PM2.5与CO₂一体化环境监测解决方案

——日本SIBATA柴田科学 Chicco-iino PCX-1综合监测仪应用指南

【摘要】在粉体车间、密闭实验室、洁净厂房、会议室等密闭空间中，悬浮颗粒物（PM2.5）和二氧化碳（CO₂）浓度是衡量空气质量和通风效果的两项核心指标。日本SIBATA（柴田科学株式会社）Chicco-iino PCX-1 PM2.5・CO₂综合监测仪，采用光散射法粉尘传感器与非色散红外（NDIR）CO₂传感器，一机同时监测PM2.5（10~600μg/m³，可检测0.3μm以上颗粒）、CO₂（360~4,000ppm）、温度（-10~60℃）和相对湿度（10~95%RH）四项参数。设备支持蓝牙无线通信（Android/iPhone）和PC专用软件，CSV格式数据日志记录间隔1秒~3600秒可调，USB（micro-B）供电，机身仅83×47×105mm、约250g，是密闭空间空气质量一体化监测、通风效果评估和职业健康管理的理想便携设备。

【关键词】SIBATA柴田科学；Chicco-iino；PCX-1；PM2.5监测；CO₂监测；综合环境监测仪；光散射法；NDIR；密闭空间空气质量；通风评估

一、行业痛点：密闭空间空气质量监测难题

在粉体加工、材料研发、电子制造、食品医药等行业，生产车间、实验室、洁净室、会议室等密闭空间的空气质量直接关系到人员健康、产品质量和工艺稳定性。然而，传统环境监测方案存在以下突出问题：

· 参数分离监测：PM2.5粉尘仪和CO₂监测仪通常是两台独立设备，需要分别采购、安装、维护，成本高且占用空间；

· 设备体积庞大：工业级粉尘监测仪和CO₂分析仪体积大、重量重，不便于在多个监测点之间移动，也不适合小型密闭空间部署；

· 数据记录不便：许多简易监测仪仅实时显示数值，缺乏数据日志功能，无法回溯空气质量变化趋势，难以分析通风效果和人员活动影响；

· 通信方式落后：部分设备仅支持有线RS-232/485通信，布线复杂，不便于在现有车间快速部署，也无法实现移动端实时查看；

· 温湿度补偿不足：粉尘和CO₂传感器受温湿度影响较大，缺乏温湿度同步监测和补偿的设备，数据准确性在温湿度波动环境中难以保证；

· 供电方式受限：工业监测设备通常需要AC220V电源，无法使用移动电源或USB供电，在临时监测点、户外或无电源场景使用不便。

二、产品概述：Chicco-iino PCX-1综合监测仪

日本SIBATA（柴田科学株式会社，Sibata Scientific Technology Ltd.）创立于1923年，是日本专业环境监测和实验室设备制造商，在粉尘测量、空气质量监测、职业健康设备领域拥有近百年技术积累。Chicco-iino（チッコイーノ，意为"小巧可爱"）系列是SIBATA面向室内环境监测推出的紧凑型监测仪产品线，PCX-1是该系列中同时集成PM2.5粉尘监测和CO₂监测的旗舰型号。

PCX-1将光散射式粉尘传感器、非色散红外（NDIR）CO₂传感器、温湿度传感器集成于仅83×47×105mm、约250g的小巧机身中，通过LCD显示屏实时显示PM2.5浓度和温度（可切换显示CO₂和湿度），支持蓝牙无线连接智能手机/平板和PC专用软件进行数据采集与分析，是一台真正意义上的"四合一"微型环境监测站。

产品核心优势

· 四参数一体化：PM2.5粉尘（10~600μg/m³）+ CO₂（360~4,000ppm）+ 温度（-10~60℃）+ 湿度（10~95%RH），一台设备覆盖密闭空间空气质量核心指标；

· 超小型轻量设计：机身仅83(W)×47(D)×105(H)mm、约250g，可手持、可壁挂、可桌面放置，适配各种小型密闭空间和多监测点移动巡检；

· 双模式无线+有线通信：蓝牙（Bluetooth）连接Android/iPhone智能手机，PC端通过USB连接专用软件，两种方式均可实时查看和记录数据；

· 高精度CSV数据日志：记录间隔1秒~3600秒可调，自动保存各项测量值、断电情况、传感器电源状态，CSV格式可直接导入Excel分析；

· USB灵活供电：通过micro-B USB端口供电，可接手机充电器、电脑USB口、移动电源，摆脱AC电源束缚，适配临时监测和户外场景；

· LCD实时显示：正面LCD大屏同时显示PM2.5浓度（μg/m³）和温度（℃），可切换显示CO₂（ppm）和湿度（%RH），LOG指示灯提示数据记录状态；

· 温湿度同步监测：内置温湿度传感器，可评估热环境舒适度，同时为粉尘和CO₂测量提供温湿度参考，提升数据解读准确性。

三、检测原理与核心技术

3.1 PM2.5粉尘检测：光散射法

PCX-1采用光散射式粉尘传感器检测空气中悬浮颗粒物浓度。其原理为：利用内置风扇将环境空气吸入检测腔，激光二极管发出的光束照射流经检测区的颗粒物，颗粒物产生散射光，光电二极管接收散射光信号，信号强度与颗粒物质量浓度相关，经算法换算输出PM2.5浓度值（μg/m³）。

该传感器可检测0.3μm及以上粒径的悬浮颗粒物，测量范围10~600μg/m³，覆盖了从洁净室到一般室内环境的粉尘浓度区间。光散射法具有响应速度快、可实时连续监测、无需滤膜称重等优点，是室内PM2.5实时监测的主流技术路线。

3.2 CO₂检测：非色散红外法（NDIR）

PCX-1采用非色散红外（NDIR，Non-Dispersive Infrared）传感器检测CO₂浓度。其原理为：CO₂分子对特定波长（约4.26μm）的红外光具有特征吸收，红外光源发出的光束经过气室时，CO₂吸收部分红外光，探测器测量透射光强度，根据朗伯-比尔定律换算出CO₂浓度。

NDIR法具有选择性好、抗干扰能力强、长期稳定性好、寿命长等优点，是室内CO₂监测的金标准技术。PCX-1的CO₂测量范围为360~4,000ppm，覆盖了从室外大气本底浓度（约400ppm）到人员密集密闭空间的高浓度区间（GB/T 18883规定室内CO₂限值为1000ppm）。

3.3 温湿度检测与热环境评估

PCX-1内置温度和相对湿度传感器，温度测量范围-10~60℃，相对湿度10~95%RH。温湿度不仅是衡量室内热环境舒适度的重要指标（GB/T 18883规定冬季温度16~24℃、夏季22~28℃，湿度30~60%），同时也会影响粉尘传感器和CO₂传感器的测量精度，同步监测温湿度有助于更准确地解读空气质量数据。

四、技术规格参数

五、Chicco-iino系列型号对比与选型

选型建议

· 仅需监测CO₂浓度和通风效果（如教室、会议室、办公室）→ 选CS-1（CO₂专用，支持电池供电便携使用）；

· 仅需监测PM2.5粉尘（如粉体车间、打磨工位、洁净室）→ 选PS-2后继品或PCX-1；

· 需要同时监测PM2.5和CO₂（如密闭实验室、粉体车间控制室、人员密集生产隔间）→ 选PCX-1（综合型，一机两用，性价比最优）；

· 需要电池供电、完全无线便携 → 选CS-1（支持7号电池，续航约10小时）；

· 需要长时间定点连续监测 + 数据记录 → PCX-1和CS-1均支持USB持续供电和CSV日志，PCX-1参数更全面。

六、典型应用场景

6.1 粉体加工车间粉尘与通风监测

在粉体粉碎、混合、筛分、包装等工序车间，PM2.5粉尘浓度直接关系到操作人员职业健康和粉尘爆炸风险，而CO₂浓度则反映车间通风换气效果。PCX-1可部署在粉体车间操作工位、控制室、包装间等位置，实时监测PM2.5粉尘浓度和CO₂浓度，当PM2.5超标时提示加强除尘或佩戴防护，当CO₂超过1000ppm时提示通风不足，帮助管理人员优化通风系统运行策略。

6.2 密闭实验室环境监控

材料实验室、化学实验室、生物实验室等密闭空间，实验人员长时间工作，CO₂浓度升高会导致嗜睡、注意力下降，影响实验准确性和人员健康；同时部分实验（如粉体处理、样品研磨）会产生颗粒物。PCX-1可放置在实验台、通风橱旁、实验室入口等位置，实时监测PM2.5和CO₂，配合温湿度数据评估实验室环境质量，指导通风系统调节。

6.3 洁净厂房与洁净室监测

电子制造、半导体封装、医药生产等洁净厂房，对空气中悬浮颗粒物有严格等级要求（ISO 14644-1），同时人员密集区域CO₂浓度也是GMP和职业健康管理的重要指标。PCX-1可作为洁净室日常环境巡检的便携工具，在不同洁净区之间移动监测，快速评估各区域PM2.5水平和CO₂累积情况，辅助验证FFU（风机过滤单元）和新风系统运行效果。

6.4 会议室、教室、办公室通风评估

人员密集的会议室、教室、开放式办公室，CO₂浓度是衡量通风效果和室内空气质量的核心指标（GB/T 18883-2022规定CO₂≤1000ppm），PM2.5则反映室外空气污染渗透和室内活动产生的颗粒物。PCX-1可用于：会议期间实时监测CO₂浓度，超过阈值时提示开窗或开启新风；教室通风效果评估，根据CO₂变化曲线计算换气次数；办公室空气质量巡检，识别通风死角。

6.5 职业健康与工业卫生检测

职业卫生技术服务机构、企业EHS部门在进行工作场所职业病危害因素检测时，需要快速评估作业场所粉尘和CO₂浓度水平。PCX-1作为便携式直读仪器，可在现场实时显示PM2.5和CO₂浓度，快速筛查高风险岗位，为后续滤膜称重法（GBZ/T 192.1）和不分光红外法（GBZ/T 160.4）的实验室精准检测提供布点依据。

6.6 建筑节能与新风系统验证

在绿色建筑、节能改造项目中，新风系统的运行效果需要通过CO₂浓度变化来验证。PCX-1可长时间记录CO₂浓度数据（CSV格式，间隔可调），通过分析人员活动期间CO₂浓度上升速率和通风开启后的下降速率，评估新风量是否满足设计要求（GB 50736规定人均新风量30m³/h），同时PM2.5数据可验证新风过滤器的过滤效率。

6.7 农业与仓储环境监测

在粮食仓储、果蔬保鲜库、食用菌培养室等农业场景，CO₂浓度是影响储存品质和生物生长的重要参数（如粮食仓储CO₂过高会加速霉变，果蔬保鲜需要适当CO₂浓度，食用菌培养需要调控CO₂），PM2.5则反映仓储粉尘和孢子浓度。PCX-1可用于仓储环境巡检和培养室环境调控，通过USB连接移动电源实现无电源场景下的临时监测。

七、操作使用与日常维护

7.1 标准操作流程

· 设备供电：通过USB（micro-B）线连接手机充电器、电脑USB口或移动电源，设备自动开机，LCD显示当前PM2.5和温度读数；

· 参数切换：按设备功能键可在"PM2.5+温度"和"CO₂+湿度"两组显示之间切换，实时查看四项参数；

· 蓝牙连接：在手机应用商店下载SIBATA专用APP（Chicco-iino对应应用），打开手机蓝牙，搜索并配对PCX-1设备，配对成功后可在手机端实时查看数据；

· PC软件连接：从SIBATA官网下载PC专用通信软件，通过USB线连接PC和PCX-1，启动软件后可实时显示数据曲线、设置记录间隔、导出CSV数据；

· 数据记录：通过APP或PC软件设置日志记录间隔（1秒~3600秒），设备自动记录各项测量值、断电情况和传感器电源状态，数据以CSV格式保存，可导入Excel进行趋势分析；

· 监测部署：将设备放置在监测点（桌面、壁挂、支架），确保传感器进气口不被遮挡，远离空调出风口和门窗直吹位置，待读数稳定后开始记录；

· 数据导出：监测完成后，通过PC软件或APP将CSV数据导出至电脑，使用Excel或数据分析软件绘制浓度变化曲线，识别峰值时段和超标区间。

7.2 日常维护与注意事项

· 传感器校准：粉尘传感器和CO₂传感器建议每年校准一次，可联系SIBATA授权服务商或使用标准气体（CO₂）和标准粉尘发生器进行校准；

· CO₂传感器自动校准：NDIR CO₂传感器通常具备自动基线校准（ABC）功能，设备在长期通电使用中会自动以最低浓度作为400ppm本底进行校准，建议保持设备长期通电以维持ABC功能；

· 进气口清洁：定期检查粉尘传感器进气口是否有灰尘堆积，可用干净软毛刷轻轻清洁，避免用压缩空气直吹（可能损坏传感器内部光学元件）；

· 避免高浓度环境：不要将设备长时间暴露在超过测量范围的高粉尘（>600μg/m³）或高CO₂（>4000ppm）环境中，以免传感器饱和或损坏；

· 避免冷凝水：设备工作环境温度-10~60℃，湿度10~95%RH，避免在结露环境中使用，冷凝水可能损坏传感器和电路；

· USB线注意：设备不附带USB线（micro-B），需自备合格数据线，建议使用带屏蔽的USB 2.0数据线以保证通信稳定；

· 软件下载：PC专用软件从SIBATA官网（www.sibata.co.jp）免费下载，手机APP从Google Play或Apple Store搜索"Chicco-iino"或"SIBATA"下载。

八、方案应用价值

· 一机多用降成本：PM2.5+CO₂+温度+湿度四参数一体化，替代两台独立监测仪，采购成本、安装空间和维护工作量均减半；

· 小巧灵活易部署：仅250g、手掌大小，可桌面、壁挂、手持，在多个监测点之间快速移动巡检，适配从小型实验室到大型车间的各种场景；

· 数据可追溯分析：CSV格式数据日志，间隔1秒~3600秒可调，完整记录空气质量变化趋势，可回溯分析通风效果、人员活动影响、设备运行状态；

· 无线通信更便捷：蓝牙连接手机实时查看，PC软件USB连接数据分析，无需复杂布线，现有车间和办公室可快速部署；

· USB供电场景广：micro-B USB供电，兼容手机充电器、电脑、移动电源，摆脱AC电源束缚，临时监测点、户外、停电场景均可使用；

· 温湿度同步评估：温湿度不仅评估热环境舒适度，还为粉尘和CO₂数据解读提供参考，提升环境质量综合评估的准确性；

· 日本品牌品质可靠：SIBATA近百年环境监测技术积累，光散射粉尘传感器和NDIR CO₂传感器经过市场验证，数据稳定可靠，适合职业健康和工业卫生等专业场景；

· 法规标准对标：PM2.5对标GB 3095环境空气质量标准和GBZ 2.1工作场所有害因素职业接触限值，CO₂对标GB/T 18883室内空气质量标准（1000ppm限值），监测数据可直接用于合规性评估。

九、结语

随着工业4.0和健康中国战略的推进，密闭空间空气质量监测从"可选配置"变为"刚需管理"，尤其是在粉体加工、材料研发、电子制造等行业，PM2.5粉尘和CO₂浓度的实时监测直接关系到人员职业健康、产品质量和工艺稳定性。日本SIBATA柴田科学Chicco-iino PCX-1 PM2.5・CO₂综合监测仪，以四参数一体化、超小型轻量、双模式通信、CSV数据日志和USB灵活供电为核心特色，为密闭空间空气质量监测提供了一个高性价比、易部署、可追溯的解决方案。

从粉体车间的粉尘与通风联动监测，到密闭实验室的环境质量管控，从洁净厂房的日常巡检，到会议室教室的通风效果评估，PCX-1以其小巧的身形和全面的功能，正在成为环境监测、职业健康、建筑节能等领域的得力工具。对于需要同时关注颗粒物污染和二氧化碳累积的密闭空间管理者而言，PCX-1是一台值得信赖的"口袋级"环境监测站。