在國內對環境治理的要求越來越高，其中大氣中的粉塵濃度成為環境污染的重要組成部分，也成為各級環保部門重點監控的內容。比如在重點排污單位排污口的顆粒物在線監測設備、環境揚塵監測、空氣微站等監測設備，已經成為各級政府環境督查和監控的重要手段。那不同的粉塵監測設備所用的原理是什么樣的，以及面對不同工況下設備如何選擇也是保證監測數據穩定與真實前提。

　　目前粉塵儀(yi)的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)主(zhu)要(yao)分為重(zhong)量法(fa)(fa)、微量振蕩天(tian)平法(fa)(fa)、β射(she)線法(fa)(fa)、光散射(she)法(fa)(fa)四種(zhong)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)，以(yi)下是這四種(zhong)原(yuan)(yuan)(yuan)理(li)的(de)介紹。

　　1.光散射原(yuan)理(li)

　　當光(guang)線(xian)照射(she)到空(kong)氣中的(de)(de)懸浮顆粒上時(shi)，會產(chan)生散射(she)光(guang)，而散射(she)光(guang)的(de)(de)強度(du)(du)(du)與顆粒的(de)(de)質(zhi)量濃(nong)度(du)(du)(du)成正(zheng)比。通過測量散射(she)光(guang)的(de)(de)強度(du)(du)(du)并(bing)應(ying)用質(zhi)量濃(nong)度(du)(du)(du)轉換公式，乘(cheng)以K系數(shu)，并(bing)進行數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處理(li)。這樣粉塵濃(nong)度(du)(du)(du)信(xin)號(hao)就能(neng)夠被轉換成電信(xin)號(hao)并(bing)被相(xiang)應(ying)的(de)(de)設備(bei)接收(shou)和分析。

　　激(ji)光后(hou)散射(she)：入射(she)光通(tong)過(guo)煙道中(zhong)的(de)粉(fen)塵(chen)顆(ke)粒后(hou)，光強(qiang)減(jian)弱，粉(fen)塵(chen)顆(ke)粒將(jiang)其反(fan)射(she)到各個方(fang)向，對于與(yu)入射(she)光夾(jia)角在一定范圍(wei)內的(de)這部(bu)分散射(she)光被(bei)稱為后(hou)向散射(she)，后(hou)向散射(she)光的(de)信(xin)號(hao)強(qiang)度(du)與(yu)粉(fen)塵(chen)顆(ke)粒物濃(nong)度(du)成正變化(hua)。根據(ju)這一原(yuan)理(li)，儀器通(tong)過(guo)內嵌高穩定激(ji)光信(xin)號(hao)源穿越煙道，照射(she) 粉(fen)塵(chen)粒子(zi)，光接收器反(fan)射(she)激(ji)光信(xin)號(hao)即可計(ji)算出粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)。

　　激光(guang)前(qian)(qian)散(san)射(she)：激光(guang)器發(fa)(fa)出的激光(guang)被煙(yan)塵散(san)射(she)后，其(qi)前(qian)(qian)向散(san)射(she)光(guang)波被中間投射(she)邊緣的發(fa)(fa)射(she)鏡反射(she)并(bing)匯聚(ju)至光(guang)纖中，并(bing)最終由探(tan)測(ce)(ce)器檢測(ce)(ce)。前(qian)(qian)向散(san)射(she)法使(shi)用的光(guang)源(yuan)為(wei)(wei)激光(guang)，優點是(shi)發(fa)(fa)射(she)、接收和(he)反射(she)模(mo)塊可(ke)(ke)以做(zuo)成一體的，因(yin)而(er)安裝(zhuang)不需要光(guang)路準(zhun)直。儀器安裝(zhuang)簡單,維護工作量小。其(qi)檢測(ce)(ce)濃度可(ke)(ke)以達(da)到(dao)0至 5mg/m3.由于(yu)前(qian)(qian)向散(san)射(she)法光(guang)程設(she)計較短(duan)，就(jiu)采樣方法來看，可(ke)(ke)以近似為(wei)(wei)點測(ce)(ce)量，對煙(yan)道(dao)前(qian)(qian)后直管段(duan)有一定的要求，一般要求有一定長(chang)直管段(duan)的煙(yan)道(dao)上(shang)。

　　激光(guang)前散射方(fang)法通(tong)過抽(chou)取(qu)加(jia)熱(re)回送(song)方(fang)式(shi)的煙氣(qi)取(qu)樣設計，可以用于被測氣(qi)體含有極(ji)高水霧或顆粒物濃度過低(di)的場合。

　　2.β射線法原理

　　貝(bei)(bei)塔(ta)射(she)線(xian)是帶電(dian)粒(li)(li)(li)子(zi)在運(yun)動過(guo)程(cheng)中釋(shi)放(fang)出的(de)一(yi)種電(dian)離輻射(she)。貝(bei)(bei)塔(ta)射(she)線(xian)的(de)能量(liang)較低，能夠穿(chuan)透一(yi)定的(de)物質。當貝(bei)(bei)塔(ta)射(she)線(xian)通(tong)過(guo)含有顆(ke)粒(li)(li)(li)物的(de)介質時，會(hui)與顆(ke)粒(li)(li)(li)物發生作用，與顆(ke)粒(li)(li)(li)物發生散射(she)或(huo)吸(xi)收，進而發生能量(liang)損失。根據貝(bei)(bei)塔(ta)射(she)線(xian)與顆(ke)粒(li)(li)(li)物的(de)相互作用，我們可(ke)以利用測量(liang)散射(she)或(huo)吸(xi)收后(hou)的(de)射(she)線(xian)強(qiang)度(du)來推斷顆(ke)粒(li)(li)(li)物的(de)存在和濃度(du)。在貝(bei)(bei)塔(ta)射(she)線(xian)法中，常(chang)用的(de)測量(liang)設(she)備是貝(bei)(bei)塔(ta)計數器。它包括一(yi)個放(fang)射(she)源和一(yi)個探(tan)測器。放(fang)射(she)源會(hui)釋(shi)放(fang)出貝(bei)(bei)塔(ta)射(she)線(xian)，并穿(chuan)過(guo)要測量(liang)的(de)樣品，然(ran)后(hou)被探(tan)測器接收。

　　當(dang)貝塔射(she)線(xian)(xian)通過(guo)顆粒物時(shi)，會發(fa)生(sheng)散(san)射(she)或(huo)吸收。這(zhe)些散(san)射(she)或(huo)吸收的(de)射(she)線(xian)(xian)會導致探測器(qi)中的(de)電(dian)流(liu)或(huo)計數發(fa)生(sheng)變化(hua)。根據這(zhe)些變化(hua)，我們可(ke)以(yi)計算出顆粒物的(de)濃度。通常，測量結果會通過(guo)顯示(shi)屏或(huo)計算機來展示(shi)和(he)記錄。

　　貝塔射線(xian)法具(ju)有測量精度高、響應速度快、操作簡便(bian)等(deng)優(you)點，因(yin)此在空氣(qi)質量監測、工業(ye)顆粒(li)物(wu)排放控制等(deng)領域得到了廣(guang)泛應用。

　　需要注(zhu)意(yi)的是貝塔射線法在(zai)(zai)一些特殊情況下可能(neng)會受(shou)到其(qi)(qi)他因(yin)素的干擾，如樣品中存在(zai)(zai)的其(qi)(qi)他輻射源或測量環境中的背(bei)景輻射。因(yin)此，在(zai)(zai)進行(xing)測量時(shi)需注(zhu)意(yi)校(xiao)準和(he)準確(que)性驗(yan)證，以確(que)保(bao)測量結(jie)果的可靠性和(he)準確(que)性。

　　3.粉塵(chen)傳感器重量法(fa)原理(li)

　　重量(liang)法的(de)(de)(de)原理是使用具(ju)有特定(ding)切割特征的(de)(de)(de)采樣(yang)器，恒速地抽取一定(ding)體(ti)積(ji)(ji)的(de)(de)(de)空(kong)氣樣(yang)品，將(jiang)樣(yang)氣中(zhong)的(de)(de)(de)顆(ke)粒物(wu)(wu)截(jie)留(liu)在(zai)已(yi)知質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)濾(lv)(lv)膜上。通過比較(jiao)采樣(yang)前后(hou)濾(lv)(lv)膜的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)差異和(he)采樣(yang)體(ti)積(ji)(ji)，可以計算出粉塵(chen)的(de)(de)(de)濃度。需要注意的(de)(de)(de)是，在(zai)計量(liang)顆(ke)粒物(wu)(wu)濃度時(shi)，單位"ug/m3"中(zhong)的(de)(de)(de)分母體(ti)積(ji)(ji)應該是在(zai)標(biao)準(zhun)狀(zhuang)(zhuang)況下（0℃、101.3kPa）的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)(ji)。因此，實際測量(liang)得到的(de)(de)(de)溫度和(he)壓(ya)力下的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)(ji)需要進行換(huan)算，轉換(huan)成在(zai)標(biao)準(zhun)狀(zhuang)(zhuang)況下的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)(ji)。

　　4、振蕩天平法原理

　　微量(liang)(liang)(liang)振蕩(dang)(dang)天(tian)平法(fa)是在(zai)傳感器內(nei)使用一個振蕩(dang)(dang)空(kong)心(xin)錐形管，在(zai)其(qi)振蕩(dang)(dang)端安裝(zhuang)可更換(huan)的(de)(de)濾(lv)(lv)膜，振蕩(dang)(dang)頻(pin)率取決于錐形管特征和(he)(he)其(qi)質量(liang)(liang)(liang)。當采(cai)樣氣(qi)(qi)流通過濾(lv)(lv)膜，其(qi)中(zhong)的(de)(de)顆粒(li)(li)物沉積在(zai)濾(lv)(lv)膜上，濾(lv)(lv)膜的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)變化(hua)導致振蕩(dang)(dang)頻(pin)率的(de)(de)變化(hua)，通過振蕩(dang)(dang)頻(pin)率變化(hua)計(ji)算(suan)出沉積在(zai)濾(lv)(lv)膜上顆粒(li)(li)物的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)，再(zai)根據流量(liang)(liang)(liang)、現場環境溫度(du)和(he)(he)氣(qi)(qi)壓計(ji)算(suan)出該時段顆粒(li)(li)物標志的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)濃度(du)。

　　振蕩天(tian)(tian)平法是一(yi)種常(chang)用(yong)于測(ce)量(liang)(liang)顆粒(li)(li)(li)物(wu)質量(liang)(liang)濃度的(de)方法。它(ta)利用(yong)了振蕩天(tian)(tian)平的(de)原(yuan)理來(lai)(lai)獲取顆粒(li)(li)(li)物(wu)的(de)質量(liang)(liang)信息。振蕩天(tian)(tian)平是一(yi)種精密的(de)天(tian)(tian)平儀器，它(ta)通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)(liang)顆粒(li)(li)(li)物(wu)質量(liang)(liang)在天(tian)(tian)平上的(de)改變(bian)來(lai)(lai)推斷顆粒(li)(li)(li)物(wu)的(de)質量(liang)(liang)。在振蕩天(tian)(tian)平法中，樣品通(tong)常(chang)放(fang)置(zhi)在一(yi)個容器中，然后通(tong)過(guo)振動來(lai)(lai)使顆粒(li)(li)(li)物(wu)在容器內均勻分布。當(dang)樣品振動時，顆粒(li)(li)(li)物(wu)會受到慣性力的(de)作用(yong)，從而(er)使天(tian)(tian)平上的(de)樣品質量(liang)(liang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)(hua)。通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)(liang)這種質量(liang)(liang)變(bian)化(hua)(hua)的(de)大(da)小，我們可以計算出(chu)顆粒(li)(li)(li)物(wu)的(de)質量(liang)(liang)。

　　振蕩天平法(fa)的(de)測量精(jing)度很高，能夠快速準確地(di)測量顆粒(li)物的(de)質量濃度。此(ci)外，振蕩天平法(fa)還具有樣(yang)品處(chu)理簡便、實驗過程可(ke)控(kong)等優點。

　　需要(yao)注意的(de)(de)是，在(zai)進(jin)行振蕩(dang)天平法測量時需要(yao)注意樣品的(de)(de)堆積和(he)分散情況，以確保顆粒物在(zai)容(rong)器(qi)內(nei)均勻分布。同時，對(dui)于不(bu)同類(lei)型(xing)的(de)(de)顆粒物和(he)樣品性質，可能(neng)需要(yao)采用不(bu)同的(de)(de)振動參數和(he)實驗條件，以獲得準確可靠的(de)(de)測量結果(guo)。