Koincidenční chyba a přesnost měření částic pro klasifikaci stlačeného vzduchu podle ISO 8573-1
Vědecká a průmyslová měření částic vyžadují vysokou přesnost a spolehlivost, protože výsledky mohou ovlivnit kvalitu výrobků, bezpečnost a další klíčové aspekty. Jednou z takových aplikací je měření částic ve stlačeném vzduchu pro účely klasifikace čistoty stlačeného vzduchu podle normy ISO 8573-1. V tomto kontextu je několik důležitých faktorů, které je třeba zvážit:
Limit koncentrace částic: Pokud se koncentrace částic v měřeném objemu příliš zvýší, může to vést k problémům s přesností měření. Příliš vysoká koncentrace částic může způsobit jev zvaný koincidence. Koincidence nastává, když se dvě nebo více částic dostane do detekční zóny přístroje současně, což může vést k chybnému vyhodnocení velikosti částic a jejich celkovému počtu v objemu.
Význam ředění: V případě, že koncentrace částic dosáhne hodnoty, která je pro přístroj příliš vysoká, je potřeba využít systém ředění. Ředění znamená snížení koncentrace částic tak, aby byly v mezích, které přístroj může spolehlivě měřit. Běžně se pro tento účel využívají poměry 1:100 nebo 1:1000.
Konstantní ředící poměr: Aby byly výsledky měření konzistentní a spolehlivé, je klíčové, aby ředící poměr zůstával stejný napříč všemi měřenými koncentracemi. Jakékoli změny v ředícím poměru mohou způsobit nepřesnosti v konečných výsledcích.
Význam správného nastavení: Vždy je důležité řádně nastavit přístroj a pravidelně jej kalibrovat. Přístroje k počítání částic mohou být citlivé na různé faktory, jako je teplota, vlhkost a další, což může ovlivnit jejich výkon.
Závěrem, při práci s přístroji pro počítání částic je třeba věnovat pozornost všem detailům a dodržovat doporučené postupy, aby byly výsledky měření co nejpřesnější.
www.kvalifikace-validace.cz
Všechna práva vyhrazena.
Kontakt
-
Email: info@kvalifikace-validace.cz
Telefon:
+420 735 359 289
(jazyk: čeština)
+420 735 359 545 (jazyk: angličtina, polština)
Významný vliv na přesnost měření má také vzorkovací systém. Izokinetické vzorkování je nezbytné pro získání reprezentativního vzorku. Při nevhodném vzorkování může docházet k preferenčnímu zachycování částic určitých velikostí, což vede k systematickým chybám měření. Pro částice menší než 1 μm je kritická také délka a materiál vzorkovacího potrubí kvůli difuzním ztrátám. Experimentální data ukazují, že pro částice o velikosti 0,1 μm mohou difuzní ztráty v 1 metru vzorkovacího potrubí dosáhnout až 15%.
Při práci s vysokými koncentracemi částic je důležité také zabránit kontaminaci optického systému čítače. Moderní přístroje jsou vybaveny systémem čištění optiky pomocí filtrovaného vzduchu (purge air system). Průtok čisticího vzduchu musí být optimalizován tak, aby nedocházelo k ovlivnění měření, ale zároveň byla zajištěna účinná ochrana optiky. Typické hodnoty průtoku čisticího vzduchu se pohybují v rozmezí 5-10% celkového průtoku vzorku.
Efekt koincidence významně závisí na optické konfiguraci měřicího systému. U laserových čítačů částic je kritickým parametrem objem měřicí cely a intenzita rozptýleného světla. Při použití fokusovaného laserového paprsku s průměrem 100 μm a délkou měřicí zóny 500 μm začíná být koincidence významná již při koncentracích nad 10⁶ částic/m³. Pro přesná měření je proto nezbytné znát koincidentní limit konkrétního přístroje a pracovat v lineární oblasti jeho odezvy.
Při validaci systému ředění je klíčové ověřit linearitu měření v celém rozsahu koncentrací. Doporučuje se použít minimálně pět různých koncentrací kalibračního aerosolu pokrývajících celý měřicí rozsah. Pro každou koncentraci by mělo být provedeno minimálně 10 opakovaných měření. Statistická analýza dat pomocí regresní analýzy umožní určit bod, od kterého se začíná projevovat koincidence. Pro spolehlivá měření by měla být relativní směrodatná odchylka měření menší než 5%.
Správná kalibrace čítače částic vyžaduje použití certifikovaného kalibračního aerosolu s definovanou velikostní distribucí a koncentrací. Pro kalibraci se nejčastěji používají monodisperzní polystyrenové latex (PSL) částice, které mají přesně definovanou velikost a index lomu. Kalibrace by měla být prováděna při stejných podmínkách (teplota, tlak, vlhkost), jaké se vyskytují při reálných měřeních. Pro kritické aplikace se doporučuje provádět kalibraci častěji než jednou ročně.