弗爾德每周知識小百科旨在分享材料科學(xué)領(lǐng)域的科普知識，探索未知，激發(fā)熱情。每周一小步，材料科學(xué)發(fā)展一大步。

何為粒度，何為粒度分布

顆粒的大小叫做顆粒的粒度。度量顆粒大小的單位一般用微米或納米，個別領(lǐng)域也用毫米。在粒度測試中通常用顆粒的直徑（粒徑）來描述顆粒的粒度用特定方法測定的不同粒徑區(qū)間內(nèi)的顆粒占總量的百分數(shù)稱為粒度分布。粒度分布有多種基準，如數(shù)量分布、長度分布、面積分布、體積分布、重量分布等激光法的基準是體積分布，沉降法的基準是重量分布，電阻法的基準是數(shù)量 分布不同基準的粒度分布數(shù)值不同，理論上不同基準的粒度分布可以通過數(shù)學(xué)

方法轉(zhuǎn)換，但由于粉體形狀千差萬別，有時這種轉(zhuǎn)換的誤差。

什么是空氣質(zhì)量在線監(jiān)測站?空氣質(zhì)量在線監(jiān)測站又稱空氣站?？諝庹镜墓δ苁菍Υ嬖谟诖髿?、空氣中的污染物質(zhì)進行定點、連續(xù)或者定時的采樣、測量和分析。為了對空氣進行監(jiān)測，一般在一個環(huán)保ZD城市設(shè)立若干個空氣站，站內(nèi)安裝多參數(shù)自動監(jiān)測儀器作連續(xù)自動監(jiān)測，將監(jiān)測結(jié)果實時存儲并加以分析后得到相關(guān)的數(shù)據(jù)。空氣質(zhì)量監(jiān)測站是空氣質(zhì)量控制和對空氣質(zhì)量進行合理評估的基礎(chǔ)平臺，是一個城市空氣環(huán)境保護的基礎(chǔ)設(shè)施。常規(guī)的大氣6參數(shù)(PM2.5、PM10、O3、SO2、NO2、CO)及氣象5參數(shù)(溫度、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速)。監(jiān)測原理主要以光化學(xué)法，貝塔射線法或震蕩天平法等為主。

標準站可以說是一個城市或地區(qū)環(huán)境空氣保護的基礎(chǔ)監(jiān)測設(shè)施，簡稱大氣站。通常是指國家花費高額成本，依據(jù)標準的選點原則，將多種符合國標的監(jiān)測儀器集中于一處小型建筑內(nèi)。小型建筑的樓頂設(shè)置著各種采樣設(shè)備。將樣本采集后送入監(jiān)測儀器進行檢測。同時對于不同監(jiān)測項目都有獨立的一臺儀器進行檢測。監(jiān)測方法依據(jù)國標規(guī)定，并按照規(guī)定每周需要專業(yè)工作人員對設(shè)備進行運維。故建站及運維的成本相當(dāng)昂貴。這也就是我們通常說的國控點、省控點或市控點。

小型站：小型站和微型站可以說是標準站的一種補充。從成本來看，小型站或微型站的價格要遠遠低于標準站的建設(shè)成本。所以對于大面積布局精細化或網(wǎng)格化監(jiān)測來說顯得更為實際。小型站的大氣環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測站有兩種原理：一種是光化學(xué)法，一種是傳感器法。這兩類監(jiān)測原理的小型站，都包含主動式采樣系統(tǒng)，質(zhì)控系統(tǒng)，流量控制系統(tǒng)及前端除濕、溫度控制等功能。整體硬件的精度比較接近大氣站。因為精度相對較高，更適合作為地方管理、環(huán)境內(nèi)部考核的工具，因為小型監(jiān)測站數(shù)據(jù)可以標定和溯源，數(shù)據(jù)質(zhì)量相對微型站更加可靠。
 

NO2、CO、SO2、O3監(jiān)測設(shè)備參數(shù)

PM2.5、PM10監(jiān)測設(shè)備參數(shù)

氣象參數(shù)

風(fēng)向

測量范圍：0～360°

準 確 度：±3°

啟動風(fēng)速：≤0.5m/s

供電方式： DC 12V

輸出形式： RS485

負載能力：電流型輸出阻抗≤250Ω

電壓型輸出阻抗≥1KΩ

工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃

防護等級：IP45

線纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃

產(chǎn)品重量：210 g

產(chǎn)品功耗：5.5 mW

 風(fēng)速

測量范圍：0～70m/s

準 確 度：±(0.3+0.03V)m/s （V:風(fēng)速）

分 辨 率：0.1m/s

啟動風(fēng)速：≤0.5m/s

供電方式：DC 12V

輸出形式：RS485

負載能力：電流型輸出阻抗≤600Ω

電壓型輸出阻抗≥1KΩ

工作環(huán)境：溫度-40℃～50℃

防護等級：IP45

線纜等級：額定電壓：300V 溫度等級：80℃

產(chǎn)品重量：130 g

產(chǎn)品功耗：50 mW

 溫度、濕度

測量范圍： -50～80℃         

準 確 度： ±0.3℃             ±5%RH

分 辨 率： 0.1℃              0.1%RH

大氣壓力

氣壓

測量范圍： 10～1100hPa

準 確 度： ±0.3hPa

分 辨 率： 0.1hPa

供電方式：DC 12V

輸出形式：RS485

負載電阻：電壓型：RL≥1K

電流型：RL≤300Ω

工作溫度：-50℃～80℃

       激光粒度儀測量粒度的原理是米氏散射理論。米氏散射理論用數(shù)學(xué)語言精確描述折射率為 n、吸收率為 m、粒徑為 d 的球形顆粒，在波長為 λ 的激光照射下，散射光強度隨散射角 θ 變化的空間分布函數(shù)，此函數(shù)也稱為散射譜。根據(jù)米氏散射理論，大顆粒的前向散射光很強而后向散射很弱；小顆粒的前向散射光弱而后向散射光很強。如圖所示的是固定波長下的大、中、小顆粒的散射譜示意圖。

       激光粒度儀正是通過設(shè)置在不同散射角度的光電探測器陣列測試這些散射譜來確定顆粒粒徑的大小。對于特定顆粒，這種散射譜在空間具有穩(wěn)定分布的特征，因此稱此種原理的激光粒度儀又稱為靜態(tài)激光粒度儀。根據(jù)米氏散射理論，當(dāng)顆粒粒徑小到一定程度（如小于波長 的 1/10 左右）時，光強分布變成了兩個相近似對稱的圓（圖 1(1) d<<λ），此時稱為瑞利散射。產(chǎn)生瑞利散射的Z大粒徑就是激光粒度儀的測試下限。激光粒度儀的測試下限還與激光波長有關(guān)，激光波長越長測試下限越大，波長越短測試下限越小。研究表明，具有同時測量前向和后向散射光技術(shù)，同時具有差分散射譜識別技術(shù)的激光粒度儀，在用紅光（波長為 635nm）做為光源時的測量極限為 20nm，用綠光（波長為 532nm）時的測量極限為 10 nm。