许方华

（成都派斯光科技有限公司，四川 成都 610200）

0 引言

民用家居环境的粉尘测量，不同于工业环境的测试，需要成本价格极低、体积小，同时还要满足一定的测量精度要求，符合家居生活体验。一般而言，高精度的粉尘测量需要有较为复杂的光学系统，加上其他测量系统部分，其体积、成本价格均难以满足民用家居领域的普遍要求。鉴于此，笔者根据光角散射的基本原理，研究以激光发射管作为光源的粉尘质量浓度的测量技术，该技术样品具有体积小、成本低的特征，通过对样品的测试与验证，其精度达到±10%以内的高精度水平[1]。

1 测量原理

角散射法测量原理如图1所示。来自激光管的光束经透镜聚焦形成一细小明亮的束腰，在束腰中定义一测量区，测量区的容积要足够小，使得每一瞬间只有一个颗粒流过。被测介质(液体或气体)由一进样系统送入流经测量区[2]。当存在于介质中的颗粒经过测量区时，被入射激光照射产生散射光，某个(或几个)角度下的散射光由光学系统采集，经光电系统转化成电信号。根据Mie理论可知，颗粒的散射光分布与粒径相关，粒径不同时，散射光的分布就不同。因此，根据光学系统所采集到的散射光信号可以确定颗粒的粒径大小。当颗粒流出测量区后，或某一瞬间流过测量区的介质中没有颗粒时，散射光以及相应的电信号为零。待下一个颗粒流过测量区时，光电系统又给出一个与其粒径相应的电信号。因此，测量到的是一个又一个的电脉冲，脉冲数就是颗粒数。……