Máy đếm hạt là gì? Phân loại và nguyên lý hoạt động của nó

Số hạt bụi là một thông số rất được quan tâm trong một số môi trường được kiểm soát đặc biệt, ví dụ như phòng sạch. Và để đo được số hạt bụi, chúng ta cần phải sử dụng máy đếm hạt bụi. Và bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu xem máy đếm hạt là gì? Nó có những loại nào và nguyên lý hoạt động ra sao.

MỤC LỤC

Máy đếm hạt bụi là gì

Hai loại máy đếm hạt và sự khác biệt

Các loại máy đếm hạt phòng sạch

Máy đếm hạt được sử dụng để làm gì?

Giám sát hạt cho sản xuất điện tử?

Máy đếm hạt bụi là gì

Máy đếm hạt bụi hay còn gọi là máy đo bụi là một công cụ hữu ích để theo dõi chất lượng không khí trong nhà (IAQ) trong phòng sạch và nơi làm việc, vì máy đếm hạt đo nồng độ của các hạt bụi trong không khí.

Máy đếm hạt trong không khí đóng một vai trò quan trọng trong việc theo dõi, phân loại và chẩn đoán nguồn gốc và sự phức tạp của các chất gây ô nhiễm trong các hoạt động phòng sạch. Các nhà sản xuất chất bán dẫn, màn hình phẳng và thiết bị lưu trữ đĩa cứng từ lâu đã nhận ra mối quan hệ giữa cải thiện chất lượng không khí và việc tăng sản lượng cuối cùng. Cụ thể, việc kiểm soát các hạt sinh ra trong không khí là điều cần thiết để đạt được các cấp độ sạch theo ISO cho phòng sạch, khu và không gian sạch. Do không gian làm việc thay đổi theo nhu cầu sản xuất, nên việc tiếp cận với thiết bị giám điều cần thiết để đo lường và duy trì mức độ sạch mong muốn.

máy đếm hạt

Sản xuất điện tử và một số sản phẩm khác đòi hỏi phải kiểm soát nghiêm ngặt về thủ tục và môi trường, đặc biệt khi các quy trình yêu cầu vật liệu độc hại, dễ cháy, ăn mòn hoặc phản ứng. Năng suất sẽ giảm đi đáng kể khi môi trường làm việc phải tương tác với bụi, vi khuẩn trong không khí, các hạt sol khí và vết ẩm. Máy đếm hạt sẽ đảm bảo rằng các máy móc trong phòng sạch và các tính năng thiết kế, chẳng hạn như bộ lọc không khí sẽ hoạt động hiệu quả trong quá trình sản xuất và khi nghỉ ngơi.

Tùy thuộc vào kích thước của các hạt quan tâm, các thiết bị đo đạc khác nhau cung cấp các mức khả năng khác nhau. Mức độ nhạy cảm của máy đếm hạt đối với các hạt khác nhau tùy theo ứng dụng và do đó thiết kế các tính năng phát hiện và đếm hạt

Hai loại máy đếm hạt và sự khác biệt

Máy đếm hạt ngưng tụ là gì? (Tối đa)

Máy đếm hạt ngưng tụ (CPC - Condensation Particle Counter), đôi khi được gọi là Máy đếm hạt nhân ngưng tụ (CNC - Condensation Nuclei Counter) đo nồng độ hạt siêu mịn không thể phát hiện bằng quang kế hoặc OPC. Phần chèn hộp mực chứa chất lỏng có độ tinh khiết cao, thường là cồn isopropyl hoặc butanol được áp dụng cho các mẫu không khí đi vào. Khi các hạt và chất lỏng tương tác, các hạt nano mở rộng đến kích thước xấp xỉ 10-12 um, do đó cho phép phát hiện dễ dàng hơn. 

máy đếm hạt ngưng tụ

Quá trình này được gọi là tạo mầm đồng nhất. Máy đếm hạt CPC đạt được giá trị bão hòa lý tưởng, thường là 100-200%, bằng cách điều chỉnh chặt chẽ các mức bão hòa khi chúng dao động theo nhiệt độ. Độ bão hòa càng đồng đều, CPC có thể phát hiện các xung phương sai riêng lẻ của ánh sáng bị phân tán bởi các hạt đi qua càng chính xác. Các hạt không đồng nhất góp phần dẫn đến kết quả thử nghiệm có thể bị sai (hiểu nhầm) hoặc đánh lừa hoàn toàn, làm nổi bật một tình huống trong đó CPC được ưu tiên hơn so với máy đếm hạt quang học tiêu chuẩn. Máy đếm hạt quang học tiêu chuẩn thiếu độ nhạy để ghi lại các hạt ở ngưỡng khoảng 50nm. Máy đếm hạt ngưng tụ đếm tất cả các hạt có kích thước xuống đến 1 nm, tùy thuộc vào kiểu máy. Mặt khác, CPC không thể cung cấp dữ liệu về kích thước của các hạt mà chỉ có thể đếm số lượng.

Sử dụng và các ứng dụng phổ biến cho máy đếm hạt ngưng tụ:

  • Kiểm tra độ vừa vặn của khẩu trang
  • Kiểm tra bộ lọc
  • Nghiên cứu chất lượng không khí trong nhà
  • Đánh giá hệ thống lọc cơ học
  • Giám sát nguồn điểm
  • Xác thực các kiểm soát kỹ thuật hoặc quy trình

Máy đếm hạt tán xạ ánh sáng (máy đếm hạt laser)

Cách hoạt động của máy đếm hạt tán xạ ánh sáng (laser) trong không khí (LSAPC):

Máy đếm hạt tán xạ ánh sáng là một trong những thiết kế phổ biến nhất được sử dụng để giám sát và phân loại chất lượng không khí trong phòng sạch. Còn được gọi là máy đếm hạt quang học, đo nồng độ số lượng hạt và phạm vi kích thước để xác nhận hệ thống lọc cơ học và xác định nguồn ô nhiễm. 

máy đếm hạt laser

Khi một hạt đi qua một chùm ánh sáng, ánh sáng bị tán xạ. Máy đếm hạt quang học không trực tiếp chỉ ra kích thước của một hạt. Thay vào đó, chúng sẽ đo đường kính của ánh sáng bị phân tán và lơ lửng trong không khí. Kích thước hạt, còn được gọi là đường kính hạt, được đo sau khi máy dò photon chuyển đổi kích thước và tần số của ánh sáng tán xạ thành tín hiệu điện. Dữ liệu và phép đo hữu ích yêu cầu thiết kế quang học chất lượng và tia laser công suất cao với các góc chính xác.

Các loại máy đếm hạt phòng sạch 

Máy đếm hạt cầm tay 

Là một thiết bị nhỏ & di động, khép kín, dễ dàng di chuyển để sử dụng với thử nghiệm, bộ lọc HEPA, Laminar Flow HoodClean Bench. Chúng phát hiện và đếm các hạt vật chất nhỏ từ 0,3 micron đến 10 micron. Các hệ thống cầm tay mang đến sự tiện lợi khi thu thập dữ liệu cục bộ, dữ liệu này được lập chỉ mục bằng màn hình hiển thị tích hợp. Giá cả thường được xác định bởi khả năng đo kích thước hạt, số lượng kênh luồng không khí vào và các tính năng bổ sung như nhiệt độ không khí, kết nối Wi-Fi, dung lượng mẫu và đọc độ ẩm.

Máy đếm hạt di động để bàn  

Có màn hình cảm ứng màu lớn hơn, giao diện hợp lý, thân thiện với người dùng và chế độ tiêu chuẩn được lập trình sẵn để hướng dẫn bạn thực hiện quy trình đo lường và chứng nhận. Các kiểu máy để bàn xử lý lưu lượng không khí lớn hơn các thiết bị cầm tay và cung cấp giải pháp chuyên dụng hơn để theo dõi và chứng nhận lâu dài.

Máy đếm hạt từ xa  

Được sử dụng để theo dõi liên tục mức độ hạt trong không khí theo thời gian thực. Chúng không có màn hình tích hợp và được kết nối với hệ thống thu thập dữ liệu cơ sở vật chất để theo dõi hiệu suất tổng thể của phòng sạch.

máy đếm hạt từ xa

Máy đếm hạt được sử dụng để làm gì?

  • Kiểm tra rò rỉ bộ lọc không khí
  • Kiểm tra tại chỗ độ sạch theo thời gian thực trong quá trình hoạt động
  • Loại bỏ tận gốc ô nhiễm
  • Kiểm tra rò rỉ và hiệu quả của bộ lọc
  • Tạo thói quen kiểm tra tiêu chuẩn hóa để theo dõi dài hạn và ghi dữ liệu

Giám sát phân loại phòng sạch

Phân loại phòng sạch và giám sát phòng sạch phân biệt các yếu tố về mức độ sạch sẽ giữa hai loại cài đặt được kiểm soát. Phân loại  tập trung vào môi trường không có sự tương tác hoặc cư trú của con người. Việc giám sát tính đến các trường hợp khi sự thay đổi của con người và quy trình được áp dụng cho một không gian sạch. 

máy đếm hạt phòng sạch

Phân loại là một quy trình tiêu chuẩn hóa được thực hiện với số lượng hạt đồng nhất hoặc đồng nhất trong một phòng hoặc khu vực. Giám sát là một quá trình động tạo ra dữ liệu và các mẫu duy nhất từ ​​các khu vực và bản đồ mẫu được xác định bởi nhu cầu hiểu nhanh, thông tin xu hướng hoặc khắc phục sự cố. Đối với phạm vi của bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào giám sát phòng sạch với máy đếm hạt cầm tay, trái ngược với thông số kỹ thuật phân loại hoặc các quy trình chứng nhận. 

Giám sát môi trường, quy trình trong phòng sạch

Đối với các nhà sản xuất thiết bị điện tử, quy trình và giám sát môi trường không bắt buộc theo quy định, mà thay vào đó là một cách để giảm rủi ro về chất gây ô nhiễm cản trở sản lượng và kiểm soát chất lượng. Giám sát quy trình xác định mức độ sẵn sàng của phòng để thực hiện một công việc, nhiệm vụ.

Các nhà sản xuất dược phẩm phải đối mặt với các hướng dẫn nghiêm ngặt hơn về giám sát môi trường và quy trình. Thông thường, thiết bị đếm hạt cầm tay không khả thi để kiểm tra các thông số kỹ thuật của phòng sạch ISO 5 (Class 100) được yêu cầu trong nhiều cơ sở phòng sạch dược phẩm. Các lắp đặt chuyên dụng của máy đếm hạt tập trung, được gọi là máy đếm hạt không khí “từ xa”, được gắn vào tường, thiết bị hoặc đồ đạc để theo dõi chuyên dụng, lâu dài.

Giám sát hạt cho sản xuất điện tử?

Đối với mỗi môi trường, các yêu cầu về phát hiện hạt thay đổi theo ứng dụng, đặc biệt với phòng sạch điện tử, việc giám sát hạt là yêu cầu bắt buộc. Thông thường, kích thước hạt được giám sát bởi các nhà sản xuất điện tử khác nhau như sau:

  • Sản xuất chất bán dẫn: 0,1 um và thấp hơn
  • Các nhà sản xuất đĩa cứng: 0,2 um đến 0,3 um
  • Sản xuất màn hình phẳng: 0,3 um và 1,0 um

Một cơ sở quan tâm đến việc kiểm tra tại chỗ các phòng sạch để đánh giá chủ động hàng ngày yêu cầu một công cụ khác với một hệ thống giám sát toàn cơ sở để thu thập dữ liệu 24 giờ. Nói chung, máy đếm hạt cầm tay cung cấp khả năng kiểm tra tại chỗ trên các khu vực nhỏ hơn, được khoanh vùng. Để giám sát chuyên dụng quy mô lớn, hoặc kiểm tra chứng nhận phòng sạch, các hệ thống từ xa chuyên dụng và đầu bàn cung cấp chức năng lý tưởng.

Brian

Bài viết mới nhất