凈化潔凈廠房表面粒子潔凈度測(cè)量方法和設(shè)備

凈化潔凈廠房表面粒子潔凈度的測(cè)量方法須根據(jù)測(cè)量對(duì)象的各方面要求及現(xiàn)場(chǎng)狀況等多種因素，全面權(quán)衡后選取結(jié)果可信、功效好的測(cè)量方法和設(shè)備。以下簡(jiǎn)要介紹幾種常用的方法、設(shè)備及其優(yōu)缺點(diǎn)。

1.光學(xué)顯微鏡

光學(xué)顯微鏡既經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用范圍也廣。光學(xué)顯微鏡是按被觀測(cè)對(duì)象的吸光性、光折射性或雙折射性等光學(xué)特性，或按觀測(cè)對(duì)象的形狀、尺度等確定其作為污染物的特性。粒徑1.0μm以上的粒子可在固體樣本上或液體樣本中檢測(cè)到。采集表面粒子樣本，可參考《航天流體中和元件上的粒子采樣標(biāo)準(zhǔn)》ASTM F 303-08 (Standard Practice for Sampling for Particles in Aerospace Fluids and Components)，并按ASTM F 312-08的方法進(jìn)行分析。如粒子與所附著表面的對(duì)比度不夠，可利用暗場(chǎng)照明來改善觀察效果。通過顯微鏡觀測(cè)，只可給出定性結(jié)果，如果要求較嚴(yán)格，可配置自動(dòng)采樣和自動(dòng)圖像分析裝置檢驗(yàn)樣本，取得具體的數(shù)值，以作為表面粒子潔凈度級(jí)別的依據(jù)。

2.斜光、掠光和側(cè)光照相測(cè)量系統(tǒng)

使用具備所要求放大倍率的數(shù)碼相機(jī)，在特定光源下對(duì)采樣表面照相，根據(jù)所獲圖像來測(cè)算表面存在的污染粒子狀況。通常采用平行光斜入被測(cè)表面，使表面自身結(jié)構(gòu)僅只有很少量光線被表面散射并進(jìn)入相機(jī)，而表面上的粒子會(huì)被入射的斜光所完全照亮，并產(chǎn)生相應(yīng)量的散射光，在相機(jī)圖像中被測(cè)表面呈暗色，而粒子形成大大小小的亮點(diǎn)。與使用光學(xué)顯微鏡類似，可依據(jù)照相圖片，用簡(jiǎn)單的圖像分析算法來分析表面粒子的狀態(tài)。

3電子掃描顯微鏡

如果光學(xué)顯微系統(tǒng)的分辨率無法滿足要求，被測(cè)表面又較粗糙時(shí)，可采用電子掃描顯微鏡(SEM，Scanning Electron Microscope)，但SEM在高放大倍數(shù)時(shí)的景深小，表面過于粗糙時(shí)，將超過光學(xué)顯微系統(tǒng)的限度。

另外SEM難以檢驗(yàn)非導(dǎo)電表面。因?yàn)楫?dāng)表面遭受電子掃描顯微鏡運(yùn)行時(shí)發(fā)出的電子束轟擊時(shí)可能帶電，從而使圖像變形。為避免此現(xiàn)象，通常應(yīng)先在非導(dǎo)電表面濺射一層金屬薄膜使其導(dǎo)電。而此方法又存在可能改變表面現(xiàn)有狀態(tài)的不利情況，電子束可能使表面上的粒子帶電，并被驅(qū)離表面。

因?yàn)檫M(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要將被測(cè)表面或部件置于高真空中，所以還要注意防止被測(cè)部件在真空中不會(huì)改變。中凈環(huán)球凈化可提供凈化車間、潔凈廠房的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

4.散射光表面掃描裝置

散射光掃描儀適用于檢驗(yàn)表面平滑、粗糙度低的表面，如硅晶片、玻璃等。該儀器聚焦的激光以規(guī)定的光束角掃描部件表面，從光滑表面直接反射回的光被導(dǎo)入并消失。而表面附著粒子將引起激光的漫散射，散射光被光電倍增器放大并記錄。依據(jù)檢測(cè)到的各個(gè)散射光強(qiáng)度和大小，經(jīng)電子器件分析，可得出粒子的粒徑和形狀。當(dāng)激光的實(shí)際位置與散射光同步時(shí)，可確定表面粒子的分布情況，散射光掃描儀探測(cè)粒徑的限值一般為0.05μm以上。

5.激光粒子計(jì)數(shù)裝置

這是凈化潔凈廠房常常使用的儀器裝置之一。吸引表面被剝離粒子的介質(zhì)，如空氣、氣體或液體，當(dāng)使其流過粒子計(jì)數(shù)設(shè)備的激光束時(shí)，介質(zhì)中所攜帶的粒子就會(huì)產(chǎn)生散射光，根據(jù)散射光的強(qiáng)弱所觸發(fā)的光脈沖大小，與用圓形乳膠標(biāo)準(zhǔn)粒子所得的光脈沖標(biāo)準(zhǔn)曲線比對(duì)，就可得到這些粒子的粒徑。這種“粒徑”實(shí)際上是粒子散射光脈沖強(qiáng)度的標(biāo)識(shí)。

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