Der Kern der Lichtstreuungsmethode besteht darin, den Streueffekt von Staubpartikeln auf das Licht zu nutzen. Wenn der Laserstrahl das staubhaltige Gas bestrahlt, werden die Partikel den Strahl abweisen, und die Intensität des gestreuten Lichts ist positiv mit der Staubkonzentration korreliert. Die Rayleigh-Streuttheorie weist darauf hin, dass, wenn die Partikelgröße weit kleiner ist als die Lichtwellenlänge, die Streuungsintensität in einem vierfachen Verhältnis zur Frequenz ist. Die Mitchell-Streuttheorie gilt für Szenarien, in denen die Partikelgröße der Lichtwellenlänge ähnlich ist, in denen die Streuungsintensität eng mit der Partikelgröße und -form verbunden ist. Durch die Erkennung der Streulichtintensität in einem bestimmten Winkel kann das System die Staubkonzentrationswerte umkehren. Diese Methode hat die Vorteile von berührungsloser, schneller Reaktion und breitem Messbereich, ist aber anfällig für Umgebungslichtstörungen und muss in Dunkelräumen oder abgeschirmten Umgebungen verwendet werden.

Das Gesetz der Ladungsinduktion basiert auf den elektrischen Eigenschaften von Staubpartikeln. In einem zweiphasigen Strom erzeugen Partikel durch Reibung und Kollision eine statische Ladung, wenn geladene Partikel durch die Induktionselektrode fließen, bildet die Elektrodenoberfläche eine Induktionsladung. Die Größe der Ladung hängt direkt von der Staubkonzentration, der Partikelbewegungsgeschwindigkeit und der dielektrischen Konstante ab. Durch die Messung des Mikrostromsignals an der Elektrode kann das System die Staubmassenkonzentration berechnen. Diese Methode ist hochempfindlich und stabil, insbesondere für die Überwachung von niedrigen Staubkonzentrationen geeignet, ist aber anfällig für Luftfeuchtigkeit, Luftstromgeschwindigkeit und andere Faktoren und muss regelmäßig kalibriert werden, um die Genauigkeit zu erhalten.

In praktischen Anwendungen ergänzen sich die Lichtstreuung und die Ladungsinduktion häufig durch Datenfusionstechnologie. Beispielsweise in Szenarien mit hohem Staub wie Kohlebergbau oder Metallschmelze kann das System Daten von zwei Sensoren gleichzeitig erfassen, um Fehler in einer einzigen Methode durch einen gewichteten Mittelalgorithmus zu reduzieren und die Zuverlässigkeit der Überwachungsergebnisse zu verbessern. Diese Fusionstechnologie verbessert nicht nur die Messgenauigkeit, sondern erweitert auch den Anwendungsbereich der Geräte und bietet eine doppelte Garantie für die industrielle Sicherheit.