在制藥、醫療器械、半導體制造及精密零件清洗等高度監管的行業中，產品質量與可靠性很大程度上取決于對極微量“大顆粒”或異物的控制。這類污染物若超出規格，可能直接影響生產良率與產品性能。以半導體CMP拋光液為例，若存在超出規格的大顆粒，則可能在拋光過程中劃傷晶圓，導致良率下降。因此，對這些在這些產品中的痕量大顆粒進行精確計數與尺寸分析，，已成為高附加值產品生產與加工過程中的關鍵質量控制環節。然而目前，粉體行業常用的激光粒度儀雖在檢測整體粒度分布上具有測量范圍寬、測試速度快等優勢，但在檢測非常少量的超大顆粒方面能力有限。以下盤點集中當前具有高靈敏度的主流大顆粒檢測技術及其適用范圍。

（來源：網絡）

1、光阻法

光阻法顆粒計數器的原理是基于單顆粒的光遮擋效應：即當懸浮在透明液體中的顆粒流經一個狹窄的光學傳感區時，每個顆粒會遮擋一部分入射的激光光束，導致探測器接收到的光強產生一個瞬間的、幅值下降的脈沖信號。通常，該脈沖的幅度與顆粒的投影面積（即粒徑大小）相關，而脈沖的數量則對應顆粒的個數，系統通過分析這些電脈沖即可精確計算出樣品中顆粒的粒徑分布和數量濃度。

光阻法原理

光阻法的優勢在于的裝置較為簡單，易于實現在線、實時監測，能滿足工業過程控制和快速品檢的需求，同時其還具有廣泛的適用性，是少數能直接測量非導電液體（如礦物油、合成潤滑油、燃料、有機溶劑）以及超純水、注射用水中顆粒的在線技術，因此該技術是許多國際、國內和行業標準的指定或推薦方法，例如用于液壓油污染度的 ISO 4406/SAE AS4059 標準、用于藥典中注射劑不溶性微粒檢查的 美國藥典USP788 與中國藥典0903。不過，該技術同樣受光學遮擋原理的限制，顆粒及液體介質的顏色、透明度、折射率都會影響信號強度，這可能導致對透明顆粒（如氣泡、硅油滴）的誤判或漏檢。此外，由于該技術測量的是“等效投影面積直徑”：即與這個顆粒產生相同光遮擋效果的球形顆粒的直徑，對于一個纖維狀、片狀的大顆粒檢測效果不佳。

適用范圍：由于大顆粒對光的遮擋作用較強，所以光阻法非常適合用來用來測試4-400μm的較粗和粗顆粒。

2、單顆粒光學傳感(SPOS)

單顆粒光學傳感技術（SPOS）是在傳統光阻法的原理基礎上進行優化與增強，它不僅測量顆粒通過檢測區時造成的光強衰減（消光信號），同時能夠高靈敏度地檢測顆粒引發的側向散射光信號。通過實時綜合處理這兩個獨立的光學信號，SPOS技術能夠更準確地區分和測量復雜樣品中的顆粒，特別是對傳統光阻法不敏感的超規小顆粒以及透明顆粒的檢測能力實現了質的提升，實現了覆蓋從約0.5μm到400μm大顆粒的極寬粒徑檢測范圍。

SPOS檢測大顆粒的原理（來源：丹東百特）

相比單一的光阻法，SPOS技術最大的優點在于其引入了光散射原理兩種測試方式相互結合，相互印證，拓展了儀器測量范圍同時也確保了測量的準確性。但與光阻法一樣，SPOS技術同樣也收到光學原理以及“球形等效面積”的限制，并不適合含有非球形顆粒、有色、高濃度樣品的檢測。

3、電阻法

電阻法，又稱“庫爾特原理”，主要是利用電學特性對微小顆粒（如細胞、顆粒等）進行計數和體積測量。具體表現為：在一個絕緣的容器（如試管）側壁開一個小孔，將一對電極分別置于小孔兩側，并通以恒定電流。小孔附近形成一個“電敏感區”，當導電液體（如電解質溶液）通過小孔時，電流在液體中恒定傳導。但當懸浮在導電液體中的顆粒通過小孔時，顆粒會暫時取代小孔內相同體積的導電液體，而由于顆粒與導電液體的電導率不同，小孔兩側電極之間的電阻也會瞬時變化，即產生一個瞬時的電位脈沖信號。通常，脈沖信號的大小與顆粒的體積成正比，脈沖信號的數量則與顆粒的數目成正比。通過檢測和分析這些脈沖信號，就可以精確測量顆粒的體積分布、數量以及濃度。

電阻法測量原理

由于不受到光學特性的干擾，且對樣品電位變化敏感， 電阻法的檢測結果與顆粒顏色、折射率無關，具有測量精度高、分辨率高、客觀性強的優點：不僅是體積測量的金標準，而且能清晰區分粒徑非常接近的顆粒，尤其適用于檢測含微米級及以上大顆粒的樣品檢測。但另一方面，由于顆粒必須能懸浮在導電介質（如電解質溶液）中，該技術不適用于非導電介質或易與電解質反應的顆粒。對于某些特殊材質的大顆粒（如高分子材料、生物組織），可能需要特殊處理或選擇合適的電解質。此外，檢測范圍取決于微孔尺寸，每個孔徑管通常只能測量孔徑直徑2%至80%范圍內的顆粒。對于超大顆粒，可能需要更換更大孔徑的傳感器，且存在堵塞風險。

小結

目前主流的痕量大顆粒檢測技術包括光阻法、單顆粒光學傳感（SPOS）法與電阻法，其中，光阻法以其在線、實時監測能力及對非導電液體的適用性，成為工業現場與藥典標準中的常用手段；SPOS技術通過結合消光與散射信號，顯著提升了對透明顆粒與小顆粒的檢測靈敏度；而電阻法則憑借其高精度與分辨率，在導電液體體系中成為體積測量的金標準。不過，上述技術仍面臨著一個共性問題，即當兩個或多個顆粒在極短時間內同時通過檢測區域時，儀器可能將其識別為單個大顆粒，導致顆粒數量偏低與粒徑分布誤報，這一問題在高濃度樣品或顆粒聚集狀態下尤為顯著，是當前顆粒計數技術在實際應用中仍需克服的關鍵挑戰之一。

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