光学传感器是在线式尘埃粒子计数器的心脏，其性能的优劣将直接影响仪器的性能。在线式尘埃粒子计数器的光学传感器设计采用了两种不同的结构。
有的在线式尘埃粒子计数器采用了光学成像结构的设计方法，并且在光束的90度方向加一块反射镜，增加光能量的接收。在激光器前加专门设计的准直镜后，不仅使激光束能量更集中，而且使光斑均匀。超小型手持在线式尘埃粒子计数器则采用了直接收集与反射镜收集相结合的设计方法，由于这种收集光能量的方法，光路简单，且光能量收集的效率比传统的光学成像结构要高，因此，光电转换器采用了半导体光电转换器，从而大大地缩小了光学传感器的体积，使尘埃粒子计数器的体积也随之明显地缩小。
尘埃粒子计数器的具体工作原理：来自光源的光线被透镜组聚焦于测量腔内，当空气中的每一个粒子快速地通过测量腔时，便把入射光散射一次，形成一个光脉冲信号。这一光信号经过透镜组被送到光检测器，正比地转换成电脉冲信号，再经过尘埃粒子计数器电子线路的放大、甄别，拣出需要的信号，通过计数系统显示出来。
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