غبار سنج | ذره شمار | پارتیکل کانتر | Particle Counter چیست؟

غبار سنج یا ذره شمار چیست؟

کیفیت هوا در توسعه و ساخت محصولات نیمه هادی و دارویی ، بیوتکنولوژی و سایر زمینه هایی که در برابر آلودگی محیط زیست بسیار حساس هستند بسیار مهم است. اتاق های تمیز که برای حفظ سطح بسیار کمی از ذرات موجود در هوا طراحی شده اند ، می توانند در 9 کلاس طبق تعداد ذرات در هر متر مکعب طبقه بندی شوند. برای مثال ، طبقه بندی ایزو 9 را در نظر می گیریم. برای هر متر مکعب حدود 35,000,000 ذره وجود دارد (دامنه اندازه 0.5 میکرومتر و بزرگتر) ، که در آن طبقه بندی ISO 1 فقط 12 ذره برای هر متر مکعب (3μm و کوچکتر) مجاز است. متغیرهای زیادی برای دستیابی به گواهینامه تمیزکاری خاص اتاق تمیز مورد نیاز است ، اما یک ذره شمار یا پارتیکل کانتر یک وسیله ضروری است که برای نظارت ، طبقه بندی و تشخیص منبع آلاینده ها که در عملیات اتاق تمیز مورد استفاده قرار می گیرد. ذره شمار باید ابزاری استاندارد باشد که برای اندازه گیری و حفظ سطح مطلوب نظافت در کلیه اتاق های تمیز مورد استفاده قرار می گیرد.

ذره شمار ها بر اساس نوع کاربرد به هفت دسته تقسیم می شوند:

1- ذره شمار معلق یا غبارسنج

هرگاه یک یا بیش از یک آلاینده مانند گرد و خاک، دود غلیظ، گاز مه آلود، بوی نامطبوع ، با خواص مشخص و مداوم در هوا موجود باشد به طوری که بتواند زندگی انسان و سایر موجودات را به مخاطره اندازد،آلودگی هوا رخ داده است که این آلودگی توسط دستگاه غبارسنج یا پارتیکل کانتر قابل اندازه گیری و محاسبه است. پارتیکل کانتر دستگاهی است که در یک زمان علاوه بر شمارش ذرات معلق در هوا قادر به تشخیص آن ها نیز می باشد این دستگاه یکی از مهمترین اجزا برای تست اتاق تمیز محسوب می شود که در واقع از این دستگاه برای تست اتاق تمیز و تحویل دادن ان در کلاس مورد نظر استفاده می شود.

به منظور محاسبه تعداد نمونه های مورد نیاز از اتاق تمیز برای گرفتن سرتیفیکیت توسط دستگاه پارتیکل کانتر باید از فرمول زیر استفاده کنیم:

√A : همان مساحت مکان مورد نظر است A

برای مثال اگر اتاق ما 25 متر باشد تعداد نمونه های مورد نیاز برای تست اتاق 5 نمونه می باشد.

2- ذره شمار مایع

ذره شمار مایع ، تعیین کیفیت مایعات را با استفاده از عبور مایع از طریق آنها انجام می دهد.تعداد و اندازه ذرات در صورتی که مایع به اندازه کافی تمیز باشد می تواند برای نرم افزار طراحی شده مورد استفاده قرار گیرد. از ذره شمارهای مایع می توان برای آزمایش کیفیت آب آشامیدنی, راه حل های تمیز کردن آن, نظافت تجهیزات تولید برق، ساخت قطعات، یا داروهای تزریقی استفاده کرد. ذره شمار مایع هنچنین برای تعیین تمیزی سطح مایعات هیدرولیک استفاده می شود ، شایان ذکر است که 75-80٪ از خرابی های هیدرولیک را می توان به آلودگی نسبت داد. انواع مختلفی از ذره شمار مایع وجود دارد که می توانند بر روی تجهیزات نصب شوند و یا اینکه قابل حمل باشند. با استفاده از این ذره شمار مایع نظارت بر این سطوح صورت می پذیرد و به این ترتیب با پیش بینی و برنامه های تعمیر و نگهداری، کاربر می تواند خرابی هیدرولیکی را کاهش دهد.

3- ذره شمار جامد

از ذره شمار جامد برای اندازه گیری ذرات خشک در کاربردهای صنعتی استفاده می شود.یکی از کاربردهای این ذره شمار ها به عنوان مثال برای کشف اندازه ذرات ورودی از یک خرد کننده ی سنگ در عملیات حفر معدن می باشد.

4- ذره شمار آئروسل

5-ذره شمار از راه دور

6-ذره شمارManifold

این ذره شمار در واقع ذره شمار اصلاح شده آئروسل قابل حمل می باشد که به یک سیستم نمونه توالی یابی متصل شده است. توالی یابی نمونه سیستم اجازه می دهد که یک پارتیکل کانتر از چندین مکان توسط یک سری لوله های کشیدن هوا از بالا ، از 32 مکان در داخل اتاق تمیز نمونه برداری کند. از لحاظ قیمت این نوع ذره شمارها ارزان تر ازذزه شمارهای کنترل از راه دور می باشد , با این حال هر یک از لوله به ترتیب مانیتور شده اند.

7-ذره شمارHandheld

این نوع پارتیکل کانترها خود شامل پارتیکل کانترهای کوچکی است که براحتی قابل حمل و نقل و مورد استفاده می باشد

روش کار ذره شمار

شمارش ذرات در ذره شمار یا براساس تابش نور، تیرگی نور یا ایجاد تصویر به صورت مستقیم است. یک منبع نوری با شدت بالا برای روشن کردن ذرات زمانی که از میان اتاقک آشکار سازی عبور داده می شوند، استفاده می شود. ذرات از میان منبع نوری(معمولا یک نور هالوژنی یا لیزر) عبور می کنند سپس نور هدایت شده توسط یک آشکار ساز نوری کشف می شود. اگر از ایجاد تصویر به صورت مستقیم استفاده شود، یک نور هالوژنی ذرات را از پشت در یک سلول روشن می کند در حالی که یک دوربین با قدرت بزرگ نمایی و تفکیک بالا ذرات عبوری را ثبت می کند. موارد ضبط شده سپس توسط نرم افزار کامپیوتری برای اندازه گیری ویژگی های ذرات آنالیز می شود. اگر انسداد نوری ( تیرگی ) استفاده شود، میزان نور از دست رفته کشف می شود.سپس دامنه ی نور پراکنده شده یا نور انسداد شده اندازه گیری می شود و ذرات شمارش و درون خانه های شمارش استاندارد شده جدول بندی می شوند.

روش های تشخیص توسط ذره شمار

چندین روش مورد استفاده برای شناسایی و اندازه گیری اندازه ذرات و توزیع اندازه وجود دارد مانند مسدود کردن عبور نور ، پراکندگی نور، اصل کولتر و تصویربرداری مستقیم.
مسدود کردن نور در روش پارتیکل کانتر نوری متداولترین روش که برای تشخیص و اندازه گیری ذرات بزرگتر از یک میکرومتر کاربرد دارد. این روش با قابلیت اطمینان و وضوح بالا عمل اندازه گیری را انجام می دهد. در روش پراکندگی نور قادریم که اندازه ذرات کوچکتر را نیز اندازه گیری کنیم، این روش مبتنی بر میزان نوری است که از ذره عبور کرده و در ناحیه قابل تشخیص پارتیکل کانتر باشد. این تغییر مسیر است که به عنوان پراکندگی نور نامیده شده است. از روش پراکندگی نور برای حساسیت 0.05 میکرومتر و یا بزرگتر استفاده می شود. با این حال برای حساسیت بالا جهت تشخیص اندازه ذرات در حد نانومتر از روش CNC استفاده می شود.
یکی از متداولترین کاربردهای این روش نظارت بر آب خالص در نیمه هادی fabsاست. روش light blocking مختص پارتیکل کانترهایی که برای شمارش در تجهیزات هیدرولیکی و مایعات ویژه استفاده می شود می باشد. تصویربرداری مستقیم تکنیکی است که با استفاده از نور ساطع شده از لیزر به عنوان یک منبع برای روشن کردن یک سلول که در آن ذره در حال عبور است استفاده می شود.

پارامترهای مهم در انتخاب یک غبارسنج :

پارامترهای مهم در انتخاب یک غبارسنج به شرح زیر می باشد:
تعداد کانال برای ذرات با سایزهای مختلف
بیشترین ذره قابل شمارش در لیتر
کوچکترین سایز قابل اندازه گیری
بزرگترین سایز قابل اندازه گیری

کاربردهای پارتیکل کانتر(غبارسنج):

از پارتیکل کانتر یا غبار سنج جهت سنجش کیفیت هوا و اندازه گیری آلاینده های محیطی در محیط های ایزوله مانند بیمارستان ها ،اتاق عمل،برخی محیطهای آزمایشگاهی و یا صنعتی استفاده می شود.