如何用激光颗粒物传感器提高大气环境PM2.5和PM10监测精度

  目前，激光颗粒物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，即使同一地域的颗粒物形态也一直在动态变化；另外湿度的变化对测量精度也会有影响。这对传感器的气路、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，就可以大大提高传感器对大气环境颗粒物的测量精度。

以下是可以改进激光颗粒物传感器测量精度的主要措施：

1. 使用全粒径TSP采样头：减少对大粒径颗粒物的切割作用，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，可以更准确地测量颗粒物的数量，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物，从而提高测量精度，好的传感器能够测量到小至0.3μm的颗粒。

3. 高浓度修正：对于高浓度颗粒物，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，PM2.5和PM10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。从而提高激光颗粒物传感器在变化大气中的长期测量精度。

SDS069及TSP采样头、加热恒湿模块组合，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PM2.5和PM10测量精度的方案。