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PM2.5傳感器工作原理
閱讀：1678 發(fā)布時(shí)間：2020-7-8
四大類傳感器原理介紹：
1,光散射法
光散射原理有LED光(普通光學(xué))，激光等原理，傳感器可以有效的探測(cè)出粒徑約0.5um以上顆粒，至此光散射法聽著可靠性相對(duì)較低，然而又由于光散射原理探頭相對(duì)便宜，探頭易安裝，使用，做為監(jiān)測(cè)應(yīng)用相對(duì)合適，相對(duì)其它原理有較多的優(yōu)勢(shì)，且應(yīng)用商選擇質(zhì)量較好，并相對(duì)穩(wěn)定，靈敏的探頭，數(shù)據(jù)可靠性大大增加！目前市面上光散射法應(yīng)用成熟普遍，是pm2.5監(jiān)測(cè)的較好選擇！
2、重量法
我國目前對(duì)大氣顆粒物的測(cè)定主要采用重量法。其原理是分別通過一定切割特征的采樣器，以恒速抽取定量體積空氣，使環(huán)境空氣中的PM2.5和PM10被截留在已知質(zhì)量的濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的質(zhì)量差和采樣體積，計(jì)算出PM2.5和PM10的濃度。必須注意的是，計(jì)量顆粒物的單位ug/m3中分母的體積應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0℃、101.3kPa)的體積，對(duì)實(shí)測(cè)溫度、壓力下的體積均應(yīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。
環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)中采樣環(huán)境及采樣頻率要按照HJ.T194的要求執(zhí)行。PM10連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的采樣切割裝置一般設(shè)計(jì)成旋風(fēng)式，它在規(guī)定的流量下，對(duì)空氣中10um粒徑的顆粒物具有50%的采集效率、以下為其技術(shù)性能指標(biāo)表。
3、微量振蕩天平法
TEOM微量振蕩天平法是在質(zhì)量傳感器內(nèi)使用一個(gè)振蕩空心錐形管，在其振蕩端安裝可更換的濾膜，振蕩頻率取決于錐形管特征和其質(zhì)量。當(dāng)采樣氣流通過濾膜，其中的顆粒物沉積在濾膜上，濾膜的質(zhì)量變化導(dǎo)致振蕩頻率的變化，通過振蕩頻率變化計(jì)算出沉積在濾膜上顆粒物的質(zhì)量，再根據(jù)流量、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度和氣壓計(jì)算出該時(shí)段顆粒物標(biāo)志的質(zhì)量濃度。
微量振蕩天平法顆粒物監(jiān)測(cè)儀由PM10采樣頭、PM2.5切割器、濾膜動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)、采樣泵和儀器主機(jī)組成。流量為1m3/h環(huán)境空氣樣品經(jīng)過PM10采樣頭和PM2.5切割器后，成為符合技術(shù)要求的顆粒物樣品氣體。樣品隨后進(jìn)入配置有濾膜動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)(FDMS)的微量振蕩天平法監(jiān)測(cè)儀主機(jī)，在主機(jī)中測(cè)量樣品質(zhì)量的微量振蕩天平傳感器主要部件是一支一端固定，另一端裝有濾膜的空心錐形管，樣品氣流通過濾膜，顆粒物被收集在濾膜上。在工作時(shí)空心錐形管是處于往復(fù)振蕩的狀態(tài)，它的振蕩頻率會(huì)隨著濾膜上收集的顆粒物的質(zhì)量變化發(fā)生變化，儀器通過準(zhǔn)確測(cè)量頻率的變化得到采集到的顆粒物質(zhì)量，然后根據(jù)收集這些顆粒物時(shí)采集的樣品體積計(jì)算得出樣品的濃度。
4、Beta射線法/β射線法
Beta射線儀則是利用Beta射線衰減的原理，環(huán)境空氣由采樣泵吸入采樣管，經(jīng)過濾膜后排出，顆粒物沉淀在濾膜上，當(dāng)β射線通過沉積著顆粒物的濾膜時(shí)，Beta射線的能量衰減，通過對(duì)衰減量的測(cè)定便可計(jì)算出顆粒物的濃度。
Beta射線法顆粒物監(jiān)測(cè)儀由PM10采樣頭、PM2.5切割器、樣品動(dòng)態(tài)加熱系統(tǒng)、采樣泵和儀器主機(jī)組成。流量為1m3/h的環(huán)境空氣樣品經(jīng)過PM10采樣頭和PM2.5切割器后成為符合技術(shù)要求的顆粒物樣品氣體。在樣品動(dòng)態(tài)加熱系統(tǒng)中，樣品氣體的相對(duì)濕度被調(diào)整到35%以下，樣品進(jìn)入儀器主機(jī)后顆粒物被收集在可以自動(dòng)更換的濾膜上。在儀器中濾膜的兩側(cè)分別設(shè)置了Beta射線源和Beta射線檢測(cè)器。隨著樣品采集的進(jìn)行，在濾膜上收集的顆粒物越來越多，顆粒物質(zhì)量也隨之增加，此時(shí)Beta射線檢測(cè)器檢測(cè)到的Beta射線強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減弱。由于Beta射線檢測(cè)器的輸出信號(hào)能直接反應(yīng)顆粒物的質(zhì)量變化，儀器通過分析Beta射線檢測(cè)器的顆粒物質(zhì)量數(shù)值，結(jié)合相同時(shí)段內(nèi)采集的樣品體積，終得出采樣時(shí)段的顆粒物濃度。配置有膜動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)后，儀器能準(zhǔn)確測(cè)量在這個(gè)過程中揮發(fā)掉的顆粒物，使終報(bào)告數(shù)據(jù)得到有效補(bǔ)償，理接近于直實(shí)值。
由于2，3，4等原理應(yīng)用比較困難并且價(jià)格較高！我們重點(diǎn)看下第1個(gè)的原理：
光散射原理的PM2.5傳感有兩種
紅外光
激光器
普通的、低價(jià)的光散射原理的PM2.5傳感器的原理是采用紅外光，對(duì)1微米以下的顆粒物尤其是濃度較低的時(shí)候很難產(chǎn)生準(zhǔn)確的散射判斷。而可以獲取單位體積內(nèi)空氣中0.3-2.5微米直徑顆粒物準(zhǔn)確濃度。