美國TEMTOP PM-2T空氣質(zhì)量檢測模組的工作原理

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（通常為單色可見光或近紅外光），照射到檢測腔內(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）隨氣流通過檢測腔時，會使激光發(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. 光電信號轉(zhuǎn)換
   在檢測腔的特定角度（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（電流或電壓），其強(qiáng)度與顆粒物濃度正相關(guān)。
4. 信號放大與處理
   微弱的電信號通過 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，輸入至模組內(nèi)置的 微處理器（MCU）。
5. 數(shù)據(jù)計算與輸出
   微處理器通過預(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力學(xué)特性，計算出 PM2.5、PM10 等顆粒物的濃度值（單位：μg/m3），并通過 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

• 檢測腔采用 密封式光路設(shè)計，減少外界光干擾，提高檢測精度。

• 激光光路與光電探測器的角度經(jīng)過優(yōu)化，確保對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），主動抽取空氣樣本，形成穩(wěn)定的氣流通過檢測腔，確保顆粒物均勻分布和有效檢測。

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

3. 校準(zhǔn)與算法優(yōu)化

• 出廠前通過 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 動態(tài)補(bǔ)償算法，修正環(huán)境溫度、濕度等因素對檢測結(jié)果的影響（例如濕度較高時，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 模組的特點與應(yīng)用

1. 核心特點

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

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

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

• 低功耗：工作電流通常為幾十毫安，適合電池供電場景。

2. 典型應(yīng)用場景

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

• 車載空氣檢測（集成至車載智能設(shè)備）。

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

• 便攜式檢測儀的核心傳感器模組。

四、與其他檢測方法的對比

總結(jié)