آشنایی با پارتیکل کانتر

شکل نشان داده شده دیاگرام پارتیکل کانتر می باشد.

پارتیکل کانتر وسیله ایست که ذرات معلق در هوا را شمارش می کند. پارتیکل کانتر یک دستگاه منفرد است که در یک زمان علاوه بر شمارش ذرات معلق در هوا قادر به تشخیص آن ها نیز هست.

 

ماهیت شمارش ذرات مبتنی بر پراکندگی نور، کم نور یا تصویر برداری مستقیم می باشد. انرژی بالای منبع نور برای روشن کردن ذرات در یک اتاق برای تشخیص ذره مورد نظر استفاده می شود. ذره از طریق منبع نور ( معمولا نور لیزر و یا هالوژن ) عبور می کند و اگر نور پراکنده شود توسط یک آشکارساز تشخیص داده خواهد شد. اگر از تصویربرداری مستقیم استفاده شود نور هالوژن بیان کننده این است که ذرات از دوربینی که دارای بزرگنمایی و کیفیت بالایی است عبور کرده است. برای اندازه گیری ویژگی های ذرات می توان از ویدئو ضبط شده که با استفاده از نرم افزارهای کامپیوتری قابل دسترسی است استفاده کرد.

اگر از یک مانع نور استفاده کنیم می توان آن قسمت از نور از دست رفته را تعیین کنیم. دامنه نور پراکنده و یا مسدود شده اندازه گیری شده و ذره شمارش می شود و مطابق با جدول استاندارد می شود.

برای اطلاعات بیشتر درباره انواع پارتیکل کانترها و انواع آن می توانید مقاله زیر را مطالعه کنید.

در تصویربرداری مستقیم با استفاده از یک دوربین تصویربرداری با وضوح بالا می توان ذرات را شمرد و با استفاده از نور می توان ذرات را شناسایی کرد بوسیله نرم افزار می توان بصورت آنلاین اندازه، رنگ و شکل ذرات را تجزیه و تحلیل نمود.

کاربردهای پارتیکل کانتر به سه دسته اصلی تقسیم می شود:

  • پارتیکل کانتر آئروسل
  • پارتیکل کانتر مایع
  • پارتیکل کانتر جامد

محتویات مقاله آشنایی با پارتیکل کانتر

پارتیکل کانتر آئروسل
– استانداردهای اتاق تمیز US FED STD 209E
– استانداردهای اتاق تمیز ISO 14644-1
– مقایسه کلاس اتاق تمیز
۲٫ پارتیکل کانتر مایع
۳٫ پارتیکل کانتر جامد
۴٫ روش های تشخیص
۵٫ انواع دیگر پارتیکل کانتر
پارتیکل کانتر از راه دور
پارتیکل کانتر Manifold
پارتیکل کانتر Handheld

آشنایی با پارتیکل کانتر : پارتیکل کانتر آئروسل

پارتیکل کانتر آئروسل برای تعیین کیفیت هوا از طریق شمارش و اندازه گیری ذرات موجود در هوا استفاده می شود. این اطلاعات در تعیین مقدار ذرات در داخل یک ساختمان و یا در هوای محیط بسیار مفید است. همچنین در درک سطح تمیزی در یک محیط کنترل شده، مفید است.

Clean rooms به طور گسترده در تولید نیمه هادی، بیوتکنولوژی، دارویی، هارد دیسک، هوا فضا و دیگر زمینه هایی که بسیار حساس به آلودگی زیست محیطی هستند نقش دارند.

برای آزمایش و طبقه بندی اتاق تمیز می توان از پارتیکل کانتر آئروسل استفاده کرد تا یک استاندارد خاص طبقه بندی اتاق تمیز حاصل کرد. استانداردهای متعددی برای طبقه بندی اتاق تمیز وجود دارد. اغلب از طبقه بندی آمریکایی استفاده می شود.

استانداردهای اتاق تمیز  US FED STD 209E

Particles/ft³
Class ۰٫۱ µm ۰٫۲ µm ۰٫۳ µm ۰٫۵ µm ۱ µm ۵ µm
۱ ۳۵ ۷ ۳ ۱
۱۰ ۳۵۰ ۷۵ ۳۰ ۱۰ ۲
۱۰۰ ۳۵۰۰ ۷۵۰ ۳۰۰ ۱۰۰ ۲۲
۱,۰۰۰ ۱,۰۰۰ ۲۱۸ ۷
۱۰,۰۰۰ ۱۰,۰۰۰ ۲,۱۸۰ ۷۰
۱۰۰,۰۰۰ ۱۰۰,۰۰۰ ۲۱,۸۰۰ ۷۰۰

ISO 14644-1 استاندارد جایگزین است و بطور کامل به معنای استاندارد  US FED STD 209E می باشد. هر یک از این استانداردها نشان دهنده حداکثر تعداد مجاز ذرات در یک واحد از هوا می باشد. واحد نمونه فوت مکعب یا متر مکعب است.

استانداردهای اتاق تمیز ISO 14644-1

Particles/m³
Class ۰٫۱ µm ۰٫۲ µm ۰٫۳ µm ۰٫۵ µm ۱٫۰ µm ۵٫۰ µm
ISO 1 ۱۰ ۲
ISO 2 ۱۰۰ ۲۴ ۱۰ ۴
ISO 3 ۱,۰۰۰ ۲۳۷ ۱۰۲ ۳۵ ۸
ISO 4 ۱۰,۰۰۰ ۲,۳۷۰ ۱,۰۲۰ ۳۵۲ ۸۳
ISO 5 ۱۰۰,۰۰۰ ۲۳,۷۰۰ ۱۰,۲۰۰ ۳,۵۲۰ ۸۳۲ ۲۹
ISO 6 ۱,۰۰۰,۰۰۰ ۲۳۷,۰۰۰ ۱۰۲,۰۰۰ ۳۵,۲۰۰ ۸,۳۲۰ ۲۹۳
ISO 7 ۳۵۲,۰۰۰ ۸۳,۲۰۰ ۲,۹۳۰
ISO 8 ۳,۵۲۰,۰۰۰ ۸۳۲,۰۰۰ ۲۹,۳۰۰
ISO 9 ۳۵,۲۰۰,۰۰۰ ۸,۳۲۰,۰۰۰ ۲۹۳,۰۰۰

  

مقایسه کلاس های اتاق تمیز

ISO 14644-1 FED STD 209E
ISO 3 ۱
ISO 4 ۱۰
ISO 5 ۱۰۰
ISO 6 ۱,۰۰۰
ISO 7 ۱۰,۰۰۰
ISO 8 ۱۰۰,۰۰۰

آشنایی با پارتیکل کانتر : پارتیکل کانتر مایع

پارتیکل کانتر مایع تعیین کیفیت را با استفاده از عبور مایع از طریق آنها انجام می دهد. تعداد و اندازه ذرات می تواند در صورتی که مایع به اندازه کافی تمیز باشد برای نرم افزار طراحی شده مورد استفاده قرار گیرد.

از پارتیکل کانترهای مایع می توان برای آزمایش کیفیت آب آشامیدنی، راه حل های تمیز کردن آن، نظافت تجهیزات تولید برق، ساخت قطعات و یا داروهای تزریقی استفاده کرد.

پارتیکل کانتر مایع نیز برای تعیین تمیزی سطح مایعات هیدرولیک استفاده می شود، قابل توجه است که ۷۵-۸۰٪ از خرابی های هیدرولیک را می توان به آلودگی سطح مایعات نسبت داد.

انواع مختلفی وجود دارد که یا می تواند بر روی تجهیزات نصب شوند و یا دستگاه قابل حمل می باشند و یا می تواند برای تعیین تمیزی سیال از ماشین مثل بولدوزر استفاده کرد. توسط تعیین و نظارت بر این سطوح، و پس از فعال و یا پیش بینی برنامه های تعمیر و نگهداری، کاربر می تواند خرابی هیدرولیکی را کاهش دهد، زمان عملیاتی بودن و در دسترس بودن دستگاه را افزایش می دهد، و کاهش مصرف روغن را در پیش خواهد داشت. آنها همچنین می توانند جهت مایعات هیدرولیک تمیز شده با استفاده از تصفیه روغن، مورداستفاده قرار گیرند تا بتوان به سطح تمیزی دلخواه رسید.

رایج ترین استانداردهای مختلف مورد استفاده در صنعت هیدرولیک ISO 4406:1999,, SAE AS 4059, ISO 4406:1999 می باشد.

آشنایی با پارتیکل کانتر : پارتیکل کانتر جامد

پارتیکل کانتر جامد برای اندازه گیری ذرات خشک در کاربردهای مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از کاربردهای آن برای اندازه گیری سنگ های خردشده در معدن سنگ می باشد.

Sieves ابزارهایی هستند که برای اندازه گیری اندازه ذرات خشک استفاده می شود. بر اساس سیستم بینایی نیز می توان با سهولت و دقت فوق العاده ای اندازه ذرات خشک را اندازه گیری کرد.

روش های تشخیص

چندین روش مورد استفاده برای شناسایی و اندازه گیری اندازه ذرات و توزیع اندازه (هر چند بسیاری وجود دارد) وجود دارد، مانع عبور نور (obscuration)، پراکندگی نور، اصل کولتر و تصویربرداری مستقیم.

مسدود کردن نور در روش پارتیکل کانتر نوری متداول ترین روش است 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 به آن اشاره شده است. از روش پراکندگی نور برای حساسیت ۰۵/۰ میکرومتر و یا بزرگتر استفاده می شود. با این حال برای حساسیت بالا جهت تشخیص اندازه ذرات (نانومتر ) از روش CNC استفاده می شود. یکی از متداول ترین کاربرد ها نظارت بر آب خالص در نیمه هادی fabs است.

روش ligh blocking مختص پارتیکل کانتر هایی است که برای شمارش در تجهیزات هیدرولیکی و مایعات ویژه استفاده می شود. برای اندازه گیری آلودگی روغن هیدرولیک از پارتیکل کانترها استفاده می شود و در نتیجه این امکان را به کاربر می دهد تا بتواند طبق برنامه زمان بندی سیستم هیدرولیکی را برای حفظ، کاهش خرابی، تعمیر و نگهداری در طی دوره هایی که کار کم و یا نباشد و نیز نظارت بر عملکرد فیلتر را داشته 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 از آن است استفاده می شود.

این روش بر مبنای نور ساطع شده ذرات را اندازه نمی گیرد بلکه اندازه گیری این نواحی مشابه یک میکروسکوپ خودکار است. یک دیود لیزری پالسی حرکت ذرات را مسدود می کند. انتقال نور از طریق مایع است که بر روی یک دوربین الکترونیکی با لنز ماکرو تمرکز تصویربرداری شده است. ذرات در نمونه های نور و مسدود کردن سایه ها منجر به تصویربرداری بر روی دوربین های دیجیتال خواهد شد.

انواع دیگر پارتیکل کانتر

پارتیکل کانتر از راه دور

پارتیکل کانترهای کوچک بطور معمول برای نظارت در مکانی ثابت در اتاق تمیز و یا محیط های کوچک بطور مداوم برای نظارت بر سطوح ذرات در ۲۴ ساعت روز و یا هفت روز هفته استفاده می شود. معمولا این نوع شمارنده های کوچک یک صفحه نمایش محلی ندارند و به شبکه ای از پارتیکل کانترها و انواع سنسورهای دیگر به منظور نظارت بر عملکرد کلی اتاق تمیز متصل می شود. این شبکه ای از حسگرهایی است که به طور معمول به سیستم مانیتورینگ تاسیسات (FMS)، سیستم اکتساب داده ها و یا کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی متصل شده است.

این سیستم مبتنی بر کامپیوتری است که دیتابیس و هشداردهنده را ادغام می کند و نیز  قابلیت پست الکترونیکی برای اطلاع از امکانات و یا روند زمانی و نیز زمانی که شرایط در داخل اتاق تمیز بیش از محدوده زیست محیطی از پیش تعیین شده اتفاق افتاد را داراست. پارتیکل کانترهای کنترل از راه دور در مدل های مختلفی وجود دارد. از یک کانال تا مدل های شناسایی که دارای ۸ کانال به طور همزمان است. پارتیکل کانترهای کنترل از راه دور می توانند اندازه ذرات در محدوده ۱/۰ تا ۱۰۰ میکرومتر را تشخیص دهند و دارای خروجی های مختلفی از جمله ۴-۲۰ mA  , RS-485 Modbus , thernet و پالس خروجی می باشند.

پارتیکل کانتر Manifold

پارتیکل کانتر های اصلاح شده آئروسل قابل حمل هستند 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 تا ۳۲ مکان در داخل اتاق تمیز نمونه برداری کند.

از لحاظ قیمت این نوع ارزان تر از پارتیکل کانترهای کنترل از راه دور بوده، با این حال هر یک از لوله ها به ترتیب مانیتور شده است.

پارتیکل کانترهای Handheld

این نوع پارتیکل کانتر ها خود شامل پارتیکل کانتر های کوچکی است که براحتی قابل حمل و نقل بوده و مورد استفاده می باشد. اگر چه میزان جریان کمتر از ft³/min 0.1 نسبت به نرم های بزرگتر ۱ ft³/m می باشد.

Handhelds برای بسیاری از کاربردهای مشابه مفید هستند. با این حال نمونه های دیگر در طی انجام کار ممکن است گواهینامه اتاق تمیز و آزمایش لازم داشته باشند.