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如何用光学粉尘传感器提高大气环境PM2.5和PM10监测精度

       目前,光学粉尘传感器的应用越来越广泛,主要是因为设备有体积小、可同时测量多个通道、可实现秒级监测等优点。但市面上存在很多粉尘传感器与β射线标准法的一致性不够好,主要是因为不同地域大气环境的颗粒物形态不同,即使同一地域颗粒物形态也一直在动态变化;另外湿度变化对测量精度也会有影响。这对粉尘浓度传感器的气路、光路、电路及算法等提出了很高的要求,如果传感器的设计和使用能够有相应并有效的解决方案,就可以大大提高大气环境颗粒物的测量精度。

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以下是可以改进光学粉尘浓度传感器测量精度的主要措施:

       1. 使用全粒径TSP采样头:减少对大粒径粉尘的切割作用,为大粒径准确测量提供基础。

       2. 颗粒计数要准确:通过采用精确的气路、光路、计数电路及算法,可以更准确地测量粉尘颗粒的数量,进而提高测量精度。提高光学电路灵敏度,使其可以测量到粒径更小的颗粒,从而提高测量精度,好的粉尘颗粒传感器能够测量到小至0.3μm的颗粒。

       3. 高浓度修正:对于高浓度粉尘环境,粒子会产生重叠现象,但其在信号上会有表现,需要识别算法进行修正,以减少重叠引起的误差,提高测量精度。

       4. 粒径测量要精准:主要气路、光路、电路与算法的综合优化匹配,尤其是光束质量,可以提高粉尘传感器的响应速度和测量精度。

       5. 去除水汽影响:采用加热恒湿闭环PID控制,可以减少水雾、高湿度对测量精度的影响,因为高湿度环境下颗粒物吸湿会使体积增大,从而增大散射光强度,造成测量误差。

       6. 耐污染设计:采用气路约束等有效措施,减少颗粒物对光学器件的接触、吸附和污染,才能保证传感器在大气中长期的测量精度,避免出现开始测量精度高,但几个月后数据误差越来越大的情况。


       综上所述,大气颗粒物要测得准,可以采用全粒径气路、颗粒计数要准确、提高最小检测粒径、高浓度修正准确、去除水汽影响和耐污染设计等措施。从而提高粉尘传感器在大气中的长期测量精度。


       诺方SDS069大气多通道颗粒物传感器与TSP采样头、加热恒湿模块组合方案,经过了长期与β射线法做大气监测验证对比,从提升粒径测量精准度、降低湿度多方面进行了多次优化改进,是一个很好的整体性提高大气颗粒物测量精度的方案。

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如何用激光颗粒物传感器提高大气环境PM2.5和PM10的监测精度


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