PM，全称为“particulate matter（颗粒物）”，是指那些悬浮在空气中的微小颗粒。在这些颗粒物中，直径不超过2.5微米的被称为PM2.5，也被称为细颗粒物。PM2.5因其对人体健康的巨大威胁而备受关注，它能够轻易地深入肺部深处，因此被称作“入肺颗粒物”。与那些较粗的颗粒物相比，PM2.5不仅含有更多的有毒有害物质，而且在大气中能够停留更长的时间，输送距离也更远，对大气环境及人体健康的影响更为显著，是导致空气污染和灰霾天气的主要元凶。
在空气中，存在着各种不同大小的颗粒物，而PM2.5则是其中最为细小的部分。若要测量PM2.5的浓度，通常需要经过两个步骤：首先，将PM2.5与那些较大的颗粒物分离开来；其次，测量分离出来的PM2.5的重量。
接下来，我们将介绍几种用于测量PM2.5浓度的传感器技术：
一、Beta射线法
在这种方法中，PM2.5会被收集到一张滤纸上，然后通过一束Beta射线照射这张滤纸。当射线穿过颗粒物时，会被一定程度地衰减，而衰减的程度与颗粒物的重量成正比。通过测量射线的衰减程度，我们就可以计算出PM2.5的重量。Beta射线吸收原理主要基于原子核在发生β衰变时释放出的β粒子，这些粒子实际上是快速运动的带电粒子，具有很强的穿透能力。当它们穿过一定厚度的吸收物质时，其强度会随着吸收层厚度的增加而逐渐减弱，这种现象被称为β吸收。
优点：该方法具有很高的准确度，传感器的信号与颗粒物的质量之间有着高度的相关性。
缺点：响应速度相对较慢，通常只适用于测量小时平均值。
二、微量震荡天平法
这种方法使用一个一头粗一头细的空心玻璃管，其中粗头固定，而细头则装有滤芯。空气从粗头进入，通过滤芯后从细头流出，PM2.5在这个过程中被截留在滤芯上。在电场的作用下，细头会以一定的频率振荡，而该频率与细头的重量平方根成反比。因此，通过监测振荡频率的变化，我们就可以计算出收集到的PM2.5的重量。振荡天平法是基于航天技术中锥形元件微量振荡天平的原理而研发出来的。通过测量系统频率的变化，我们可以得到对应时间内的颗粒物浓度。
优点：该方法准确度高，灵敏度高，适应范围广泛，并且可以连续进行监测。
缺点：传感器的体积相对较大，价格也比较昂贵。
三、重量法
在这种方法中，PM2.5被直接截留在滤膜上，然后使用天平进行称重。需要注意的是，滤膜并不能完全截留所有的PM2.5，一些极细小的颗粒仍然能够穿过滤膜。然而，只要滤膜对于0.3微米以上的颗粒具有大于99%的截留效率，就可以被认为是合格的。尽管会有一些极细小的颗粒物未被收集，但它们对PM2.5总重量的贡献很小，因此对结果的影响并不显著。
优点：这是国家标准方法，最为直接和可靠，也是用来验证其他方法准确性的基准。
缺点：无法显示瞬时值，只能显示平均值。
四、光散射法
当光照射到空气中悬浮的颗粒物上时，会产生散射光。散射光的强度与颗粒物的质量浓度成正比。通过测量散射光的强度，并应用质量浓度转换系数，我们就可以得出颗粒物的浓度值。
优点：检测速度快，传感器体积小，便于携带和使用，非常适合在公共场所进行颗粒物浓度的测量。
缺点：其不确定性高于其他方法。
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