PM2.5粉尘传感器为什么大多采用光散射法，与尘埃粒子计数器有什么区别？

空气中漂浮着各种大小的颗粒物，PM2.5是其中较细小的那部分。要想测定PM2.5的浓度，需要分两步走：

第一步：把PM2.5与较大的颗粒物分离；

第二步：测定分离出来的PM2.5的重量。

主要的微粒浓度检测法有：

连续取样法中当可吸入气体经过气流通道时滤纸收集其中的微粒物，然后通过β射线照射滤纸以测得微粒的重量，根据重量分析计算出气流通道中微粒物的浓度。

通过天平称量滤纸可得到微粒物的重量这种方法称为过滤称重法。连续称重法具有较高的测量精度也是传统微粒浓度检测的方法之一，但是采样输送管由于使用过程中容易沉积微粒造成检测误差，β射线照射也会形成辐射并且滤纸要不断频繁地更换其中的缺点也是显而易见的。

差分吸收光谱法由光源发射器、气流通道、光接收器等组成，光源发射器发送特定光谱的光束，光波通过气流通道时发生光吸收和光散射，因此光线到达接收器时会形成强度的衰减，接收器光谱通过光纤进行传输，通过光谱分析仪和计算机根据Lambert Beer 定律对进行计算得到粒子浓度。

由于差分吸收光谱法的特殊构造及分析原理对颗粒物浓度很低的情况会造成检测困难，因为颗粒物浓度低时光的衰减不够明显。另外光源发射器的可靠性也会影响检测结果，气体成分差异造成吸收光谱非常复杂，数学计算方法也变得复杂，易受客观因素的影响。 

一头粗一头细的空心玻璃管，粗头固定，细头装有滤芯。空气从粗头进，细头出，PM2.5就被截留在滤芯上。在电场的作用下，细头以一定频率振荡，该频率和细头重量的平方根成反比。于是，根据振荡频率的变化，就可以算出收集到的PM2.5的重量。

振荡天平法是基于航天技术的锥形元件微量振荡天平原理而研制的。通过测定系统频率的变化可测得对应时间颗粒物浓度。其优点是准确，灵敏度高，适应范围广，可连续监测 ，不过这个方法也存在设备体积大，价格昂贵等缺点。

将PM2.5直接截留在滤膜上，然后用天平称重。还有就是滤膜并不能把所有的PM2.5都收集到，一些极细小的颗粒还是能穿过滤膜。只要滤膜对于0.3微米以上的颗粒有大于99%的截留效率，就算是合格的。损失部分极细小的颗粒物对结果影响并不大，因为那部分颗粒对PM2.5的重量贡献很小。

这也是国标测量方法，最直接也最可靠，同时也是验证其他方法是否准确的标杆，缺点也很明显，就是不能瞬时显示，只能计算平均值。

物理学知识中两种不同材料相互摩擦的同时会伴随正负电荷的转移，摩擦起点法中在七六通道中插入不锈钢杆作为检测探头，刚杆外端连接导线，导线接地，当气流通过空气通道时会与检测探头发生摩擦形成微弱的电流，使用高性能放大器对此电流进行放大处理，根据电流与浓度的关系计算气流通道中的微粒浓度。

电流与浓度的关系如下式所示： 

i=kW^bV

式中 i 为摩擦产生的电流（安培），W 为颗粒物质量流速（千克/秒），V 为颗粒物与空气通道中的运动速度（米/秒），k,b 为常量系数由探头的材料和气流通道中的微粒性质决定。 

由于计算过程与空气流动速度关系很大，因此摩擦起电法不适于大型气流管道及流速变化大的场合中应用。

光散射法是根据电磁波在传播过程中遇到大气颗粒物时将发生散射现象，多通过Mie 散射理论对散射光谱的分析得到颗粒分布情况及粒径浓度,当光照射在空气中悬浮颗粒物上时，会产生散射光，散射光的强度与其质量浓度成正比。通过测量散射光强度，应用质量浓度转换系数，得出颗粒物浓度值 。

从二十世纪八十年代我国的科学家就已经对其进行研究，是目前各种微粒检测技术中广为认可的检测技术，可实现区域内实时检测、连续测量、远距离测量，因此光散射法为目前最为流行的大气颗粒物浓度检测的方法之一。 

微粒浓度测量技术经过漫长的发展与改进，期间形成了两百多种根据不同工作原理形成的测量方法，光散射法从 1980 年逐渐引发人们的关注和青睐，近年来得到了广泛的发展其生产实践技术也有了本质的提高，随着集成芯片功能的不断强大至今已初步形成了根据光散射理论的粉尘浓度传感器，该传感器体小质轻、反应灵敏、应用方便，随着物联网、智能时代的到来应用光散射原理结合激光技术、微电子技术研究实现轻便、可靠的传感器一直都是行业推崇和追求的目标。 

粉尘传感器跟尘埃粒子计数器都是利用激光散射原理检测颗粒物的模块，但是两者的应用领域不同。粒子计数器用于无尘室，例如电子、精密机械等行业，确保产品质量。粉尘传感器主要用于测量大气环境或空气净化设备中。适用于各种环境研究机构，如室内场所、气象学、公共卫生、空气污染研究等，使用环境已应用于智能家居、疾病控制中心、环境在线监测等领域。

排版 | 慧闻科技

文字图片 | 部分来源于网络（侵删）

企业简介

————

苏州慧闻纳米科技有限公司是一家从事智能传感器研发、生产和销售，同时提供人工嗅觉解决方案的国家级高新技术企业。公司于2014年由来自前NASA的科学家团队在苏州成立，目前已研发出针对多种有毒有害气体（如甲醛、酒精、氨气、一氧化碳、氮氧化物、硫化氢、甲烷、TVOC 等）的传感器芯片及相应的检测模块，在昆山建成了MEMS气体传感器、热电堆温度传感器、柔性压力传感器、红外CO2传感器模组、激光PM２.５传感器生产线，目前其它MEMS传感器也将陆续量产。目前公司与中科院、清华等单位共同承担科技部2030“面向新一代人工智能的新型感知器件和芯片技术”的重大科技专项，与姑苏实验室合作开展人工嗅觉平台研发项目；2021年公司牵头承担了多项重点研发计划，主要负责相关智能传感器的研发；公司还入选工业信息化部家电智能控制部件及算法“一条龙”应用示范参与单位，所属环节为元器件，主要工作是基础元器件性能、可靠性提升，这也标志着慧闻科技智能气体传感器成为国家新型战略产业链、供应链中关键的基础元器零部件。

公司开发的多通道气体传感阵列芯片及其检测系统具有功耗低、体积小、灵敏度高、选择性好、智能化、可集成等诸多优点。目前通过集成于智能手机中，使手机具有“嗅觉”功能，可对环境气体进行自动识别和定量检测。目前，公司已经申请发明专利及软件著作权九十多项，四十多项已获得授权。公司接下来在不断拓展传感器检测气体种类的同时，还将在精准识别、精确检测上不断完善，让微型模块化的“电子鼻”系统能够集成到越来越多的智能终端设备中，积极拓展在人工嗅觉领域的应用。

公司的使命是“智慧感知、健康生活”，为客户和社会持续创造最大价值。公司内部树立了“专业致精，管理规范，服务至诚，追求卓越”的质量方针和“环保优先、安全第一、质量至上、以人为本”的质量健康安全环保的理念。

长按识别二维码，关注我们

江苏省苏州市工业园区金鸡湖大道99号

纳米城西北区17栋302

电话：0512-62749655/62749644