深入解析尘埃粒子计数器的光路系统与散射角设计

　　尘埃粒子计数器的光路系统与散射角设计是其实现高精度检测的核心，其设计原理基于米氏散射理论，即当光波长与粒子直径接近时，散射光强度与粒子表面积（或直径的平方）成正比，具体解析如下：

　　光路系统设计

　　光源选择：通常采用激光二极管（LD）作为光源，因其单色性好、亮度高、稳定性强，能更精准地照射到空气中的微小粒子。例如，氦氖激光器发射的632.8nm激光束，经透镜组聚焦后，可形成直径约0.1mm的光敏感区，确保粒子逐个通过并产生散射光。

　　光路布局：光路系统需确保激光束以稳定、平行的状态进入检测腔，同时优化光路长度和角度，以减少光损失和杂散光干扰。例如，通过聚光透镜组将光源发出的光会聚并投射到光栏，消除杂散光后，再由照明透镜组会聚至散射腔。

　　散射角设计

　　散射角选择：散射角的设计需综合考虑粒子粒径、折射率及检测灵敏度。根据米氏散射理论，不同粒径的粒子产生的散射光强度在不同角度上有显著差异。例如，0.3μm颗粒的散射角集中于120°-140°，而5μm颗粒的散射角则分散在80°-160°。因此，通过合理设计散射角，可精准捕捉不同粒径粒子的散射信号。

　　探测器布局：在散射腔的特定角度（通常与入射光成90°或其他特定角度，以减少直射光干扰）设置光电探测器（如光电倍增管、光电二极管），以捕捉粒子散射产生的微弱光信号。例如，多通道设备通过可调谐激光源与多探测器阵列，实现粒径的精准分辨，每个粒径通道配置独立光电二极管，结合角度散射理论，将散射光强度转换为粒径数据。