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SIBATA柴田科學(xué)數(shù)字粉塵儀的工作原理和產(chǎn)品特性

來源:玉崎科學(xué)儀器(深圳)有限公司   2025年08月06日 10:23  

一、核心工作原理:激光散射 + 鞘氣保護(hù)

SIBATA 數(shù)字粉塵儀采用激光二極管光散射法(如 LD-5R、FLD-1 等型號(hào)),其原理基于米氏散射理論:


  1. 激光照射與散射
    高穩(wěn)定性激光(波長(zhǎng) 650nm)穿過采樣空氣,顆粒物引發(fā)散射,散射光強(qiáng)度與顆粒物濃度、粒徑正相關(guān)。

  2. 信號(hào)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換
    光電探測(cè)器在 90° 方向捕捉散射光,通過傅立葉變換和 Mie 理論算法,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),最終計(jì)算出質(zhì)量濃度(mg/m3)。

  3. 鞘氣隔離技術(shù)
    清潔空氣包裹采樣氣流,形成 “氣幕” 防止粉塵污染光學(xué)窗口,顯著降低維護(hù)頻率(如 FLD-1 型)


部分型號(hào)(如 LD-5D)采用鞘氣循環(huán)系統(tǒng),通過清潔氣流覆蓋檢測(cè)腔,確保高濃度環(huán)境下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行

二、產(chǎn)品特性與技術(shù)亮

1. 高精度與寬量程

  • 測(cè)量范圍

    • 常規(guī)型號(hào)(LD-5R):0.001~10.000mg/m3,精度 ±10%(標(biāo)準(zhǔn)粒子。

    • 高濃度型號(hào)(LD-5D):0~100mg/m3,適用于隧道施工等環(huán)境。

  • 分辨率:最小達(dá) 0.001mg/m3,滿足低濃度背景監(jiān)測(cè)需求(如 FLD-1 型)

2. 智能化數(shù)據(jù)管理

  • 實(shí)時(shí)顯示與記錄
    彩色液晶屏幕實(shí)時(shí)顯示瞬時(shí)值、累積計(jì)數(shù)、溫濕度等參數(shù),支持 60,000 點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(LD-5R)

  • 數(shù)據(jù)輸出與傳輸
    標(biāo)配 USB、RS-485、4-20mA 等接口,可無縫接入 PLC 或環(huán)保平臺(tái),支持 CSV 格式一鍵導(dǎo)出(FLD-1 型)

3. 環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)

  • 防護(hù)等級(jí)
    IP54 防護(hù)(FLD-1 型)可抵御風(fēng)雨,內(nèi)置除濕加熱器(10W)減少高濕干擾,適用于 - 10℃~50℃寬溫環(huán)境

  • 抗干擾能力
    鞘氣保護(hù)和動(dòng)態(tài)加熱系統(tǒng)(DHS)有效降低濕度、粉塵對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響,如 FLD-1 型在建筑現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定監(jiān)測(cè)

4. 便捷操作與維護(hù)

  • 自動(dòng)校準(zhǔn)
    內(nèi)置 “BG 測(cè)量”(零點(diǎn)校準(zhǔn))和 “SPAN CHECK”(跨度校準(zhǔn))程序,一鍵完成校準(zhǔn),確保長(zhǎng)期精度

  • 模塊化設(shè)計(jì)
    采樣泵、濾膜組件等易損部件可快速更換,維護(hù)成本低(如 LD-6N2 型)

5. 多場(chǎng)景適用性

  • 職業(yè)衛(wèi)生
    LD-3S 型符合建筑物衛(wèi)生法要求,適用于辦公室、車間等室內(nèi)環(huán)境,支持 PM2.5 旋風(fēng)切割頭(需選配)

  • 工業(yè)過程控制
    LD-5D 型通過鞘氣循環(huán)和大容量濾膜,可連續(xù)監(jiān)測(cè)采石場(chǎng)、水泥廠等場(chǎng)所的高濃度粉塵(100mg/m3)

  • 戶外連續(xù)監(jiān)測(cè)
    FLD-1 型集成防雨機(jī)柜和氣象傳感器(風(fēng)速、風(fēng)向),用于施工邊界、礦山的 24 小時(shí)監(jiān)控,數(shù)據(jù)可追溯至環(huán)保平臺(tái)

三、典型型號(hào)對(duì)比與技術(shù)參數(shù)

型號(hào)核心特性適用場(chǎng)景關(guān)鍵參數(shù)
LD-5R小型化設(shè)計(jì),支持 PM2.5 測(cè)量,LED 狀態(tài)指示燈室內(nèi) / 建筑施工測(cè)量范圍 0.001~10mg/m3,續(xù)航 10 小時(shí),數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 60,000 點(diǎn)17
LD-5D鞘氣保護(hù) + 大容量濾膜,高濃度測(cè)量(100mg/m3)采石場(chǎng)、隧道工程抗粉塵污染能力提升 10 倍,標(biāo)配 10 倍濃度轉(zhuǎn)換系數(shù)(K 值)8
FLD-1IP54 防護(hù),內(nèi)置除濕加熱,支持氣象聯(lián)動(dòng)戶外長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)分辨率 0.001mg/m3,RS-485/4-20mA 輸出,可接入 DCS 系統(tǒng)10
LD-6N2輕量化設(shè)計(jì)(約 1/2 傳統(tǒng)型號(hào)重量),分離式檢測(cè)部個(gè)人暴露監(jiān)測(cè)支持同時(shí)測(cè)量呼吸域粉塵與環(huán)境濃度,數(shù)據(jù)可通過 USB 實(shí)時(shí)傳輸

四、應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)

  1. 合規(guī)性監(jiān)測(cè)
    滿足日本《隧道建設(shè)粉塵對(duì)策指南》等法規(guī)要求,如 LD-5R 在隧道施工中需在切羽 10m、30m、50m 處設(shè)置 6 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),確保濃度≤2mg/m3

  2. 智能聯(lián)動(dòng)控制
    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可觸發(fā)噴淋降塵系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工業(yè)揚(yáng)塵的自動(dòng)化治理(如礦山皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn))。

  3. 科研與應(yīng)急響應(yīng)
    FLD-1 型支持快速布點(diǎn),用于沙塵、火災(zāi)煙霧的動(dòng)態(tài)追蹤,結(jié)合 β 射線法進(jìn)行質(zhì)控比對(duì)                                                                                                                                                            

五、校準(zhǔn)與維護(hù)

  • 校準(zhǔn)流程
    每次測(cè)量前需執(zhí)行 “BG 測(cè)量”(零點(diǎn)校準(zhǔn),使用零濾膜)和 “SPAN CHECK”(跨度校準(zhǔn),使用標(biāo)準(zhǔn)散射板),確保精度

  • 維護(hù)建議
    定期更換濾膜(視粉塵濃度),清潔鞘氣入口,每 2 年檢查激光源壽命(典型值 > 30,000 小時(shí))

總結(jié)

SIBATA 數(shù)字粉塵儀憑借激光散射技術(shù)的快速響應(yīng)、鞘氣保護(hù)的抗干擾能力智能化數(shù)據(jù)管理,成為粉塵監(jiān)測(cè)的可靠選擇。其產(chǎn)品矩陣覆蓋從室內(nèi)到戶外、低濃度到高濃度的全場(chǎng)景需求,為環(huán)境管理、工業(yè)安全及職業(yè)健康提供了精準(zhǔn)、可追溯的數(shù)據(jù)支撐。


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