現代粉塵監測儀確實是通過物理方法探測粉塵，然后將信號轉化為數字信號進行處理和顯示。

目前主流的粉塵監測儀主要采用以下幾種工作原理：

1. 激光散射法（常用）

這是目前便攜式、在線式粉塵監測儀最主流的技術。

• 基本原理： 儀器內置一個激光發射器，發出穩定的激光束。當空氣中的粉塵顆粒通過激光束時，會散射激光。顆粒物的大小和數量不同，散射光的強度和頻率也會發生變化。

• 工作流程：

1. 采樣： 泵吸入待測空氣樣本。

2. 照射： 樣本經過激光照射區。

3. 探測： 高靈敏度的光電探測器（通常在特定角度，如90°）收集被粉塵散射的光線。

4. 轉換： 探測器將光信號轉換成電信號。

5. 計算： 內置的微處理器（數碼核心）根據米氏散射（Mie Scattering） 等理論模型，通過分析電信號的強度和脈沖次數，計算出粉塵顆粒的質量濃度（如mg/m3或μg/m3）和數量濃度。

6. 顯示： 最終將數字結果顯示在屏幕上或輸出到數據記錄系統。

• 優點： 響應速度快、靈敏度高、可連續實時監測、體積小。

• 缺點： 測量結果受顆粒物材質、形狀、顏色等因素影響，通常需要校準。

• 應用： 室內空氣質量監測（PM2.5/PM10監測儀）、工業過程控制、環保現場快速檢測。

2. β射線吸收法（基準方法）

這種方法通常用于環境監測站等需要標準參考數據的場合。

• 基本原理： 利用β射線（電子流）穿過特定物質時會被吸收衰減的特性。

• 工作流程：

1. 采樣： 泵將空氣抽取到一張干凈的濾帶上。

2. 測量： 首先，一個低能量的β射線源（如C-14）發射射線，穿過干凈的濾帶，探測器測量初始的射線強度（I?）。

3. 捕集： 空氣持續抽過濾帶，粉塵被截留在濾帶上。

4. 再測量： 同一束β射線再次穿過附著有粉塵的濾帶，探測器測量衰減后的射線強度（I）。

5. 計算： 根據朗伯-比爾定律（Lambert-Beer Law），射線強度的衰減量與截留粉塵的質量成正比。處理器通過計算 (I?) 和 (I) 即可得出精確的粉塵質量。

6. 顯示： 得出濃度值并數字化顯示。

• 優點： 測量結果直接與粉塵質量相關，不受顆粒物化學成分、顏色等因素影響，精度高，被作為標準方法。

• 缺點： 需要定期更換濾帶和放射源，無法實現秒級實時響應（通常是小時均值），設備相對昂貴和復雜。

• 應用： 國家環境空氣質量監測站、科研校準。

3. 微量振蕩天平法（TEOM）

這是一種非常高精度和質量敏感的技術。

• 基本原理： 空氣被抽入一個裝有微小空心錐形管的采樣管。這個錐形管在其諧振頻率上高速振蕩。當粉塵顆粒沉積在濾膜上時，質量增加會導致振蕩頻率下降。

• 工作流程：

1. 采樣與沉積： 顆粒物被收集在振蕩錐形管末端的濾膜上。

2. 監測頻率： 儀器持續精確地監測錐形管振蕩頻率的變化。

3. 計算： 頻率的變化量（Δf）與沉積的粉塵質量（Δm）有嚴格的數學關系（Δm ∝ Δf）。通過測量頻率變化即可直接、實時地計算出質量濃度。

• 優點： 實時性強、精度高、直接測量質量。

• 缺點： 設備非常昂貴，維護成本高，對操作人員要求高。

• 應用： 科研、基準監測、超低濃度測量。

4. 靜電感應法（工業適用）

• 基本原理： 主要用于工業管道粉塵監測。當粉塵顆粒在管道中與管壁摩擦或相互摩擦時，會攜帶電荷。通過測量粉塵顆粒流動所產生的靜電電流或電勢來間接反映粉塵濃度。

• 優點： 堅固耐用、適合高溫高壓高濕等惡劣工業環境、價格低廉。

• 缺點： 測量結果易受物料特性、流速、濕度等影響，精度相對較低，通常用于相對濃度趨勢監控，而非精確絕對值測量。

總結對比

所以，當您看到一款顯示數字的粉塵監測儀時，它極有可能采用的是激光散射原理，其內部通過“物理探測（光散射） + 信號轉換（光電轉換） + 數字處理（微處理器計算）"的方式，最終將粉塵濃度以清晰的數字形式呈現給您。