美国TEMTOP PM-2T空气质量检测模组的工作原理

美国TEMTOP PM-2T空气质量检测模组的工作原理

一、激光散射法的基本原理

1. 激光发射
   模组内置 激光二极管（LD），发射出一束稳定的激光（通常为单色可见光或近红外光），照射到检测腔内的空气样本。
2. 颗粒物散射
   当空气中的颗粒物（如 PM2.5、PM10）随气流通过检测腔时，会使激光发生散射，产生 散射光。散射光的强度与颗粒物的粒径、数量及光学特性（如折射率）相关。
3. 光电信号转换
   在检测腔的特定角度（通常为与激光入射方向成 90° 或其他固定角度）设置 光电探测器（如光电二极管），用于接收散射光。散射光被转换为 微弱的电信号（电流或电压），其强度与颗粒物浓度正相关。
4. 信号放大与处理
   微弱的电信号通过 放大电路（如跨阻放大器）进行放大，再经 模数转换器（ADC） 转换为数字信号，输入至模组内置的 微处理器（MCU）。
5. 数据计算与输出
   微处理器通过预设的算法（如米氏散射理论模型），结合颗粒物的粒径分布和空气动力学特性，计算出 PM2.5、PM10 等颗粒物的浓度值（单位：μg/m³），并通过 UART、I²C 等通信接口 输出数据。

二、PM-2T 模组的结构与关键技术

1. 光学结构设计

• 检测腔采用 密封式光路设计，减少外界光干扰，提高检测精度。

• 激光光路与光电探测器的角度经过优化，确保对不同粒径颗粒物的散射光收集效率加大化。

2. 气流控制

• 模组内置 微型风扇（或气泵），主动抽取空气样本，形成稳定的气流通过检测腔，确保颗粒物均匀分布和有效检测。

• 部分型号可能配备 防尘网，过滤大颗粒杂质，保护光学元件并延长模组寿命。

3. 校准与算法优化

• 出厂前通过 标准颗粒物浓度源（如 ISO 12103-1 标准粉尘） 进行校准，确保数据准确性。

• 采用 动态补偿算法，修正环境温度、湿度等因素对检测结果的影响（例如湿度较高时，颗粒物吸潮可能导致粒径变化，影响散射光强度）。

三、PM-2T 模组的特点与应用

1. 核心特点

• 高灵敏度：可检测低至 1 μg/m³ 的 PM2.5 浓度，适用于室内空气质量监测。

• 响应速度快：通常每秒输出一次数据，实时性强。

• 体积小巧：模块化设计便于集成到空气净化器、新风系统、智能家居设备或便携式检测仪中。

• 低功耗：工作电流通常为几十毫安，适合电池供电场景。

2. 典型应用场景

• 家用 / 办公环境空气质量监测（如空气净化器联动）。

• 车载空气检测（集成至车载智能设备）。

• 工业粉尘浓度监测（如车间、厂房的颗粒物监控）。

• 便携式检测仪的核心传感器模组。

四、与其他检测方法的对比

总结