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近年來， PM2.5/PM10/TSP等細(xì)顆粒物成為空氣污染的主要因素，多數(shù)城市已在開展細(xì)顆粒物在線監(jiān)測工作。由于其價(jià)格低廉、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，目前顆粒物傳感器受到大眾的青睞。現(xiàn)有的顆粒物傳感器的測量原理有電學(xué)原理、光學(xué)原理，其中光學(xué)原理主要包括紅外和激光。

顆粒物傳感器在在線監(jiān)測儀的測量原理

一、電學(xué)原理

電學(xué)顆粒物傳感器主要是利用顆粒氣溶膠單極擴(kuò)散充電技術(shù)，通過測量帶電顆粒電流實(shí)現(xiàn)對顆粒的監(jiān)控。感應(yīng)器有兩個(gè)入口氣流：純化的壓縮空氣(1.5 bar)和氣溶膠取樣氣體。通過電暈針將壓縮空氣流導(dǎo)入一個(gè)封閉的空間，使其釋放出恒定的電流，然后，帶正離子的氣流通過電暈放電進(jìn)入一個(gè)排氣裝置。

空氣懸浮傳感裝置則主要是通過帶有抽氣泵的空氣流來吸入的。空氣懸浮試樣與氣泵內(nèi)的空氣氣流充分混合，使充電器釋放出的離子可以附著在空氣懸浮顆粒上，包括試樣氣體。混合物中剩余的自由離子被一個(gè)離子阱吸收，帶電粒子隨氣流從傳感器中流出。由于顆粒或部分顆粒是單極帶電的，所以它們在輸出傳感器時(shí)帶有電荷。

二、紅外原理

紅外線光強(qiáng)度非常微弱，在測量顆粒時(shí)強(qiáng)度不足，可用濁度法代替。所謂濁度法，就是一邊是發(fā)射光線，另一邊接收，空氣越渾濁光線損失掉的能量就越大，由此來判定目前的空氣濁度。實(shí)際上這種方法是不能夠準(zhǔn)確測量PM2.5的，甚至光線的發(fā)射、接收部分一旦被靜電吸附的粉塵覆蓋，就會直接導(dǎo)致測量不精準(zhǔn)。這種方法做出來的傳感器只能定性測量，因?yàn)閿?shù)值會飄，不能定量測量。

三、激光原理

以激光散射原理為基礎(chǔ)的測量技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的顆粒測量技術(shù)。這是一種光學(xué)方法，但與顯微鏡法的光學(xué)成像原理不同。光散的理論基礎(chǔ)是米散理論，它的反推法可以得到顆粒的質(zhì)量濃度，反推法需要借助顆粒的有關(guān)參數(shù)才能實(shí)現(xiàn)。顆粒在陽光照射下會產(chǎn)生散射光，在其不變的條件下，顆粒散射光的強(qiáng)度可以表示其質(zhì)量濃度。近幾年來，以光散射原理為基礎(chǔ)的便攜式顆粒傳感器已成為環(huán)境空氣監(jiān)測領(lǐng)域的新型監(jiān)測設(shè)備，它的出現(xiàn)引領(lǐng)并占據(jù)了新一代監(jiān)測儀器的發(fā)展方向。

激光散射原理是利用激光照射空氣中懸浮顆粒產(chǎn)生散射，同時(shí)將散射光收集到特定的角度，得到散射光強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線。然后，采用基于米氏(MIE)理論的算法，微處理器得到顆粒等效粒徑和單位體積內(nèi)不同顆粒大小的顆粒數(shù)。

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