日本柴田科學(xué)（SIBATA）的PM2.5粉塵儀（如LD-5R、FLD-1等型號）是一款基于激光光散射法的精密環(huán)境監(jiān)測設(shè)備。其核心工作原理并非直接“稱重"，而是通過測量粉塵顆粒對激光的散射光強(qiáng)度來實(shí)時、快速地推算出空氣中PM2.5的質(zhì)量濃度。

?? 核心工作原理：激光散射法

該技術(shù)基于“米氏散射"理論，具體流程如下：

1. 采樣與切割：內(nèi)置抽氣泵以恒定流量（例如1.7 L/min）吸入環(huán)境空氣?？諝馐紫韧ㄟ^一個PM2.5旋風(fēng)切割器，利用離心力分離并剔除空氣動力學(xué)直徑大于2.5微米的大顆粒，確保進(jìn)入檢測腔的均為需要監(jiān)測的細(xì)顆粒物。

2. 激光照射：經(jīng)過切割的含塵氣流進(jìn)入光學(xué)檢測腔，受到激光二極管（通常波長650nm） 的照射。

3. 信號采集與轉(zhuǎn)換：粉塵顆粒被激光照射后會產(chǎn)生散射光。儀器在特定角度（如90°）設(shè)置高靈敏度光電探測器來捕捉這些散射光。散射光強(qiáng)度與顆粒物的濃度和大小相關(guān)，光信號被轉(zhuǎn)換為電脈沖信號。

4. 濃度計算：內(nèi)置處理器根據(jù)脈沖計數(shù)率和預(yù)設(shè)的算法模型（需使用標(biāo)準(zhǔn)粒子進(jìn)行校準(zhǔn)），將信號實(shí)時計算并顯示為質(zhì)量濃度值（單位：mg/m3 或 μg/m3）。

??? 關(guān)鍵技術(shù)：保障精準(zhǔn)與穩(wěn)定

為了在不同環(huán)境下獲得可靠數(shù)據(jù)，柴田粉塵儀采用了多項(xiàng)獨(dú)特技術(shù)：

• 鞘氣保護(hù)系統(tǒng)：這是其型號（如FLD-1， LD-5D）的核心技術(shù)。系統(tǒng)將一部分吸入的空氣過濾成潔凈的“鞘氣"，使其在光學(xué)檢測窗周圍形成一道保護(hù)氣幕。這道氣幕能有效防止粉塵直接污染核心的激光發(fā)射器和接收透鏡，從而在高濃度粉塵環(huán)境中也能長期穩(wěn)定工作，極大減少了維護(hù)需求。

• 動態(tài)加熱除濕系統(tǒng)：主要見于戶外監(jiān)測型號（如FLD-1）。采樣管路內(nèi)置加熱器，可對濕空氣進(jìn)行加熱，防止水汽在鏡片上凝結(jié)干擾光路，有效消除了高濕度環(huán)境對測量結(jié)果的負(fù)面影響。

• 智能校準(zhǔn)與數(shù)據(jù)處理：設(shè)備具備自動零點(diǎn)校準(zhǔn)（BG取消）和量程檢查（SPAN） 功能，確保測量精度。同時，它能存儲大量數(shù)據(jù)（如LD-5R可記錄60，000個數(shù)據(jù)點(diǎn)），并通過USB等接口傳輸至電腦，方便后續(xù)分析。

?? 主要型號與應(yīng)用場景對比

柴田針對不同應(yīng)用場景推出了多種型號，其主要區(qū)別如下：

總的來說，日本柴田SIBATA粉塵儀通過激光光散射原理實(shí)現(xiàn)PM2.5的快速測量，并依靠鞘氣保護(hù)和動態(tài)除濕等技術(shù)來保證在不同復(fù)雜環(huán)境下的測量精度和儀器耐用性，滿足從便攜巡檢到固定式在線監(jiān)控的多樣化需求。