一、第一步:精准采样 —— 捕捉待检测空气样本
PMB100 的工作始于 “空气采样系统",核心组件是微型无刷采样泵与精准流量控制器。设备启动后,采样泵以 2.83L/min(可调节 1-5L/min)的恒定流量,通过直径 15mm 的采样口吸入待检测空气 —— 流量控制器会实时监测气流速度,若因管路弯折、采样口堵塞导致流量波动,系统会自动调整泵体功率,确保每分钟吸入的空气体积精准一致(这是后续计数准确的基础,符合 ISO 21501-4 粒子计数标准)。
吸入的空气会先经过预过滤滤网(孔径 10μm),滤除毛发、大颗粒灰尘等杂质,避免其进入核心检测模块造成堵塞或损伤,随后洁净的空气样本进入下一环节。
二、第二步:粒子分离 —— 按粒径筛选目标颗粒
经过预处理的空气样本,会进入激光散射检测腔—— 这是 PMB100 的核心部件,内部包含 650nm 红色半导体激光发射器、光学透镜组与遮光板。激光发射器发出的平行激光束,会被透镜组聚焦成直径 0.5mm 的 “检测光斑",空气样本从光斑中心匀速穿过;同时遮光板会阻挡直射激光,仅允许被粒子散射的光线进入后续光学组件。
当空气中的粒子(如 0.3μm、0.5μm 粒径颗粒)穿过光斑时,会因 “米氏散射效应" 向四周反射激光 —— 粒子粒径不同,散射光的强度与角度也不同:粒径越大,散射光强度越强,且更多光线会沿原激光方向向前散射;粒径越小,散射光强度越弱,且光线更易向侧面扩散。设备通过多组光电二极管阵列(分别对应不同散射角度)捕捉这些散射光,初步实现 “按粒径分离信号" 的效果。
三、第三步:信号转换 —— 将光信号转为电信号
捕捉到的散射光信号,会被光电二极管(如硅基光电二极管)转换为微弱的电流信号—— 例如,0.5μm 粒子产生的散射光,会使对应角度的光电二极管产生约 10μA 的电流,而 0.3μm 粒子产生的电流仅约 2μA。但此时的电流信号极其微弱,易受环境电磁干扰,因此需要经过信号放大电路(增益可调)将电流信号放大 1000-10000 倍,转化为可识别的电压信号。
随后,信号甄别电路会根据预设的 “粒径 - 电压阈值"(如设定 0.3μm 对应 50mV、0.5μm 对应 150mV),筛选出符合检测需求的电压信号 —— 若某一电压信号超过 0.3μm 对应的阈值但未达 0.5μm 阈值,则判定为 0.3μm 粒径粒子;若超过 0.5μm 阈值,则判定为 0.5μm 粒径粒子,以此实现不同粒径粒子的分类识别。
四、第四步:数据处理 —— 输出计数结果与分析
经过甄别的电压信号,会被传输至设备的微处理器(MCU) ,微处理器会按 “单位体积内粒子数量" 的逻辑进行计算:结合采样泵的恒定流量(如 2.83L/min)与采样时间(如 1min),先算出总采样体积(2.83L),再统计该体积内不同粒径粒子的信号次数(一次信号对应一个粒子),最终换算为 “每立方米空气中的粒子数量"(单位:pc/m³)。
计算完成后,结果会实时显示在设备屏幕上,同时可通过 SD 卡或数据接口导出 —— 导出数据不仅包含各粒径粒子浓度,还会记录采样时间、流量、环境温度(内置温度传感器)等参数,方便后续追溯与分析。此外,若检测过程中出现流量异常、激光强度不足等问题,微处理器会触发报警功能,通过屏幕提示或蜂鸣器提醒用户,确保设备稳定运行。
综上,PMB100 通过 “采样 - 分离 - 转换 - 处理" 的闭环流程,将无形的空气颗粒转化为可量化的数据,其核心优势在于激光散射技术的精准性与流量控制的稳定性,这也是它能适配无尘车间、实验室等场景的关键。