你是否曾經好奇，無塵室裡看不到的空氣微粒，是怎麼被精確掌握並記錄下來的？這背後的關鍵工具就是——微粒子計數器。這種儀器透過光學散射原理，能精確捕捉出空氣中粒徑僅為微米甚至奈米等級的微粒，對於製藥、半導體、精密電子、醫療設備製造等產業的潔淨度控管至關重要。本文將用最簡明的方式，帶你快速掌握微粒子計數器的運作原理與其在現代潔淨室中的應用核心。
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。
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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，適合測0.1-10 um的微粒子顆粒數，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。
基礎理解，是打造高標準潔淨室的第一步
微粒子計數器的運作看似複雜，實則是一套高度精密卻架構清晰的檢測邏輯。了解它的工作方式，不僅有助於操作人員做出正確判讀，更是企業優化空氣品質管理流程的第一步。透過正確的知識與設備選型，你將能在高潔淨需求的場域中，保持穩定與合規的生產環境，真正實現品質與效率的雙重提升。
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