美國(guó)TEMTOP PM-2T空氣質(zhì)量檢測(cè)模組的工作原理

一、激光散射法的基本原理

1. 激光發(fā)射
   模組內(nèi)置 激光二極管（LD），發(fā)射出一束穩(wěn)定的激光（通常為單色可見(jiàn)光或近紅外光），照射到檢測(cè)腔內(nèi)的空氣樣本。
2. 顆粒物散射
   當(dāng)空氣中的顆粒物（如 PM2.5、PM10）隨氣流通過(guò)檢測(cè)腔時(shí)，會(huì)使激光發(fā)生散射，產(chǎn)生 散射光。散射光的強(qiáng)度與顆粒物的粒徑、數(shù)量及光學(xué)特性（如折射率）相關(guān)。
3. 光電信號(hào)轉(zhuǎn)換
   在檢測(cè)腔的特定角度（通常為與激光入射方向成 90° 或其他固定角度）設(shè)置 光電探測(cè)器（如光電二極管），用于接收散射光。散射光被轉(zhuǎn)換為 微弱的電信號(hào)（電流或電壓），其強(qiáng)度與顆粒物濃度正相關(guān)。
4. 信號(hào)放大與處理
   微弱的電信號(hào)通過(guò) 放大電路（如跨阻放大器）進(jìn)行放大，再經(jīng) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC） 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸入至模組內(nèi)置的 微處理器（MCU）。
5. 數(shù)據(jù)計(jì)算與輸出
   微處理器通過(guò)預(yù)設(shè)的算法（如米氏散射理論模型），結(jié)合顆粒物的粒徑分布和空氣動(dòng)力學(xué)特性，計(jì)算出 PM2.5、PM10 等顆粒物的濃度值（單位：μg/m3），并通過(guò) UART、I2C 等通信接口 輸出數(shù)據(jù)。

二、PM-2T 模組的結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)

1. 光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

• 檢測(cè)腔采用 密封式光路設(shè)計(jì)，減少外界光干擾，提高檢測(cè)精度。

• 激光光路與光電探測(cè)器的角度經(jīng)過(guò)優(yōu)化，確保對(duì)不同粒徑顆粒物的散射光收集效率加大化。

2. 氣流控制

• 模組內(nèi)置 微型風(fēng)扇（或氣泵），主動(dòng)抽取空氣樣本，形成穩(wěn)定的氣流通過(guò)檢測(cè)腔，確保顆粒物均勻分布和有效檢測(cè)。

• 部分型號(hào)可能配備 防塵網(wǎng)，過(guò)濾大顆粒雜質(zhì)，保護(hù)光學(xué)元件并延長(zhǎng)模組壽命。

3. 校準(zhǔn)與算法優(yōu)化

• 出廠前通過(guò) 標(biāo)準(zhǔn)顆粒物濃度源（如 ISO 12103-1 標(biāo)準(zhǔn)粉塵） 進(jìn)行校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

• 采用 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法，修正環(huán)境溫度、濕度等因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響（例如濕度較高時(shí)，顆粒物吸潮可能導(dǎo)致粒徑變化，影響散射光強(qiáng)度）。

三、PM-2T 模組的特點(diǎn)與應(yīng)用

1. 核心特點(diǎn)

• 高靈敏度：可檢測(cè)低至 1 μg/m3 的 PM2.5 濃度，適用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

• 響應(yīng)速度快：通常每秒輸出一次數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。

• 體積小巧：模塊化設(shè)計(jì)便于集成到空氣凈化器、新風(fēng)系統(tǒng)、智能家居設(shè)備或便攜式檢測(cè)儀中。

• 低功耗：工作電流通常為幾十毫安，適合電池供電場(chǎng)景。

2. 典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 家用 / 辦公環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)（如空氣凈化器聯(lián)動(dòng)）。

• 車(chē)載空氣檢測(cè)（集成至車(chē)載智能設(shè)備）。

• 工業(yè)粉塵濃度監(jiān)測(cè)（如車(chē)間、廠房的顆粒物監(jiān)控）。

• 便攜式檢測(cè)儀的核心傳感器模組。

四、與其他檢測(cè)方法的對(duì)比

總結(jié)