GRIMM光学粒径谱仪（OPC）检测原理介绍

样气直接通过进气口进入测量池，测量池中的颗粒物被收集散射光的光度计所捕获。每一个单独粒子的散射光脉冲被计数，散射光的强度对应着一个粒径值。测量原理如下图。

仪器使用的激光波长为可见光范围660nm。激光二极管可以在多路模式下工作，这意味着激光光束的强度可以被调制。

仪器共监测31个粒径通道：0.25/0.28/0.3/0.35/0.4/0.45/0.5/0.58/0.65/0.7/0.8/1/1.3/1.6/2/2.5/3/3.5 / 4 / 5 / 6.5/7.5/8.5/10/12.5/15/17.5/20/25/30/32 [μm]，在测量0.25~2.5μm粒径段时，使用持续高能量激光，而在测量2.5~32μm粒径段时，使用持续低能量激光。聚焦的激光光束均匀地照射一个较小的感应区域，然后进入光阱。样气以空气动力学方式集中，像一个颗粒物流被引导通过感应区域内部。

实地测量过程中可能会遇到很高浓度的气溶胶，因此需要将样气流变细。每个颗粒物释放的散射光以90度散射角的方式被一组光学组件捕获。张角约120度的反射镜将散射光集中反射到检测器。检测器的信号经过放大，根据散射强度，分成不同的粒径通道。

图 光与颗粒物的相互作用

计数的速率由颗粒物的数量除以采样流速得到。颗粒物的粒径正比于检测到的散射光信号强度。除了颗粒物粒径，散射光强度同样受到颗粒物散射系数的影响以及颗粒物在感应区域内的朝向。检测器定位在90度方向使得其可以将颗粒物散射系数的影响最小化。使用大开角的反射镜使得散射光强度的歧义被共振补偿，当使用单色激光时，这也是肯定会产生的。

这使得仪器可以将颗粒物的粒径清晰地分配到足够窄的粒径分级通道中。能够捕获颗粒物浓度和粒径值使得仪器可以获得气溶胶的粒径分布，然后通过粒径分布计算得到颗粒物的质量值。