顆粒物（PM2.5/PM10）檢測原理——β射線吸收法

顆粒物的檢測原理是β射線吸收法，儀器是根據β射線吸收原理設計的，β射線是一種高速電子流，當高能量的粒子由14C發射出來，在碰到塵粒子時，能量減退或被粒子吸收。β射線強度一定時，被吸收量大小只與吸收物質的質量有關，與吸收物質的物化特性無關。物質放置在發射源14C和監測β射線的裝置中間，β射線被吸收，能量衰減。這樣導致監測到的β粒子的數量減少。

通過吸收物質（如紙帶上的塵），β射線粒子的衰減量接近指數。公式1基本恰當地表現了兩者之間的聯系。

??? ?? ??? 公式（1）

公式（1）中，I是測定（每一單位時間的計數）β射線的衰減強度（帶塵樣的紙帶），I0測定未經衰減的β射線的強度（清潔紙帶），μm稱為質量吸收系數或質量衰減系數（cm2/g），x是吸收物質的質量密度（g/cm2）。

公式（1）可轉變成計算x--吸收物質質量密度的公式，見公式2：

?? ? ?? ??? 公式（2）

在實際操作中，吸收截面是在校準過程中的實驗測定。一旦I和I0被測定，計算物質密度x就很簡單。

在實際操作中，在特定時間（△t）內，環境空氣以恒定流率采入。這些采入的空氣通過紙帶的表面區域A。一旦算出吸收物質密度x，即可通過公式（3）算出環境中粒子物質的濃度值。

????????? 公式（3）

在公式（3）中，Mc是環境粒子濃度，A是通過紙帶的塵樣的截面積。Q是收集在紙帶上粒子物質的流量，△t是采樣時間。將這些等式換算成最后的公式，表明大氣粒子濃度和測定的數量之間的關系見公式（4）：

????????? 公式（4）

檢測原理動圖