大气颗粒物监测仪器是所有大气环境工作的基础，在大气环境质量监测、大气污染防治和大气环境科学及工程领域，都得到了广泛的应用。大气颗粒物检测仪器通常把大气颗粒物按粒径(空气动力学直径)分成4类:总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、可入肺颗粒物(PM1)。

大气中的悬浮颗粒物对人体健康及对城市大气能见度、气候、空气质量、生态环境的影响，都与TSP、PM10及PM2.5的数量及质量多少有关。为准确描述颗粒物的影响，在研究大气颗粒物的行为、影响时，制定了大气颗粒物浓度的指标。大气颗粒物浓度可分为个数浓度、质量浓度和相对质量浓度。个数浓度指以单位体积空气中含有的颗粒物个数表示的浓度值，单位为粒/cm3、粒/L，多应用于空气洁净技术领域，无尘室、超净工作间等超低浓度环境和需要气溶胶的个数浓度来解释种种现象的气象学领域。质量浓度指以单位体积空气中含有的颗粒物的质量表示的浓度，单位为mg/m3或μg/m3，用于一般的大气颗粒物研究领域。相对浓度是指与颗粒物的绝对浓度有一定对应关系的物理量数值，作为相对浓度使用的物理量有光散射量、放射线吸收量、静电荷量、石英振子频率变化量等。最早，人们通过显微镜法观察颗粒物大粒径大小以及形貌特征，后来采用滤膜称重法测量和筛分法等离线方法分别测量颗粒物的质量浓度以及粒径分布。随着电子学的发展以及自动化程度的提高，人们逐渐研发了一些便于自动在线监测的大气颗粒物检测仪器，如微量振荡天平、β射线大气颗粒物监测仪、光度计法颗粒物监测仪、空气动力学粒径谱仪以及差分电迁移粒径谱仪等大气颗粒物监测仪器。国际上生产该类仪器比较的先进的公司有美国TSI公司、赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific）等。

大气颗粒物浓度的测量，主要是根据颗粒物的物理性质(包括力学、电学、光学等)与颗粒物的数量或质量之间的关系，通过相应的仪器设备进行的。根据测量的具体操作，可将大气颗粒物的测试方法分为捕集测定法和浮游测定法。捕集测定法是指先用各种手段捕集空气中的微粒，再测定其浓度的方法；能保持空气中的浮游颗粒仍为浮游状态而测定其浓度的方法为浮游测定法。

对于颗粒物数浓度的测定方法主要有两种：

在洁净环境含尘浓度的测定中，用滤膜显微镜计数法测量个数浓度是个数浓度测定法的最基本方法。其原理是将微粒捕集在滤膜表面，再使滤膜在显微镜下成为透明体，然后观察计数。分试样样品采集、显微镜观察和粒子计数三个过程，属捕集测定法。

光散射式粒子计数器的原理，是用光照射浮游粒子，粒子将引起入射光的散射，球形粒子引起的光散射强度可由Mie的光散射理论式计算，被测粒子的散射光强与含各种粒径的聚苯乙烯标准粒子的散射光强相比较，得到不同粒径粒子的个数浓度。

颗粒物的质量浓度在大气颗粒物研究中使用最多，所以其测定方法的研究得到了充分重视，基于各种原理的测定的方法也最多。经常使用的方法有滤膜称重法、光散射法、压电晶体法、电荷法、β射线吸收法及发展起来的微量振荡天平法等。这些测试方法的具体原理有：

滤膜称重法是颗粒物质量浓度测定的基本方法，以规定的流量采样，将空气中的颗粒物捕集于高性能滤膜上，称量滤膜采样前后的质量，由其质量差求得捕集的粉尘质量，其与采样空气量之比即为粉尘的质量浓度。

光散射式测量仪测量质量浓度的原理和光散射式粒子计数器的原理类似，是建立在微粒的Mie散射理论基础上的。

通过测量β射线穿透采样滤膜后的衰减量来反演滤膜上沉积颗粒物质量。

β射线大气颗粒物监测仪实物图

微量振荡天平法通过测量颗粒物质量变化导致的振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量。

大气颗粒物监测仪器可用于对大气颗粒物数浓度、质量浓度以及粒径分布等进行测量。大气颗粒物监测仪器种类繁多，按照测量颗粒物的主要侧重点不同可以分为大气颗粒物数浓度监测仪器、大气颗粒物质量浓度监测仪器以及大气颗粒物粒径谱仪。大气颗粒物数浓度监测仪主要有凝结核粒子计数器(CPC)和光学粒子计数器(OPC)等，主要代表有德国Grimm公司的CPC5.400以及英国ALphasense公司的OPC-N2。大气颗粒物质量浓度监测仪主要有微量振荡天平、β射线大气颗粒物监测仪，主要代表Thermo Fisher Scientific 的TEOM1405以及Model 5014iβ射线法PM10分析仪、PM2.5分析仪等。大气颗粒物粒径谱仪主要有空气动力学粒径谱仪、光散射气溶胶粒径谱仪以及差分电迁移粒径谱仪等，主要代表有美国TSI公司的APS3321空气动力学粒径谱仪、DMA3081差分电迁移粒径谱仪以及德国Grimm公司的Grimm 1.108和1.109气溶胶粒径谱仪。