檢測空?質(zhì)量的顆粒物傳感器介紹以及?作原理

顆粒物（簡稱為“PM"）是懸浮固體顆粒與?液滴的混合物，可被吸?體內(nèi)并可能導(dǎo)致嚴(yán)重健康問題。PM 包括特性（即形狀、光學(xué)屬性、尺?和成分）各異的各種顆粒，但  常見的是按粒徑分為?個?類。不同類別的顆粒物通常按照普通命名法“PMx"進(jìn)?報告，其中“x"指懸浮顆?；旌衔锘颉?溶膠"中的  ?顆粒直徑。例如，PM2.5 通常指直徑為 2.5 微?及更?的可吸?顆粒，PM10 指直徑為 10 微?及更?的顆粒，等等。在歷 ，為了評估我們呼吸的空?質(zhì)量，各國政府曾將特定顆粒物種類 PM10 和 PM2.5 定為重要的監(jiān)測指標(biāo) , 。這是因為PM10 顆粒會刺激眼睛和喉嚨等外露器官黏膜，PM2.5 顆粒會?路通過肺部進(jìn)?肺泡。PM1.0 和 PM4.0 等新顆粒物種類也將列?空?質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測范圍。這些新的測量結(jié)果可以為傳統(tǒng)的 PM10 和 PM2.5 指標(biāo)提供其它補(bǔ)充信息，以便進(jìn)?更好的顆粒污染分析以及根據(jù)檢測的?溶膠類型（例如室內(nèi)塵埃與煙霧）研發(fā)適?于特定環(huán)境的監(jiān)測設(shè)備。

顆粒物?般定義包括粒徑不?于 100 納?的顆粒。??于 100 納?的顆粒則按“超微顆粒"（或“UFP"）進(jìn)?報告，本?將不予論述。在上述顆粒物定義范圍內(nèi) — 包括粒徑從 0.1 到 10 微?的顆粒，顆粒越?，它們便能越深?地穿過我們的呼吸道進(jìn)??液中，給我們的健康帶來更?的危害。世界衛(wèi)?組織 (WHO) 將懸浮顆粒物報告為 1 類致癌物和?類健康?臨的  ?環(huán)境風(fēng)險，每年約有 1/9 的死亡?群是因其?喪?。上圖顯?了常見污染源的粒徑范圍，包括清除此種污染物所?的過濾技術(shù)

歷 ，?們曾?“質(zhì)量濃度"（單位：µg/m3）測量 PM 值。這背后的原因在于，傳統(tǒng)上  為準(zhǔn)確的 PM 測量?法是重量測定法。這種測量程序利?預(yù)先稱重的過濾器收集周圍環(huán)境中按粒徑進(jìn)?預(yù)分類的顆粒（例如讓粒徑?于 2.5 微?的所有顆粒進(jìn)?）。在采樣期（通常為 24 ?時）結(jié)束之際，對過濾器進(jìn)?稱重，確定集聚的顆粒物總重量（單位為

µg）。然后?過濾器質(zhì)量增?值除以空?在 24 ?時通過過濾器的總體積，得到質(zhì)量濃度（單位為 µg/m3）。雖然長期以來重量測定法?直被視為  準(zhǔn)確的質(zhì)量濃度測定?法，但這種?法在?常應(yīng)?的普及當(dāng)中存在某些限制，諸如：測量儀器笨重，價格昂貴，每次測量只能處理?種 PM 粒徑（例如 PM2.5），?法進(jìn)?實時采樣，?且?法輸出顆粒計數(shù)

因此，實時光學(xué)顆粒計數(shù)器 (OPC) 逐漸進(jìn)?了空?質(zhì)量監(jiān)測市場。這種儀器基于不同的光學(xué)原理 — 通常是散射或吸收原理，其中  常?的光線散射。在 OPC 中，顆粒通過光源（通常是激光束），使?射光產(chǎn)?散射（或吸收）。然后散射光被光電?極管檢測到，轉(zhuǎn)化為實時顆粒計數(shù)和質(zhì)量濃度值。

?前，光學(xué)檢測是應(yīng)?  為?泛的技術(shù)。這是因為光學(xué)檢測易于使?，?且具有?與倫?的性價?。近年來，OPC 已經(jīng)?型化??以集成到空調(diào)設(shè)備、空?質(zhì)量監(jiān)測器和空?凈化器當(dāng)中，可?于調(diào)節(jié)和控制家庭、汽車和室外環(huán)境的空?質(zhì)量。

雖然 OPC 的基本原理看起來很簡單，但從實施?度看，并?所有 OPC 都以相同?式?作，其測量的空?質(zhì)量主要取決于設(shè)備?程設(shè)計。光學(xué)原理對計算顆粒數(shù)量?常有效，但這種設(shè)備主要?于估算顆粒物質(zhì)量濃度，?且由于顆粒物具有不同光學(xué)屬性（例如形狀和顏?）及不同質(zhì)量密度，導(dǎo)致設(shè)備容易產(chǎn)?估算誤差。因此質(zhì)量估算好壞在很?程度上取決于?產(chǎn)商將測得光學(xué)信號轉(zhuǎn)化為顆粒物質(zhì)量濃度的算法。此外，內(nèi)部?流?程對傳感器精度和漂移也有顯著影響，因為顆粒很容易積聚在光學(xué)元件（激光器、光電?極管、束流捕集器）上，如果?程設(shè)計不當(dāng)，就會導(dǎo)致元件性能隨時間流失?逐漸下降。

?作原理

雖然 OPC 的基本原理看起來很簡單，但從實施?度看，并?所有 OPC 都以相同?式?作，其測量的空?質(zhì)量主要取決于設(shè)備?程設(shè)計。光學(xué)原理對計算顆粒數(shù)量?常有效，但這種設(shè)備主要?于估算顆粒物質(zhì)量濃度，?且由于顆粒物具有不同光學(xué)屬性（例如形狀和顏?）及不同質(zhì)量密度，導(dǎo)致設(shè)備容易產(chǎn)?估算誤差。因此質(zhì)量估算好壞在很?程度上取決于?產(chǎn)商將測得光學(xué)信號轉(zhuǎn)化為顆粒物質(zhì)量濃度的算法。此外，內(nèi)部?流?程對傳感器精度和漂移也有顯著影響，因為顆粒很容易積聚在光學(xué)元件（激光器、光電?極管、束流捕集器）上，如果?程設(shè)計不當(dāng)，就會導(dǎo)致元件性能隨時間流失?逐漸下降。

?本figaro 激光顆粒物傳感器

?本figaro 激光顆粒物傳感器 PM2.5傳感器TF-LP01:TF-LP01是?本figaro開發(fā)的激光顆粒物傳感器，是利?光散射原理對空?中粉塵顆粒進(jìn)?檢測的?型模組，能精準(zhǔn)檢測到具體PM1.0、PM2.5、PM10的數(shù)值，USART（3.3V TTL電平）和PWM（需定制）輸出，具備體積?、檢測精度?、重復(fù)性好、?致性好、實時響應(yīng)可連續(xù)采集、抗?擾能?強(qiáng)、采?超靜?風(fēng)扇，傳感器出?100%檢測和標(biāo)定等優(yōu)點，適?于各種需要進(jìn)?PM值檢測的場合。

?前，激光顆粒物傳感器TF-LP01已?泛在以下領(lǐng)域得到很好的應(yīng)?：

?前，激光顆粒物傳感器TF-LP01已?泛在以下領(lǐng)域得到很好的應(yīng)?：

1.適?于?礦企業(yè)勞動部門?產(chǎn)現(xiàn)場粉塵濃度的測定-煤礦粉塵檢測

2.衛(wèi)?防疫站公共場所可吸?顆粒物的監(jiān)測

3.環(huán)境環(huán)保監(jiān)測部門??飄塵檢測，污染源調(diào)查

4.市政監(jiān)煙

5.科學(xué)研究，濾料性能試驗等??現(xiàn)場測試

6.現(xiàn)場粉塵濃度測定，排??粉塵濃度監(jiān)測

7.藥品制造測試

8.職業(yè)健康和安全檢測

9.??需要清潔空?的地?，精密儀器，測試儀器，電?部件，?品，藥品等制造?藝的管理

10.各種研究機(jī)構(gòu)，?象學(xué)，公眾衛(wèi)?學(xué)，?業(yè)勞動衛(wèi)??程學(xué)，??污染研究等

11.建筑或爆破的地?的粉塵檢測，?地場所暴露監(jiān)測

12.室內(nèi)空?質(zhì)量檢測，空?凈化，例如：空?凈化器、空調(diào)、抽濕機(jī)、新風(fēng)機(jī)或系統(tǒng)，甲醛檢測儀、智能家居等

13.車載?業(yè)，車內(nèi)空?檢測和凈化，移動車載城市空?檢測站

Alphasense PM傳感器

微粒和?溶膠是劣質(zhì)空?中  危險的成分，我們知道這些微粒的??和成分決定了它們的毒性。在Alphasense，我們 開發(fā)了?系列由?溶膠科學(xué)家設(shè)計并由Alphasense設(shè)計的光學(xué)粒?計數(shù)器（OPC），以可承受的價格提供?質(zhì)量的粒?計數(shù)和尺?。從那時起，該系列不斷發(fā)展，以提供市場上質(zhì)量好、成本低的設(shè)備。

經(jīng)全球研究機(jī)構(gòu)和?學(xué)實驗室測試，Alphasense OPC提供PM1、PM2.5和PM10（以及可選PM4.25）的數(shù)字輸出以及每種尺?的顆粒計數(shù)直?圖。Alphasense的（正在申請 的）流量校正確保了穩(wěn)定的讀數(shù)，即使在?粉塵環(huán)境中也是如此。

Alphasense OPC在清潔和?度污染的城市環(huán)境中?泛商?，并越來越多的?于?業(yè)應(yīng)?。

Alphasense OPC–N系列顆粒物傳感器

為了應(yīng)對?污染城市環(huán)境中的長期項?，Alphasense進(jìn)?步加固了OPC-N系列，并根據(jù)商業(yè)應(yīng)?的需求改進(jìn)了功能。  新的OPC-N3具有與舊的OPC-N2相同的尺?和電源/接?，但是它現(xiàn)在的尺?從0.35µm到40µm，并分為24個??的箱?。

OPC-N3的其他功能包括改進(jìn)的空?動?學(xué)，減少顆粒沉積，更好的?顆粒檢測和擴(kuò)展的上部尺?測量。因此，OPC-N3可以在?泛的應(yīng)?范圍內(nèi)進(jìn)?測量，從潔凈室到污染?平?達(dá)2000µg/m3（PM2.5）的區(qū)域，所有這些都具有能夠測量花粉的 功能。

OPC-R系列

OPC-R系列在?個設(shè)備中提供了優(yōu)異的性能，該設(shè)備不僅?常?，只有70毫?長x 21毫?直徑，?且?常經(jīng)濟(jì)。OPC-R2取代了OPC-R1，帶來了?其前?更好的?顆粒檢測、更低的風(fēng)扇噪聲和更好的EMC保護(hù)。R1和R2具有相同的電源要求、通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，這意味著從R1升級或轉(zhuǎn)換到R2是?痛的。

采?  先進(jìn)的激光散射技術(shù)，OPC-R系列設(shè)備受益于0.3 L/min流速的清潔流道和準(zhǔn)直光學(xué)元件。我們的可移動流量出?適配器可?便地進(jìn)?系統(tǒng)集成，SPI接?和PC分析軟件可簡化數(shù)據(jù)收集和分析。OPC-R2有16個??的垃圾箱，可以每秒記錄PM1、PM2.5和PM10以及??直?圖，這在應(yīng)?程序需要的不僅僅是PM時?關(guān)重要。