Normalmente, la última página de la hoja de especificaciones de cualquier instrumento analítico presenta una infinidad de especificaciones. Contadores de Partículas en Aire (CPA) no son diferentes. Muchos de los parámetros utilizados para definir el rendimiento de un CPA son relativamente fáciles de entender, como, por ejemplo, el flujo . Otros, como la pérdida por coincidencia , son mucho menos intuitivos.

En este artículo, usted va a encontrar:

• La explicación completa sobre qué es la eficiencia de conteo;

• Cómo se realiza el proceso de calibración de un Contador de Partículas en Aire según la norma ISO 21501-4 ;

• La relación entre eficiencia de conteo y el monitoreo de partículas en ambientes controlados;

• La importancia de la correcta interpretación de las especificaciones técnicas de los contadores de partículas.

• Y conocer el Contador de Partículas en Aire MET ONE 3400+

¿Qué es exactamente la Eficiencia de Conteo?

Para entender la eficiencia de conteo de un Contador de Partículas en Aire, primero es necesario examinar el principio básico detrás de su calibración:

• Un flujo continuo de partículas estándar, de tamaño único y conocido, pasa por el sensor del Contador de Partículas en Aire.

• Cada partícula genera un pulso eléctrico proporcional a su tamaño.

• Las partículas de tamaño único generan una distribución de alturas de pulso, cuyo valor mediano es típicamente considerado el umbral de calibración adecuado para ese tamaño.

Distribución de partículas estándar y umbral de calibración mediano

Figura 1. Distribución de partículas estándar de tamaño único y umbral de calibración mediano

Al calibrar un Contador de Partículas en Aire de esta manera:

• Una partícula exactamente del mismo tamaño que el umbral de conteo de un canal tendrá 50% de probabilidad de ser contada.

• Así, los CPA calibrados por este método tienen, por definición, una eficiencia de conteo del 50% .

• Para partículas mayores que el umbral del canal, la probabilidad de conteo sube rápidamente a 100% .

Partículas mayores que el umbral son contadas con 100% de eficiencia

Figura 2. Partículas mayores que el umbral del canal de tamaño son todas contadas con 100% de eficiencia

En términos prácticos , al examinar la hoja de especificaciones de un Contador de Partículas en Aire conforme a ISO 21501-4, con sensibilidad mínima de 0,3 μm, se espera encontrar algo como:

Eficiencia de Conteo: 50% ± 20% en 0,3 μm, (100% ± 10% en 1,5X la sensibilidad mínima)

¡Atención! Sin entender el concepto de eficiencia de conteo, se podría pensar erróneamente que el Contador de Partículas en Aire contará solo la mitad de las partículas de 0,3 μm en una muestra real.
¡Esto no es cierto!

• Todas las partículas mayores que 0,3 μm serán contadas.

• Tampoco es correcto asumir que el siguiente canal (por ejemplo, 0,5 μm) tenga automáticamente un 100% de eficiencia.

Hecho importante:

Y, para partículas mayores que el umbral de cada canal , la detección será 100% eficiente .

Eficiencia de Conteo y Monitoreo de Partículas

Como se mencionó, la calibración de un Contador de Partículas en Aire involucra el flujo continuo de partículas estándar de tamaño único por el sensor.

Umbral correctamente ajustado para un Contador de Partículas en Aire con sensibilidad mínima de 0,3 μm

Figura 3. Umbral correctamente ajustado para un Contador de Partículas en Aire con tamaño de canal mínimo de 0,3 μm

En este caso:

• El primer canal del CPA se ajusta a la media de la distribución de partículas de 0,3 μm.

• Esto se llama punto del 50% y fundamenta la afirmación de que la eficiencia de conteo es del 50% .

Todos los canales calibrados conforme a ISO 21501-4 exhiben 50% de eficiencia de conteo

Figura 4. Todos los umbrales de canal ajustados a la media de partículas estándar conforme a ISO 21501-4 exhiben 50% de eficiencia de conteo, independientemente del tamaño mínimo del canal

Observaciones importantes:

• Un CPA conforme a ISO 21501-4 posee resolución estrecha , facilitando la distinción entre partículas de 0,3 μm y 0,5 μm.

• Así, todas las partículas de 0,5 μm serán identificadas como mayores que el umbral de 0,3 μm.

• Por lo tanto, partículas de 0,5 μm serán contadas con 100% de eficiencia en el primer canal (0,3 μm), no en el canal de 0,5 μm.

Distribución típica de las partículas en el aire

En el aire, la distribución de tamaños de partículas es tal que:

• Cuanto mayor es la partícula,

• Menor es la cantidad observada por volumen de aire.

Todas las partículas mayores que 0,3 μm son contadas en el primer canal

Figura 5. Todas las partículas mayores que 0,3 μm son contadas en el primer canal

Todas las partículas mayores que 0,5 μm son contadas en el segundo canal

Figura 6. Todas las partículas mayores que 0,5 μm son contadas en el segundo canal

Conclusión importante:
Independientemente del tamaño mínimo especificado por el Contador de Partículas en Aire:

• Todas las partículas mayores que el umbral son contadas.

• Un contador con canal mínimo de 0,5 μm contará partículas de 0,5 μm y mayores con el mismo rendimiento que un contador con canal mínimo de 0,3 μm.

La especificación de rendimiento de eficiencia de conteo es independiente del tamaño mínimo del canal.

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Conclusión

Este artículo demostró que:

• Un Contador de Partículas en Aire calibrado utilizando partículas estándar conforme a ISO 21501 o JIS B9921 exhibirá eficiencia de conteo de 50% en TODOS los canales , independientemente del tamaño mínimo del canal.

• En muestras reales (de ambientes controlados o salas limpias), todos los canales contarán 100% de las partículas mayores que el umbral del canal , independientemente del tamaño mínimo especificado.

• No hay ventaja en especificar un umbral de tamaño mínimo inferior en un contador óptico de partículas.

Resumen esencial:

Referencia

• ISO 21501-4 , Contador de partículas en aire por dispersión de luz para ambientes limpios, 2007.