1. 光散射法（Light Scattering） - 最主流

這是絕大多數(shù)手持式、便攜式或在線式數(shù)字粉塵儀采用的技術(shù)。

• 工作原理：

1. 儀器內(nèi)置一個(gè)泵，吸入待測(cè)空氣樣本。

2. 樣本空氣進(jìn)入一個(gè)光學(xué)檢測(cè)室，室內(nèi)有一束穩(wěn)定的激光或LED光源。

3. 當(dāng)光束照射到空氣中的粉塵顆粒時(shí)，會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象（主要是米氏散射）。顆粒物會(huì)將光向各個(gè)方向散射。

4. 在特定角度（如90°側(cè)向散射、前向散射等）設(shè)置一個(gè)光電探測(cè)器，用于檢測(cè)被散射的光強(qiáng)度。

5. 探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大器放大后，由微處理器進(jìn)行計(jì)算。

• 核心關(guān)系：散射光的強(qiáng)度與空氣中粉塵顆粒的濃度成正比。顆粒物濃度越高，散射光就越強(qiáng)，儀器輸出的信號(hào)就越強(qiáng)。通過預(yù)先建立的算法和校準(zhǔn)曲線，儀器就能實(shí)時(shí)計(jì)算出并顯示質(zhì)量濃度值（如 mg/m3 或 μg/m3）。

• 優(yōu)點(diǎn)：

• 實(shí)時(shí)快速：幾乎無延遲，可每秒更新讀數(shù)。

• 靈敏度高：可檢測(cè)低濃度的粉塵。

• 便攜易用：儀器可以做得非常小巧便攜。

• 可測(cè)量不同粒徑：通過光學(xué)設(shè)計(jì)和算法，可以專注于測(cè)量PM2.5、PM10、TSP等特定粒徑范圍的顆粒物。

• 缺點(diǎn)：

• 受顆粒物材質(zhì)影響：不同種類、顏色、形狀的粉塵（如煤塵、金屬粉塵、棉塵）其散射特性不同，可能導(dǎo)致測(cè)量偏差。通常需要用標(biāo)準(zhǔn)粉塵進(jìn)行校準(zhǔn)。

• 濕度影響：高濕度環(huán)境下，水蒸氣可能凝結(jié)，被誤測(cè)為粉塵顆粒。

2. β射線吸收法（Beta Ray Attenuation）

這種方法通常用于環(huán)境監(jiān)測(cè)站等需要標(biāo)準(zhǔn)參考方法的場(chǎng)合，精度更高，但通常不是實(shí)時(shí)連續(xù)的（一個(gè)測(cè)量周期需要幾分鐘）。

• 工作原理：

1. 儀器泵吸入空氣，使顆粒物收集在一張干凈的濾帶上。

2. 讓一束低能量的β射線（通常源自C-14等放射性元素）穿透這張濾帶。

3. β射線穿透濾帶后，會(huì)被探測(cè)器接收。干凈的濾帶對(duì)β射線的吸收是恒定的。

4. 當(dāng)濾帶上收集了粉塵顆粒后，質(zhì)量增加，對(duì)β射線的吸收會(huì)增強(qiáng)，導(dǎo)致探測(cè)器接收到的射線強(qiáng)度減弱。

5. 根據(jù)β射線衰減的程度，精確計(jì)算出收集到的顆粒物的質(zhì)量。再除以采樣空氣的體積，即可得到精確的質(zhì)量濃度。

• 優(yōu)點(diǎn)：

• 直接測(cè)量質(zhì)量，與顆粒物的化學(xué)成分、顏色、種類無關(guān)，精度高，結(jié)果可靠。

• 被許多國家作為環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。

• 缺點(diǎn)：

• 非真正實(shí)時(shí)：每個(gè)測(cè)量周期需要數(shù)分鐘（采樣+測(cè)量）。

• 儀器復(fù)雜、昂貴、體積較大。

• 涉及微量的放射源，需要特殊許可和管理。

3. 微量振蕩天平法（Tapered Element Oscillating Microbalance, TEOM）

這是一種非常精確且可用于連續(xù)監(jiān)測(cè)的技術(shù)，常用于科研和高精度環(huán)境監(jiān)測(cè)。

• 工作原理：

1. 空氣樣本被吸入，顆粒物被收集在一個(gè)安裝在可高速振蕩的空心錐形管末端的濾膜上。

2. 這個(gè)振蕩管有其固有的振蕩頻率。

3. 當(dāng)濾膜上的顆粒物質(zhì)量增加時(shí)，會(huì)導(dǎo)致振蕩頻率下降。

4. 頻率的變化量與收集到的顆粒物質(zhì)量成精確的比例關(guān)系。通過監(jiān)測(cè)頻率的變化，即可實(shí)時(shí)計(jì)算出質(zhì)量濃度。

• 優(yōu)點(diǎn)：精度高，可進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量。

• 缺點(diǎn)：儀器非常昂貴，操作和維護(hù)相對(duì)復(fù)雜。

總結(jié)與對(duì)比

對(duì)于您提到的“數(shù)字粉塵儀"，絕大多數(shù)情況下指的就是采用光散射原理的儀器。因?yàn)樗仄胶饬顺杀尽⒈銛y性、實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，是現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的工具。在選擇時(shí)，需要注意其是否針對(duì)您要測(cè)量的粉塵類型（如木材粉塵、焊接煙塵、PM2.5等）進(jìn)行過校準(zhǔn)。