入冬以來，北方霧霾天氣頻發(fā)，人們對空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來越高，空氣類產(chǎn)品再次迎來搶購高潮。除了口罩、空氣凈化器熱銷外，近兩年引領(lǐng)智能硬件行業(yè)的pM2.5檢測儀也是持續(xù)火爆，有手持式、箱式，還有手機(jī)樣式的，價(jià)格在幾百元到上千元不等。眾多的pM2.5檢測儀，檢測結(jié)果都精準(zhǔn)嗎？花幾百幾千元買的pM2.5檢測儀，是否靠譜？

其實(shí)我們在《激光pM2.5檢測儀好還是紅外的好》文中已經(jīng)介紹了pM2.5檢測儀的核心部件，檢測結(jié)果準(zhǔn)不準(zhǔn)確關(guān)鍵在于核心部件采用的是哪種傳感器，就目前而言，家用pM2.5檢測儀采用激光pM2.5傳感器檢測結(jié)果會更為精準(zhǔn)。

當(dāng)然家用pM2.5檢測儀與工業(yè)上采用的pM2.5檢測儀在數(shù)據(jù)精確上有一定的距離，工業(yè)上pM2.5檢測使用的是最權(quán)威的檢測方法是稱重法。但是這種方法有一個明顯的缺點(diǎn)：時間滯后。從開始測量到出結(jié)果，最快也要幾個小時甚至十幾個小時，很顯然，家庭不適用稱重法，而且費(fèi)用投資巨大，不是一般家庭所能承受的。

如果是一臺家用的空氣質(zhì)量檢測儀采用了這種方法，讓您苦等幾個小時甚至十幾個小時，您能受得了嗎？而如今市場上眾多家用的空氣質(zhì)量檢測儀中是如何檢測顆粒物的呢？今天威果科技就帶您去了解如何采用激光技術(shù)測量粉塵。

在介紹傳感器之前，我們先要感謝一位大獅——古斯塔夫·米，德國物理學(xué)家，他早在1908年就發(fā)現(xiàn)了一種光學(xué)現(xiàn)象：當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當(dāng)時發(fā)生一種散射，這種散射主要由大氣中的微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起，散射的程度跟波長是無關(guān)的，而且光子散射后的性質(zhì)也不會改變。這種理論被后人稱為米氏散射理論。正是這個理論為我們當(dāng)今利用光學(xué)方法檢測大氣顆粒物提供了理論基礎(chǔ)。

根據(jù)米氏散射理論，我們采用了650nm的激光器，細(xì)微粒子在此波長散射性好，并且650nm處于紅光區(qū)域，是可見光，易于光路的調(diào)試觀測。激光器是定向發(fā)光，并且發(fā)出的光束直徑只有零點(diǎn)幾毫米，光束射入氣室后，被大氣中的塵埃粒子所散射，被散射的光射向各個方向，我們在與光束垂直的方向放置光敏探測器，用來接收散射光。同時為了防止光束射在氣室內(nèi)壁的反射光產(chǎn)生干擾，我們專門設(shè)計(jì)了一個光陷阱，此光陷阱就像一個小小的黑洞，讓光速射入后很難射出，從而大大降低了光束的反射干擾。

實(shí)際上，每顆灰塵粒子產(chǎn)生的散射光的強(qiáng)度是很弱的，也即表現(xiàn)在光敏探測器上的電脈沖信號是很小很小的，我們必須通過精密運(yùn)放將其放大，以至于能讓運(yùn)算處理單元——MCU容易識別。

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)脈沖的幅度和寬度與灰塵粒子的直徑存在著近似的正比關(guān)系，由此可以根據(jù)脈沖來判斷灰塵的顆粒直徑。

氣室中氣流的速度我們可以設(shè)計(jì)為一個固定值，或者基本認(rèn)為是一個固定值，那么單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)是不是就可以和空氣中單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)目扯上關(guān)系啦？舉例來說吧，假如幅度近似為5寬度近似為2的脈沖表示的是pm10顆粒，而幅度近似為3寬度近似為1的脈沖表示的是pm2.5顆粒，那么記錄下來這兩類脈沖每秒中分別出現(xiàn)的次數(shù)，您是不是就近似算出了空氣中的pm10和pm2.5的濃度了？聰明的你，相信后面的事就不用我細(xì)說了。

在這個霧霾彌漫的時代，一款能夠偵測空氣中粉塵的空氣質(zhì)量檢測神器，幫助您了解當(dāng)前的空氣質(zhì)量，檢測看得見，讓粉塵無處遁形，高雅低調(diào)的外觀背后，潛藏?zé)o限可能。

我們不無預(yù)想，為空氣凈化器配置該傳感器，實(shí)時數(shù)據(jù)顯示當(dāng)前空氣質(zhì)量，作為對付日趨嚴(yán)重的霧霾的一種全新手段，凈化結(jié)果可視化顯示，一目了然，這無不錦上添花。

最后，家用pM2.5檢測儀靠譜嗎？必須靠譜！但你確保你用的是空氣電臺，威果科技致力打造的智能空氣質(zhì)量檢測儀，可測pM2.5、VOC、甲醛、二氧化碳、溫度、濕度，一款有漢威研究院工業(yè)基因，16年專注氣體傳感器研發(fā)制造，空氣電臺，不止于檢測！

隨著霧霾天氣的頻發(fā)，人們對空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來越高，促使一些商家順勢推出了各種“防霾”產(chǎn)品。除了口罩、空氣凈化器熱銷外，最近市面上還出現(xiàn)了各種pM2.5測試儀，有手持式、箱式，還有手機(jī)式樣的，價(jià)格在幾百元到上萬元不等。眾多的pM2.5測試儀，檢測結(jié)果都準(zhǔn)嗎？花幾百幾千元買的pM2.5測試儀器，是否靠譜？

一、工作原理不同

與霧霾形成息息相關(guān)的pM2.5突然成為人所共知的概念，但是pM2.5測試的原理及過程卻少有人知。測量pM2.5的方法主要分為3種：重量法、β射線吸收法和微量振蕩天平法。測試儀的檢測要經(jīng)過切割器分離空氣——“甩”掉多余顆粒物——濃度檢測三大程序。切割器的作用是將采樣空氣中的顆粒物按照直徑大小進(jìn)行分離，直徑小于2.5微米(0.0025毫米)的顆粒物將順利“闖入”濃度檢測裝置，而大顆粒物則會被“甩”出。

由于測量難度大，專業(yè)的pM2.5測試儀價(jià)值多在30萬元左右，昂貴的甚至價(jià)逾百萬。目前市場上簡易測試儀售價(jià)多為幾百、幾千元，實(shí)際上并不能準(zhǔn)確測出pM2.5的含量。這些非專業(yè)儀器利用光散射的原理測定顆粒物濃度，這種方法并沒有被各國環(huán)保部門采納為標(biāo)準(zhǔn)方法，但是有依據(jù)此原理制成的專業(yè)儀器，在科研中也有運(yùn)用。空氣中的顆粒物濃度越高，對光的散射就越強(qiáng)。光的散射相對容易測，把它測出來，理論上就可以算出顆粒物濃度了。

但在實(shí)際運(yùn)用中，事情并沒有這么簡單。光的散射與顆粒物濃度之間的關(guān)系是很不確定的，受到諸多因素的影響，例如顆粒物的化學(xué)組成、形狀、比重、粒徑分布，而這些都取決于污染源的組成。這意味著光散射和顆粒物濃度之間的換算公式隨時隨地都可能在變，需要儀器使用者不斷地用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行校正，沒有經(jīng)過科學(xué)訓(xùn)練的業(yè)余人士不大可能辦得到。

有研究者做過理論計(jì)算：利用光散射儀測定pM2.5，至少有30-40%的不確定性。這種不確定性是這類儀器固有的，質(zhì)量可靠的專業(yè)儀器尚且如此，更何況市面上儀器的質(zhì)量并不都是理想的呢。

二、測試數(shù)據(jù)不靠譜

國家室內(nèi)車內(nèi)環(huán)境及環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心主任宋廣生對網(wǎng)上售賣的pM2.5檢測儀也存懷疑，他認(rèn)為檢測儀只賣幾百元是不太可能的，一般環(huán)境檢測中心所使用的檢測機(jī)器必須經(jīng)過長期的檢驗(yàn)與比對，數(shù)據(jù)要經(jīng)過標(biāo)定后才能投入使用，如果普通人從網(wǎng)上購買了機(jī)器，也需要經(jīng)過這個流程。

pM2.5監(jiān)測是一項(xiàng)很精細(xì)的工作，需要專業(yè)的儀器和技術(shù)手段，且有很嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系。網(wǎng)上號稱30秒、5分鐘更新一次數(shù)據(jù)的檢測儀就不具備可信度。空氣中pM2.5濃度一般在百萬分之一級別(ppM級)，很低，專業(yè)的pM2.5監(jiān)測需要持續(xù)一小時采取空氣中的顆粒物，使顆粒物量累積足夠大便于準(zhǔn)確測量，短短5分鐘的數(shù)據(jù)顯然無法達(dá)到準(zhǔn)確監(jiān)測的量。

市場上賣的簡易儀器是沒有分離裝置的，只能大概測一個數(shù)據(jù)，但都不屬于專業(yè)測試儀器，只能對空氣質(zhì)量做一個暫定量測試或者作出一個趨勢性預(yù)測，但是離pM2.5的概念就相差太遠(yuǎn)了。

三、普通百姓購買pM2.5測試儀意義不大

對于花樣繁多的pM2.5測試儀，普通市民是否有必要購買呢？pM2.5檢測儀是一種專業(yè)的檢測儀，對于普通老百姓來說，購買的意義不大。 因?yàn)閷I(yè)檢測儀價(jià)格是非常昂貴的，所以市場上出現(xiàn)的這種是非專業(yè)的檢測儀。市民拿著非專業(yè)的檢測儀進(jìn)行檢測，它的確可以告訴人哪個地方有污染。但檢測儀能測的，我們的鼻子也都能測得到，例如屋子里剛剛有人抽煙了，你一進(jìn)來，鼻子就能告訴你有人抽煙了，再比如某個地方掃地暴土揚(yáng)塵，你也能感覺出來，所以用pM2.5檢測儀意義不大。

此外，購買pM2.5檢測儀的目的主要是為了獲取pM2.5數(shù)值，目前全國已有161個pM2.5監(jiān)測城市，到今年年底還將增加177個，環(huán)保局每天都會實(shí)時更新pM2.5數(shù)據(jù)，普通老百姓通過電視、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等都可以查詢到準(zhǔn)確、公開透明的pM2.5數(shù)值，所以買pM2.5檢測儀真的意義不大。