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閱讀：49發(fā)布時(shí)間：2023-1-26
為了研究激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器標(biāo)準(zhǔn)粒子信號(hào)幅度分布，對(duì)激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)信號(hào)幅度分布與傳感器光敏區(qū)光強(qiáng)分布、采樣氣流中的粒子數(shù)密度、氣體層流速度分布之間的關(guān)系進(jìn)行了理論分析．采用自設(shè)計(jì)的帶保護(hù)氣套的光電傳感器測(cè)定粒子計(jì)數(shù)信號(hào)幅度分布，給出的分布模型與理論分析相吻合．結(jié)果表明，塵埃粒子計(jì)數(shù)器標(biāo)準(zhǔn)粒子信號(hào)幅度分布滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布，描述其分布的參數(shù) 犲只與光敏區(qū)光強(qiáng)的均勻性有關(guān)．這為塵埃粒子計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)．激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是以 Ｍｉｅ散射理論為基礎(chǔ)的測(cè)量顆粒數(shù)目及其大小的儀器．主要用于微電子、光電子、生物醫(yī)學(xué)工程、航天技術(shù)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的潔凈環(huán)境及超潔凈微環(huán)境中亞微米級(jí)顆粒數(shù)分布的檢測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控［１］，保證生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境潔凈度對(duì)提高微電子產(chǎn)品質(zhì)量、集成芯片成品率，對(duì)現(xiàn)代生物制品、新材料研制過(guò)程中的微污染控制具有重要意義．
國(guó)內(nèi)有關(guān)激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的研究大多集中在測(cè)量系統(tǒng)［２］、光學(xué)傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)［３］、信號(hào)分析模型［４５］及粒子形貌［６］等方面，近期有報(bào)道以“質(zhì)量子集"［７］概念為基礎(chǔ)，研究懸浮顆粒測(cè)量理論模型中的分形特性．而對(duì)塵埃粒子計(jì)數(shù)器的信號(hào)幅度計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)分布進(jìn)行系統(tǒng)性研究的比較少，實(shí)際上塵埃粒子信號(hào)幅度計(jì)數(shù)分布特征是傳感器的計(jì)數(shù)效率、信號(hào)分辨率等基本性能的直接反映．
本文分析了光敏區(qū)光強(qiáng)分布、顆粒數(shù)空間分布對(duì)信號(hào)幅度概率分布的影響，研究了不同粒徑標(biāo)準(zhǔn)粒子的信號(hào)幅度概率分布的相似性，并且應(yīng)用帶保護(hù)氣套的特殊采樣氣路，測(cè)定了光電傳感器的單徑標(biāo)準(zhǔn)粒子信號(hào)幅度概率分布，驗(yàn)證其信號(hào)幅度概率分布滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布．研究結(jié)果對(duì)改進(jìn)國(guó)產(chǎn)激光塵埃粒子計(jì)數(shù)光電傳感器的設(shè)計(jì)，提高光電傳感器的性能有重要指導(dǎo)意義．
對(duì)于同一個(gè)傳感器，不同的標(biāo)準(zhǔn)粒子的信號(hào)分布都是相似的，可以用一個(gè)統(tǒng)一的函數(shù)形式來(lái)描述．傳感器性能決定于其光路和采樣氣路設(shè)計(jì)．光敏區(qū)光強(qiáng)決定傳感器信號(hào)分布的離散度，光強(qiáng)分布越均勻，粒子的信號(hào)幅度分布越窄，對(duì)應(yīng)傳感器的粒子信號(hào)分辨率越高，若采樣氣流擴(kuò)散，一部分粒子會(huì)進(jìn)入弱光區(qū)，其信號(hào)被噪聲湮沒(méi)，導(dǎo)致傳感器計(jì)數(shù)效率降低．
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