Wie funktionieren Aerosolpartikelzähler?
Die Technologie der Aerosolpartikelzähler ermöglicht die schnelle Zählung und Größenbestimmung von Schadstoffpartikeln in Reinraumluft und anderen kontrollierten Umgebungen. Die Benutzer sehen das Gerät in der Regel als ein Gerät, bei dem ein Knopf gedrückt wird und absolute Ergebnisse herauskommen. Bei der Messung von Kleinstpartikeln ist es jedoch wichtig, die Technologie des Geräts zu kennen, um die Relevanz der erzeugten Daten zu verstehen, die Funktionsweise von Partikelzählern in den richtigen Kontext zu setzen und ihre Vorteile und Grenzen zu kennen. Keine Messung ist absolut – alle sind relativ zu der verwendeten Messtechnik. Wenn wir beispielsweise Partikel mit einem Rasterelektronenmikroskop messen, wäre es nicht verwunderlich, wenn wir leicht unterschiedliche Ergebnisse erhalten. Bei bestimmten Größen können wir sogar sehr unterschiedliche Ergebnisse erhalten, weil diese spezielle Technologie eine andere Reaktion hervorruft als der Partikelzähler.
Alle gängigen Reinraum-Aerosolpartikelzähler, unabhängig vom Hersteller, basieren auf dem Prinzip der Lichtstreuung. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass sie eine sehr helle Lichtquelle verwenden, um die Partikel zu beleuchten. Heutzutage ist diese Quelle eine Laserdiode, während früher Gaslaser und „Weißlicht“-Halogenlampen verwendet wurden. Diese sehr helle Lichtquelle strahlt durch einen optischen Block. Innerhalb des optischen Blocks befinden sich Spiegel und entweder ein oder mehrere Photodetektoren. Mit einer kleinen Vakuumpumpe wird Luft durch den Laserstrahl gesaugt. Wenn die Partikel in der Luft den Laserstrahl durchqueren, tritt das Laserlicht mit den Partikeln in Wechselwirkung und wird gestreut. Der Begriff „Streuung“ bedeutet, dass das Licht eine Richtungsänderung erfährt. Diese Änderung erfolgt in alle Richtungen: Vorwärts, rückwärts und seitwärts. Unten ist schematisch dargestellt, wie ein abgetastetes Partikel gelesen wird:
Was Aerosolpartikelzähler sehr gut können, ist die sofortige Entnahme von Proben und eine sehr gute Echtzeitanzeige der Partikelbelastung in einem Raum oder im Umfeld eines kritischen Prozesses. Alternative Methoden, wie die Verwendung eines Filters, einer Pumpe oder eines Mikroskops, sind zeitaufwändig, subjektiv und arbeitsintensiv. Aerosolpartikelzähler waren und sind für die Entwicklung, den Betrieb und die Weiterentwicklung von Reinraumproduktionsumgebungen von entscheidender Bedeutung. Sie sind schnell, gut definiert und nicht subjektiv, und moderne Geräte sind heute äußerst stabil, robust und einfach zu bedienen. Durch die Anwendung der wissenschaftlichen Prinzipien der Lichtstreuung und des Vergleichs mit einer kalibrierten Referenz gewährleisten diese Geräte wiederholbare, zuverlässige Daten.
Dieses Papier behandelt:
- Partikeltypen
- Partikelgrößen
- Kalibrierungsreferenzstandard mit Latexkugeln
- Technologie der Aerosolpartikelzähler
