什么是凝聚核粒子计数器？

什么是凝聚核粒子计数器？

凝聚核粒子计数器 CPC（Condensation Particle Counter），也叫凝结核粒子计数器，它与普通激光粒子计数器有什么区别呢？普通激光尘埃粒子计数器（ISO21501‑4）直接靠颗粒散射激光，下限一般只能到 0.1 μm (100 nm)；小于 100 nm 尤其几‑几十 nm 的超细颗粒，散射光太弱，无法直接检测。而CPC凝聚核粒子计数器则解决这个痛点。

一台凝聚核粒子计数器主要由饱和器、冷凝器、光学检测腔室组成，凝聚核粒子计数器的工作原理又是什么呢？当带有粒子的气体别设备吸入后，首先要经过饱和器，饱和器颗粒理解为一个‘蒸锅’，它将水基或者醇基液体加热达致饱和状态，这样经过饱和器的带有粒子的气体在进入下一环节（冷凝器）的时候，原本的高温饱和液体气体就会瞬间进入低温冷却腔，气体温度快速下降，蒸汽变成过饱和状态。而过饱和蒸汽不会凭空凝结，会优先以原本气体中的粒子作为凝结核，在颗粒表面不断凝结长大，这样，原本几纳米的颗粒长成 2‑10 μm 的液滴，足够产生强激光散射信号。长大的液滴逐个穿过激光聚焦区；每一颗液滴产生一次散射光脉冲，光电探测器记录脉冲个数，得到颗粒数量，而通过光脉冲的大小则可以判断粒子直径。简单概括，就是把看不见的纳米超细颗粒 “长大” 成微米液滴，再用激光光散射逐个计数，长大的液滴逐个穿过激光聚焦区；每一颗液滴产生一次散射光脉冲，光电探测器记录脉冲个数，得到颗粒数量。这就是凝聚核粒子计数器的主要工作原理，如下图所示：

目前市面上的凝聚核粒子计数器主要有水基和醇基，这主要说都是饱和器里面的液体类别，通常是正丁醇 、异丙醇  、超纯水，就是包裹在粒子核表面的那层液体基。

醇基 CPC的主要优点是对疏水颗粒激活能力强，比如DOP、PAO、银颗粒、炭黑、机油雾等疏水纳米颗粒，很容易被醇蒸汽激活长大；颗粒材质依赖性小，计数效率曲线陡峭。同时醇基CPC检测下限可以做到很低，典型可达 2‑4 nm，滤材纳米效率测试、SMPS 标配主流选择。并且液体消耗低，不容易滋生微生物；对进气湿度不敏感，不容易受样品气湿度干扰。而水基 CPC的主要优点是工作介质是超纯水，无有机溶剂挥发、无气味、不可燃；可直接用于半导体洁净室、晶圆工艺环境，不会污染样品 / 器件，耗材易得，只需超纯水，废液简单，对亲水颗粒（盐、硫酸铵、环境大气气溶胶）激活效果很好。

通过对不同液体基的了解，可以判断出在滤材测试台（PAO/DOP 气溶胶）应用上，应优先选醇基 CPC；疏水测试气溶胶必须醇基，水基会严重低估颗粒数。而在半导体现场在线监测方面应用时、要求不能有溶剂挥发：所以只能水基 CPC，但要知道：测疏水纳米颗粒时性能会打折。如果您有相关的环境测试需求，欢迎联系我们，我们提供相关技术服务和设备支持。

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