樂控 PMS 16 傳感器工作原理技術(shù)解析分體式顆粒物檢測核心機(jī)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(zhǔn)檢測 PM1.0、PM2.5、PM10，核心依托 “激光散射法 + 分體式結(jié)構(gòu)協(xié)作" 技術(shù)體系，通過采樣、檢測、信號轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)輸出四大環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)級顆粒物濃度監(jiān)測，其核心機(jī)制可拆解為以下三部分。

一、核心檢測技術(shù)：激光散射法的精準(zhǔn)識別邏輯

傳感器檢測主機(jī)內(nèi)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(gòu)成 “發(fā)射 - 散射 - 接收" 檢測閉環(huán)。當(dāng)空氣樣本進(jìn)入檢測腔后，激光束照射到懸浮顆粒物表面，會產(chǎn)生與顆粒物粒徑、濃度相關(guān)的散射光 —— 粒徑越小（如 PM1.0），散射光強(qiáng)度較弱且散射角度較大；粒徑越大（如 PM10），散射光強(qiáng)度更強(qiáng)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(zhuǎn)化為微弱的電流信號（電流強(qiáng)度與散射光強(qiáng)度正相關(guān)）。同時，檢測腔內(nèi)的氣流穩(wěn)定裝置（微型風(fēng)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(dǎo)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(nèi)的關(guān)鍵。

二、分體式結(jié)構(gòu)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(jī)" 分體設(shè)計，解決了工業(yè)場景中 “采樣點(diǎn)與安裝點(diǎn)分離" 的痛點(diǎn)，其協(xié)作機(jī)制如下：

采樣環(huán)節(jié)：外置采樣探頭（標(biāo)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(nèi)的預(yù)過濾層（孔徑 10μm）會先過濾掉大顆粒雜質(zhì)，避免損壞檢測腔光學(xué)元件；同時，探頭內(nèi)置的溫度補(bǔ)償模塊會實(shí)時采集環(huán)境溫度（-10℃~60℃），將溫度數(shù)據(jù)同步傳輸至主機(jī)，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(jīng)過預(yù)處理的空氣樣本通過專用氣道輸送至檢測主機(jī)，避免了采樣過程中顆粒物沉降導(dǎo)致的濃度偏差；主機(jī)與探頭之間的線纜采用屏蔽式設(shè)計，可抵御工業(yè)環(huán)境中的電磁干擾（如變頻器、電機(jī)產(chǎn)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(zhǔn)數(shù)據(jù)

檢測主機(jī)內(nèi)的信號處理單元是實(shí)現(xiàn) “光信號→濃度數(shù)據(jù)" 轉(zhuǎn)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(jīng)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(guān)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(qiáng)度、角度特征，對顆粒物進(jìn)行粒徑分類（區(qū)分 PM1.0、PM2.5、PM10），再結(jié)合預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)算法（出廠前通過標(biāo)準(zhǔn)濃度氣體校準(zhǔn)），將信號強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的顆粒物濃度值（μg/m3 或 pcs/L），同時融入溫度補(bǔ)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(dǎo)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(jī)（如 PLC、工控屏），輸出頻率可達(dá) 1 次 / 秒，滿足工業(yè)場景中實(shí)時監(jiān)測的需求；同時，主機(jī)顯示屏?xí)斤@示三類顆粒物濃度值與設(shè)備狀態(tài)（如采樣正常、校準(zhǔn)中），方便現(xiàn)場運(yùn)維人員查看。

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

樂控 PMS 16 傳感器 工作原理技術(shù)解析 分體式顆粒物檢測核心機(jī)制

樂控 PMS 16 傳感器工作原理技術(shù)解析分體式顆粒物檢測核心機(jī)制