近年來(lái)， PM2.5/PM10/TSP等細顆粒物成為空氣污染的主要因素，多數城市已在開(kāi)展細顆粒物在線(xiàn)監測工作。由于其價(jià)格低廉、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，目前顆粒傳感器受到大眾的青睞?，F有的顆粒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。

一、電學(xué)原理

電學(xué)法顆粒傳感器主要是利用顆粒氣溶膠單極擴散充電技術(shù)，通過(guò)測量帶電顆粒電流實(shí)現對顆粒的監控。感應器有兩個(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(guò)電暈針將壓縮空氣流導入一個(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(guò)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(guò)帶有抽氣泵的空氣流來(lái)吸入的?？諝鈶腋≡嚇优c氣泵內的空氣氣流充分混合，使充電器釋放出的離子可以附著(zhù)在空氣懸浮顆粒上，包括試樣氣體?；旌衔镏惺Ｓ嗟淖杂呻x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?；虿糠诸w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(xiàn)光強度非常微弱，在測量顆粒時(shí)強度不足，可用濁度法代替。濁度測定法的測量原理是發(fā)射和接收光線(xiàn)，用這種方法可以判斷空氣的渾濁程度。該方法易受其它因素的干擾，使測量值與實(shí)際濃度的偏差增大。上述紅外線(xiàn)測量的特點(diǎn)，說(shuō)明紅外線(xiàn)傳感器只能對顆粒進(jìn)行測量，不能對相對濃度進(jìn)行測量。另外一個(gè)缺點(diǎn)是紅外傳感器無(wú)法分辨顆粒的大小，所以紅外傳感器的性能很差，不能滿(mǎn)足當今社會(huì )的需要。

三、激光原理

以激光散射原理為基礎的測量技術(shù)是應用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)參數才能實(shí)現。顆粒在陽(yáng)光照射下會(huì )產(chǎn)生散射光，在其不變的條件下，顆粒散射光的強度可以表示其質(zhì)量濃度。近幾年來(lái)，以光散射原理為基礎的便攜式顆粒傳感器已成為環(huán)境空氣監測領(lǐng)域的新型監測設備，它的出現并占據了新一代監測儀器的發(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，得到散射光強隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。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不同顆粒大小的顆粒數。

文章引用: 宋英石, 高健, 柴發(fā)合, 秦孝良, 沈茜. 空氣質(zhì)量傳感器在環(huán)境監測中的應用研究進(jìn)展[J]. 環(huán)境保護前沿, 2019, 9(3): 259-267. DOI: 10.12677/aep.2019.93037