，適用于簡單計數(shù)。

　　光電倍增管（PMT）：高靈敏度，適用于低濃度或微小顆粒檢測。

　　CCD/CMOS陣列：多角度同時檢測散射光，實現(xiàn)粒徑分布分析（如角度光散射法）。

　　位置：根據(jù)檢測原理布置（如前向散射、側(cè)向散射、后向散射）。

　　四、信號處理與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

　　信號放大與濾波

　　功能：放大微弱光信號并抑制噪聲（如電子噪聲、環(huán)境光干擾）。

　　技術(shù)：采用低噪聲放大器（LNA）和數(shù)字濾波算法（如移動平均、小波變換）。

　　數(shù)據(jù)采集卡

　　規(guī)格：高采樣率（≥1MHz）、高分辨率（≥16位），確保捕捉快速變化的顆粒信號。

　　同步觸發(fā)：與光源脈沖同步，減少時間抖動誤差。

　　算法與軟件

　　核心算法：

　　粒徑反演：根據(jù)散射光強度/角度分布，通過Mie理論或T矩陣方法計算粒徑。

　　顆粒計數(shù)：通過脈沖高度分析或閾值法區(qū)分單個顆粒信號。

　　功能模塊：

　　實時顯示：粒徑分布曲線、濃度趨勢圖。

　　數(shù)據(jù)存儲：支持歷史數(shù)據(jù)查詢與導(dǎo)出（如CSV、Excel格式）。

　　報警功能：當(dāng)粒徑或濃度超限s觸發(fā)聲光報警或聯(lián)動控制。

　　五、流體控制系統(tǒng)

　　泵/壓縮機

　　功能：提供穩(wěn)定流體動力，確保樣品以恒定流速通過測量區(qū)。

　　類型：

　　隔膜泵：耐腐蝕、無污染，適用于液體樣品。

　　氣動泵：高壓氣體驅(qū)動，適用于氣溶膠或高粘度樣品。

　　流量計

　　類型：

　　熱式質(zhì)量流量計：高精度、快速響應(yīng)，適用于氣體流量測量。

　　電磁流量計：適用于導(dǎo)電液體，無壓力損失。

　　作用：監(jiān)控流速并反饋至控制系統(tǒng)，實現(xiàn)流量閉環(huán)控制。

　　壓力/溫度傳感器

　　功能：監(jiān)測流體狀態(tài)參數(shù)，補償環(huán)境變化對測量的影響（如溫度升高導(dǎo)致顆粒膨脹）。

　　六、校準(zhǔn)與維護系統(tǒng)

　　標(biāo)準(zhǔn)顆粒發(fā)生器

　　功能：產(chǎn)生已知粒徑的標(biāo)準(zhǔn)顆粒（如PSL乳膠球），用于儀器校準(zhǔn)。

　　類型：氣溶膠發(fā)生器（干法）或液體分散器（濕法）。

　　自清潔模塊

　　功能：通過反吹、沖洗或超聲清洗防止測量區(qū)污染。

　　設(shè)計：自動周期性啟動，減少人工干預(yù)。

　　數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)

　　功能：記錄校準(zhǔn)時間、操作參數(shù)及維護歷史，滿足GMP/ISO認(rèn)證要求。

　　七、外殼與防護結(jié)構(gòu)

　　防爆設(shè)計

　　應(yīng)用場景：易燃易爆環(huán)境（如石油化工），采用防爆外殼（Ex d/Ex i認(rèn)證）。

　　防護等級

　　標(biāo)準(zhǔn)：IP65及以上，防塵防水，適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境。

　　散熱設(shè)計

　　技術(shù)：風(fēng)冷/液冷系統(tǒng)，確保長時間運行穩(wěn)定性。

　　八、通信與接口模塊

　　工業(yè)協(xié)議支持

　　類型：Modbus RTU/TCP、Profibus、OPC UA等，實現(xiàn)與PLC/DCS系統(tǒng)集成。

　　無線傳輸

　　選項：Wi-Fi、4G/5G模塊，支持遠程監(jiān)控與數(shù)據(jù)云存儲。