樂控 PMS 16 傳感器工作原理技術解析分體式顆粒物檢測核心機制

更新時間：2025-11-19

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樂控 PMS 16 分體式顆粒物傳感器之所以能精準檢測 PM1.0、PM2.5、PM10，核心依托 “激光散射法 + 分體式結構協(xié)作" 技術體系，通過采樣、檢測、信號轉化、數(shù)據(jù)輸出四大環(huán)節(jié)，實現(xiàn)工業(yè)級顆粒物濃度監(jiān)測，其核心機制可拆解為以下三部分。

一、核心檢測技術：激光散射法的精準識別邏輯

傳感器檢測主機內置1 級安全激光發(fā)射器（波長 650nm）與高靈敏度光電探測器，二者呈 30° 夾角布局，構成 “發(fā)射 - 散射 - 接收" 檢測閉環(huán)。當空氣樣本進入檢測腔后，激光束照射到懸浮顆粒物表面，會產生與顆粒物粒徑、濃度相關的散射光 —— 粒徑越小（如 PM1.0），散射光強度較弱且散射角度較大；粒徑越大（如 PM10），散射光強度更強且集中在小角度范圍。

光電探測器會捕捉這些散射光信號，并將其轉化為微弱的電流信號（電流強度與散射光強度正相關）。同時，檢測腔內的氣流穩(wěn)定裝置（微型風扇 + 氣流整流板）會控制空氣流速穩(wěn)定在 0.3m/s，避免氣流紊亂導致顆粒物分布不均，確保每一次檢測的樣本代表性，這也是其測量精度能控制在 ±10% 以內的關鍵。

二、分體式結構協(xié)作：采樣與檢測的高效配合

區(qū)別于一體式傳感器，PMS 16 的 “采樣探頭 - 檢測主機" 分體設計，解決了工業(yè)場景中 “采樣點與安裝點分離" 的痛點，其協(xié)作機制如下：

采樣環(huán)節(jié)：外置采樣探頭（標配 2 米線纜，可延長至 3 米）通過防堵塞采樣口吸入空氣樣本，探頭內的預過濾層（孔徑 10μm）會先過濾掉大顆粒雜質，避免損壞檢測腔光學元件；同時，探頭內置的溫度補償模塊會實時采集環(huán)境溫度（-10℃~60℃），將溫度數(shù)據(jù)同步傳輸至主機，為后續(xù)濃度計算提供環(huán)境校正依據(jù)。

傳輸與檢測環(huán)節(jié)：經過預處理的空氣樣本通過專用氣道輸送至檢測主機，避免了采樣過程中顆粒物沉降導致的濃度偏差；主機與探頭之間的線纜采用屏蔽式設計，可抵御工業(yè)環(huán)境中的電磁干擾（如變頻器、電機產生的干擾），確保溫度、氣流等輔助信號傳輸穩(wěn)定。

三、信號處理與數(shù)據(jù)輸出：從模擬信號到精準數(shù)據(jù)

檢測主機內的信號處理單元是實現(xiàn) “光信號→濃度數(shù)據(jù)" 轉化的核心，其流程可分為三步：

信號放大與濾波：光電探測器輸出的微弱電流信號（nA 級別），經低噪聲放大器放大至 mA 級別，再通過帶通濾波器過濾環(huán)境光、電路噪聲等干擾信號，保留與顆粒物相關的有效信號。

粒徑分類與濃度計算：基于 “米氏散射理論"，信號處理單元會根據(jù)散射光的強度、角度特征，對顆粒物進行粒徑分類（區(qū)分 PM1.0、PM2.5、PM10），再結合預設的校準算法（出廠前通過標準濃度氣體校準），將信號強度轉化為對應的顆粒物濃度值（μg/m3 或 pcs/L），同時融入溫度補償數(shù)據(jù)，修正環(huán)境溫度對濃度計算的影響（如低溫環(huán)境下顆粒物密度變化導致的誤差）。

數(shù)據(jù)輸出：最終的濃度數(shù)據(jù)通過RS485 通訊接口或PWM 模擬接口輸出至上位機（如 PLC、工控屏），輸出頻率可達 1 次 / 秒，滿足工業(yè)場景中實時監(jiān)測的需求；同時，主機顯示屏會同步顯示三類顆粒物濃度值與設備狀態(tài)（如采樣正常、校準中），方便現(xiàn)場運維人員查看。

綜上，樂控 PMS 16 傳感器通過 “激光散射精準檢測 + 分體式高效協(xié)作 + 智能信號處理" 的核心機制，實現(xiàn)了工業(yè)環(huán)境下顆粒物濃度的穩(wěn)定、精準監(jiān)測，也為其在車間粉塵管控、潔凈室監(jiān)測等場景的應用提供了技術支撐。

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