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空氣品質監測必備！3 分鐘了解微粒子計數器的運作原理
在無塵室、醫療環境、製藥業、半導體產線及空氣品質監測領域，微粒子計數器是不可或缺的工具。隨著空氣污染議題日益受到關注，各行業對空氣中的懸浮微粒（Particulate Matter, PM）檢測需求持續增加。
但微粒子計數器的運作原理究竟是什麼？如何精準測量空氣中的微粒數量與大小？ 本文將用 3 分鐘帶你快速了解微粒子計數器的運作方式、技術原理及應用。
1. 微粒子計數器的基本概念
什麼是微粒子計數器？
微粒子計數器（Particle Counter）是一種專門用來測量空氣中微粒數量與大小的儀器，可偵測PM1.0、PM2.5、PM10 等不同粒徑的懸浮微粒，並進行分類計數。
根據測量方式，微粒子計數器可分為兩大類：
- 光學式微粒子計數器（Optical Particle Counter, OPC）
- 凝結核微粒子計數器（Condensation Particle Counter, CPC）
不同類型的計數器適用於不同環境，以下為主要差異：
微粒子計數器類型 | 適用範圍 | 可測粒徑範圍 | 測量方式 |
|---|---|---|---|
光學式（OPC） | 無塵室、製造業 | 0.1 μm ~ 10 μm | 雷射光散射 |
凝結核（CPC） | 環境空氣監測 | 0.01 μm ~ 1.0 μm | 氣溶膠冷凝增大 |
其中，光學式微粒子計數器（OPC） 是目前工業應用最廣泛的技術，接下來將深入探討其運作原理。
2. 微粒子計數器的運作原理
光學式微粒子計數技術（OPC）
目前市面上最常見的微粒子計數器，主要採用雷射光散射技術（Laser Scattering Technology）。其運作流程如下：
- 空氣採樣：空氣透過內部的抽氣泵進入計數器，進行粒子篩選與分流。
- 雷射光照射：粒子通過雷射光束，光線會因粒子的大小而產生不同程度的散射。
- 光學感測器偵測：散射光訊號被光電二極體（PIN Diode）或光電倍增管（PMT）接收，轉換為電訊號。
- 數據分析：根據光散射強度計算粒子大小，並進行分類計數。
關鍵技術：米氏散射Mie scattering理論
雷射散射技術基於米氏散射Mie scattering理論，即當粒子尺寸與雷射波長接近時，光線會產生可測量的散射現象。透過測量散射角度與光強度，即可推算出粒子大小與數量。
步驟 | 對應技術 | 作用 |
|---|---|---|
空氣採樣 | 抽氣泵 | 收集空氣樣本 |
光照射 | 雷射光 | 產生散射現象 |
光訊號轉換 | 光電二極體 | 轉換光信號為電信號 |
數據處理 | Mie 散射理論 | 計算微粒大小與數量 |
這種技術可以提供即時、連續的空氣品質監測，適用於潔淨室、醫療設備、製藥工業、環境監測站等場合。
3. 微粒子計數器的應用與優勢
應用領域
微粒子計數器廣泛應用於以下領域，以確保空氣潔淨度達到標準：
- 無塵室（Cleanroom）監測：確保製造環境符合 ISO 14644-1 潔淨度標準。
- 製藥與生技產業：監測藥品製造過程中的環境微粒，以符合 GMP 規範。
- 半導體產線：控制空氣懸浮微粒，避免晶圓受污染。
- 醫療機構與生物安全實驗室：確保手術室、疫苗生產區等空間的空氣品質。
- 空氣污染監測：環境監測站使用來測量 PM2.5、PM10 濃度，評估空氣品質狀況。
優勢分析
相較於傳統的重力沉降法與濾紙採樣法，光學式微粒子計數器具有以下優勢：
- 即時監測：可進行連續數據採集，即時反映環境變化。
- 高靈敏度：可偵測微至 0.1 μm 的微粒，適用於高潔淨度環境。
- 自動數據記錄：數據可儲存並與中央監控系統連線，方便進行趨勢分析。
- 快速分析：相較於傳統培養法需要數天，微粒子計數器可在數秒內提供測量結果。
這些優勢使微粒子計數器成為現代空氣品質監測的核心技術，幫助各行業維持高標準的環境控制。
微粒子計數器是現代空氣品質監測的關鍵工具
隨著空氣污染議題升溫，微粒監測技術已成為各大產業不可或缺的設備。透過光學式微粒子計數技術，我們能夠精準測量空氣中的懸浮微粒，並即時掌握環境品質變化。
微粒子計數器的 3 大核心功能回顧
✔ 透過雷射光散射技術，即時測量空氣微粒數量與大小。
✔ 廣泛應用於無塵室、製藥、半導體、醫療機構與環境監測領域。
✔ 提供高靈敏度、快速分析與即時監測的優勢，提升環境潔淨度管控能力。
隨著技術進步，未來的微粒監測設備將結合AI 分析、IoT 物聯網與大數據監測，進一步提升環境監控的準確度與效率，確保空氣品質符合最高標準。
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