一、第一步：精準(zhǔn)采樣 —— 捕捉待檢測(cè)空氣樣本
PMB100 的工作始于 “空氣采樣系統(tǒng)"，核心組件是微型無刷采樣泵與精準(zhǔn)流量控制器。設(shè)備啟動(dòng)后，采樣泵以 2.83L/min（可調(diào)節(jié) 1-5L/min）的恒定流量，通過直徑 15mm 的采樣口吸入待檢測(cè)空氣 —— 流量控制器會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣流速度，若因管路彎折、采樣口堵塞導(dǎo)致流量波動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整泵體功率，確保每分鐘吸入的空氣體積精準(zhǔn)一致（這是后續(xù)計(jì)數(shù)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)，符合 ISO 21501-4 粒子計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)）。
吸入的空氣會(huì)先經(jīng)過預(yù)過濾濾網(wǎng)（孔徑 10μm），濾除毛發(fā)、大顆粒灰塵等雜質(zhì)，避免其進(jìn)入核心檢測(cè)模塊造成堵塞或損傷，隨后潔凈的空氣樣本進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。
二、第二步：粒子分離 —— 按粒徑篩選目標(biāo)顆粒
經(jīng)過預(yù)處理的空氣樣本，會(huì)進(jìn)入激光散射檢測(cè)腔—— 這是 PMB100 的核心部件，內(nèi)部包含 650nm 紅色半導(dǎo)體激光發(fā)射器、光學(xué)透鏡組與遮光板。激光發(fā)射器發(fā)出的平行激光束，會(huì)被透鏡組聚焦成直徑 0.5mm 的 “檢測(cè)光斑"，空氣樣本從光斑中心勻速穿過；同時(shí)遮光板會(huì)阻擋直射激光，僅允許被粒子散射的光線進(jìn)入后續(xù)光學(xué)組件。
當(dāng)空氣中的粒子（如 0.3μm、0.5μm 粒徑顆粒）穿過光斑時(shí)，會(huì)因 “米氏散射效應(yīng)" 向四周反射激光 —— 粒子粒徑不同，散射光的強(qiáng)度與角度也不同：粒徑越大，散射光強(qiáng)度越強(qiáng)，且更多光線會(huì)沿原激光方向向前散射；粒徑越小，散射光強(qiáng)度越弱，且光線更易向側(cè)面擴(kuò)散。設(shè)備通過多組光電二極管陣列（分別對(duì)應(yīng)不同散射角度）捕捉這些散射光，初步實(shí)現(xiàn) “按粒徑分離信號(hào)" 的效果。
三、第三步：信號(hào)轉(zhuǎn)換 —— 將光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)
捕捉到的散射光信號(hào)，會(huì)被光電二極管（如硅基光電二極管）轉(zhuǎn)換為微弱的電流信號(hào)—— 例如，0.5μm 粒子產(chǎn)生的散射光，會(huì)使對(duì)應(yīng)角度的光電二極管產(chǎn)生約 10μA 的電流，而 0.3μm 粒子產(chǎn)生的電流僅約 2μA。但此時(shí)的電流信號(hào)極其微弱，易受環(huán)境電磁干擾，因此需要經(jīng)過信號(hào)放大電路（增益可調(diào)）將電流信號(hào)放大 1000-10000 倍，轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的電壓信號(hào)。
隨后，信號(hào)甄別電路會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)的 “粒徑 - 電壓閾值"（如設(shè)定 0.3μm 對(duì)應(yīng) 50mV、0.5μm 對(duì)應(yīng) 150mV），篩選出符合檢測(cè)需求的電壓信號(hào) —— 若某一電壓信號(hào)超過 0.3μm 對(duì)應(yīng)的閾值但未達(dá) 0.5μm 閾值，則判定為 0.3μm 粒徑粒子；若超過 0.5μm 閾值，則判定為 0.5μm 粒徑粒子，以此實(shí)現(xiàn)不同粒徑粒子的分類識(shí)別。
四、第四步：數(shù)據(jù)處理 —— 輸出計(jì)數(shù)結(jié)果與分析
經(jīng)過甄別的電壓信號(hào)，會(huì)被傳輸至設(shè)備的微處理器（MCU） ，微處理器會(huì)按 “單位體積內(nèi)粒子數(shù)量" 的邏輯進(jìn)行計(jì)算：結(jié)合采樣泵的恒定流量（如 2.83L/min）與采樣時(shí)間（如 1min），先算出總采樣體積（2.83L），再統(tǒng)計(jì)該體積內(nèi)不同粒徑粒子的信號(hào)次數(shù)（一次信號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)粒子），最終換算為 “每立方米空氣中的粒子數(shù)量"（單位：pc/m3）。
計(jì)算完成后，結(jié)果會(huì)實(shí)時(shí)顯示在設(shè)備屏幕上，同時(shí)可通過 SD 卡或數(shù)據(jù)接口導(dǎo)出 —— 導(dǎo)出數(shù)據(jù)不僅包含各粒徑粒子濃度，還會(huì)記錄采樣時(shí)間、流量、環(huán)境溫度（內(nèi)置溫度傳感器）等參數(shù)，方便后續(xù)追溯與分析。此外，若檢測(cè)過程中出現(xiàn)流量異常、激光強(qiáng)度不足等問題，微處理器會(huì)觸發(fā)報(bào)警功能，通過屏幕提示或蜂鳴器提醒用戶，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
綜上，PMB100 通過 “采樣 - 分離 - 轉(zhuǎn)換 - 處理" 的閉環(huán)流程，將無形的空氣顆粒轉(zhuǎn)化為可量化的數(shù)據(jù)，其核心優(yōu)勢(shì)在于激光散射技術(shù)的精準(zhǔn)性與流量控制的穩(wěn)定性，這也是它能適配無塵車間、實(shí)驗(yàn)室等場景的關(guān)鍵。
更新時(shí)間：2025-11-18
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