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簡單地說，“空氣質量濃度” 是將空氣中的粒子表示為固定體積空氣中的質量的一種方式。例如，世界衛生組織的PM2.5空氣質量指南是10μg/m3。這個數字是一個質量濃度：每立方米空氣中有10微克PM2.5粉塵顆粒物。
空氣質量濃度的廣泛使用意味著PM2.5傳感器需要以這種格式提供讀數，即使這不是用于進行原始測量的格式。這就是事情變得棘手的地方。
如何測量粒子？
當今可用的絕大多數粉塵顆粒物傳感器，無論是數百美元還是一萬美元，都是光學顆粒傳感器。這些設備通過計算空氣中的粒子來工作。當空氣被吸入傳感器時，氣流中的顆粒穿過激光束，導致激光的光發生衍射。該光將落在垂直于激光束放置的傳感器上。根據該傳感器接收到的光強度的變化，可以對單個顆粒進行計數并確定它們的大小。這些單獨的粒子根據它們的大小被分組(稱為垃圾箱)。0.3-0.5微米的顆粒可能被放置在一個容器中，而0.5-1.0微米的顆粒將被放置在另一個容器中。
在潔凈室、過濾器制造和某些特定行業的世界中，這些粒子計數是最終用戶正在尋找的最終讀數。有許多關于醫院和潔凈室空氣質量的國際和 ISO 標準使用粒子計數而不是質量濃度。例如，進行腦部手術的手術室要求非常高，可能會使用粒子計數。在這種情況下，即使是空氣中的單個顆粒也會造成嚴重后果。一微克PM2.5可能包含數千個顆粒，因此 0μg/m3 的質量濃度讀數可能無法說明全部情況。
那么，激光等光學粒子計數器如何產生準確的質量濃度讀數？
乍一看，它似乎相對簡單：獲取空氣中粒子的數量(原始讀數)，根據它們的大小為它們分配質量，然后將它們全部加起來以獲得質量濃度。很簡單，對吧？
這里的挑戰是并非所有粒子都生而平等。想象一下兩個大桶，一個裝滿1000個高爾夫球，另一個裝滿1000個乒乓球。對于粒子計數器，它們看起來非常相似。有1000個白球，它們的大小都差不多。粒子計數器的輸出將顯示“1,000 個粒子，所有粒子的大小都相同。”但是，在嘗試計算這1000個粒子的重量時，粒子計數器應該采用高爾夫球的質量還是乒乓球的質量？無論選擇哪一個，其中一個桶最終都會被錯誤地計算。
可以對粒子的密度和折射率做出假設，這兩者都會影響質量濃度，而這正是大多數粒子計數器所做的。絕大多數消費級設備只是在設備中內置了一個默認的校正因子，無論您的粒子是高爾夫球還是乒乓球，它都會一直使用。專業級設備通常允許用戶手動輸入這些詳細信息，但了解您正在測量的粒子的密度并非易事，通常需要將粒子樣本發送到實驗室進行分析。
在現實生活中，粒子的密度和光學特性會受到地理的嚴重影響在我們的專題文章中閱讀更多相關信息。北京空氣中的顆粒物可能主要來自燃煤，而倫敦空氣中的顆粒物可能主要來自汽車尾氣排放。這些粒子是極其不同的，在計算質量濃度時使用錯誤的因素會導致結果大相徑庭。
同樣，在一個位置，污染源可能會隨著季節(甚至是一天中的時間！)而變化，從而導致不正確的結果。簡單地為所有設備使用默認因子意味著結果錯誤的頻率比正確的要高。
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