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      紅外傳感器與激光傳感器如何對空氣顆粒物的有效檢測?

      更新時間: 2021-09-15 14:57 來源: 勒夫邁官網 編輯: 空氣污染 閱覽: ? 新聞資訊
       
      隨著近幾年來空氣的質量問題越來越受到人們的關注。PM2.5(細顆粒物)是空氣重要污染物之一,其對人體的危害較大,因為空氣顆粒污染物的由微粒、酸性液滴、有機化學品、金屬、土壤或灰塵等組成,而且空氣顆粒污染物往往還會附著有對人體有害的病菌,其外細顆粒物的大小與其致病風險有著密切關聯,10微米(PM10)以下的顆粒物(尺寸大約為人類頭發直徑的八分之一)可以穿過鼻腔被吸入肺部深處,長期吸入會造成,細顆粒物在肺部進行累積,引發嚴重的健康問題,如果是患有呼吸疾病的患者,可能會造成急性發作,危及生命。

      如何對空氣顆粒物的有效檢測?

      空氣的質量問題,不管是室外環境還是室內環境,都應該引起我們的重視,室外大環境,需要我們齊心協力一同治理,而室內的空氣質量,除了是室外大環境引起的之外,室內的自身材料、操作等也是會引起很大的改變的。人們日常生活中在室內的時間是比較多的,重視室內環境變化,才能知道怎么改善室內空氣質量。

      室內的空氣質量情況,我們一般會用細顆粒物傳感器PM2.5傳感器粉塵傳感器)來感知室內的空氣細顆粒物的情況。那么,這些傳感器是怎么檢測出空氣的顆粒物數量的,其原理是什么呢?

      顆粒物傳感器常用的有激光原理和紅外原理兩大類的傳感器。

      紅外PM2.5傳感器

      原理

      其光源為紅外LED光源,氣流進出風口主要靠電阻發熱以獲得熱氣流流動,當有顆粒物通過時,接觸到LED光源之后發生反射現象,光敏探測器接收到不同強度的反射光,再通過放大處理及運算后得到檢測結果。紅外線光強度非常微弱,在測量顆粒時強度不足,可用濁度法代替。所謂濁度法,就是一邊是發射光線,另一邊接收,空氣越渾濁光線損失掉的能量就越大,由此來判定目前的空氣濁度。


      優點

      壽命長:紅外光作為光源,一般的壽命可以達到10萬小時以上,相對來說使用壽命是比激光長很多的。

      性價比高:紅外原理PM2.5傳感器的結構和電路相對簡單,技術成熟,相對其制作成本比激光的便宜很對,性價比很高;

      缺點

      不精準:由于采用紅外光散射,實際上這種方法是不能夠準確測量PM2.5的,甚至光線的發射、接收部分一旦被靜電吸附的粉塵覆蓋,就會直接導致測量不精準。這種方法做出來的傳感器只能定性測量,因為數值會飄,不能定量測量。

      可檢測顆粒物直徑相對大:由于光源不同,于紅外線的波長范圍為 700 至 1000um,最小紅外傳感器最小僅能檢測出0.5µm直徑的細顆粒物,使用紅外線散射傳感器無法實現高精度的顆粒濃度檢測;

      【激光PM2.5傳感器

      原理

      激光傳感器的其光源為激光二極管。采樣空氣通過風扇或鼓風機推動,通過復雜設計的風道,進行檢測。當空氣中的細顆粒物進入激光束所在區域時,將使激光發生散射;散射光在空間360°都有輻射,在適當位置放置光電探測器用以接收散射光,然后經過光電探測器的光電效應產生電流信號,經運放電路放大及處理后,基于米氏(MIE)理論的算法,微處理器得到顆粒等效粒徑和單位體積內不同顆粒大小的顆粒數,即可得到細顆粒物濃度值。輸出信號可用串口、I²C、PWM等多種方式。


      優點

      可檢測較小顆粒:激光傳感器其采用激光二極管作為光源,激光的波長 655um,可以檢測到0.3µm直徑的細顆粒物;

      缺點

      壽命相對短:其連續工作壽命一般為 10000-12000 小時左右,相對紅外的長達10萬小時,壽命相對較短;

      成本高:由于激光傳感器其結構和技術與紅外傳感器的不同,激光傳感器的成本比紅外傳感器的成本要高上不少;

      不管是紅外還是激光PM2.5傳感器,都合適用于嵌入到各種空氣凈化器以及細微顆粒物濃度相關的儀器儀表、空氣凈化器等環境改善設備中,或用于其他需要檢測PM2.5濃度的場景。

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