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PM2.5檢測之爭:紅外PK激光如何選擇?

星之球科技 來源:傳感器前線2016-04-24 我要評論(0 )   

 隨著國內空氣凈化器市場的高速增長,粉塵傳感器技術也是發(fā)展迅猛,尤其是激光粉塵傳感器得到了快速發(fā)展,國內廠家也紛紛推出自家的激光粉塵傳感器。2014年至2015年是...

        近年來,霧霾天氣在我國頻繁多發(fā),空氣污染時刻影響著我們的健康,空氣質量問題已引起全社會高度關注。隨著人們生活水平日益提高以及全民健康意識的不斷提升,空氣質量監(jiān)測和空氣凈化類產(chǎn)品得到了廣泛關注,惹人注目的是空氣監(jiān)測、凈化類產(chǎn)品的智能化極致體驗,讓清新空氣不再是奢求!
  在巨大市場需求的推動下,國內空氣凈化器市場的發(fā)展迅速,新老品牌激烈角逐。據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計,在2015年,我國空氣凈化器市場消費者最關注的十款產(chǎn)品均價4566,其中有7款售價高于3000元。高于2000元產(chǎn)品的消費者整體關注度達到72.2%。由此可見,中高端凈化器市場仍將是各凈化器廠家未來關注的焦點。
  空氣凈化器產(chǎn)品不同于空調,就普通消費者而言,對其購買的空氣凈化器產(chǎn)品是否有效是很難建立一個很直觀的感受,需要有相關的監(jiān)測數(shù)據(jù)給予公正的評價。因此,粉塵傳感器逐步引起行業(yè)關注,評價室內空氣質量好壞只有粉塵傳感器,它能夠感知空氣中危害成分濃度,是空氣凈化器產(chǎn)品與用戶間建立直接聯(lián)系的最重要的橋梁。
 
  在國內外中高端空氣凈化器市場,粉塵傳感器的應用已經(jīng)十分廣泛,是智能空氣凈化器必備的傳感器之一。
  隨著國內空氣凈化器市場的高速增長,粉塵傳感器技術也是發(fā)展迅猛,尤其是激光粉塵傳感器得到了快速發(fā)展,國內廠家也紛紛推出自家的激光粉塵傳感器。2014年至2015年是國內激光粉塵傳感器發(fā)展最快的一個時期,產(chǎn)品也是逐步走向成熟、穩(wěn)定、量產(chǎn)。
  國內粉塵傳感器市場確實是精彩紛呈,新品倍出,有哪個廠商不想在這大好環(huán)境中脫穎而出?然而,亂花漸欲迷人眼,從各廠商對自己產(chǎn)品的宣傳來看,都側重于渲染自家產(chǎn)品的優(yōu)勢,這無可厚非;但有時不免言之偏頗,缺乏客觀性。本文從如何選擇合適的粉塵傳感器來幫助中高端空氣凈化器產(chǎn)品提升用戶體驗、創(chuàng)造價值入手,淺談空氣凈化器到底該用哪種粉塵傳感器。
 
  正確認識激光粉塵傳感器和紅外粉塵傳感器
  一提到激光,很多人首先會想到的是科幻影片中各種造型各異,威力強大的激光武器。事實上,除了軍事領域外激光技術被大量應用于醫(yī)療、照明、測距、切割和IT等領域。例如這些年VCD、DVD和藍光產(chǎn)品的普及,其實都得益于激光技術的逐步發(fā)展。
  激光的英文單詞LASER來源于英文詞組“受激輻射的光放大”的首字母縮寫。最初,LASER在我國被簡單地音譯為雷射,1964年在我國著名科學家錢學森建議下改稱“激光”。那么,究竟什么是激光?激光其實是指利用“受激輻射產(chǎn)生光放大”這一特殊的物理現(xiàn)象,所產(chǎn)生的光。拋開晦澀懂的物理學術語,與普通的可見光相比,激光具有:相干性高、方向性強、單色性好以及功率密度高的特點。打個形象點的比方,激光光源產(chǎn)生的光像大合唱,所有人的聲音都是一個音調而且節(jié)奏整齊;而普通可見光源產(chǎn)生的光就好像是茶館店里喧鬧聲,嘰嘰渣渣,雜亂無序。因此,激光能夠被匯聚成非常集中的平行光束,并且能在很長距離內保持較小的擴散角度和較高的功率密度。常見的激光器一般分為:固體激光器,氣體激光器以及半導體激光器(俗稱激光LED)三大類。在儀表級激光粒子計數(shù)器領域,一般采用(氦氖)氣體激光器作為光源。在粉塵傳感器領域,由于受成本約束,一般采用激光LED作為光源。 紅外LED是發(fā)射波長在紅外段的發(fā)光二極管,常見波長一般在850nm~940nm左右,廣泛應用于醫(yī)療、安防、通信、遙控和傳感等領域。由于紅外LED發(fā)光波長在可見光譜以外,配合特定光譜的接收器,可以大幅削弱環(huán)境光對接收信號的影響。得益于近年來紅外LED技術的不斷成熟,紅外LED具有:壽命長、發(fā)射效率高、單色性較好以及方向性較好的特點。這使得紅外LED在傳感器領域,尤其是粉塵傳感器行業(yè)被大量應用。
  在當前粉塵顆粒PM2.5檢測領域中,主要采用兩種粉塵傳感器:紅外粉塵傳感器和激光粉塵傳感器。

 有些朋友對兩者的差別存在疑問。在此,煒盛科技從五個方面向大家簡要介紹一下。
 
  一,結構和原理
  紅外原理粉塵傳感器的結構和電路比較簡單。其光源為紅外LED光源,氣流進出風口主要靠電阻發(fā)熱以獲得熱氣流流動,有顆粒通過即輸出高電平。輸出信號只有PWM型號。
  激光傳感器的結構和電路相對復雜。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(qū)域時,將使激光發(fā)生散射;散射光在空間360°都有輻射,我們在適當位置放置光電探測器,使之只接收散射光,然后經(jīng)過光電探測器的光電效應產(chǎn)生電流信號,經(jīng)電路放大及處理后,即可得到細顆粒物濃度值。輸出信號一般為串口輸出。
 
  二,價格與成本
  紅外粉塵傳感器在業(yè)內已成熟應用多年,市場價格大約在35-50元,激光粉塵傳感器在市場價格在90-180元。
  兩者的成本差距,主要是因為后者的物料成本中增加了激光發(fā)生器和風機等機構且需要復雜電路結構,并有較高的技術門檻。
 
  三,測量精度
  紅外原理粉塵傳感器只能檢測到1um以上的顆粒,測量精度不足。因為紅外LED光散射的顆粒信號較弱,只對大于1um的大顆粒有響應,而且又僅用加熱電阻來推動采樣氣流,采樣數(shù)較少,數(shù)據(jù)計算完全交由上位機進行。
  而激光粉塵傳感器可以檢測到0.3um以上的顆粒。因為自帶高性能CPU,采用風扇或鼓風機采集大量數(shù)據(jù),經(jīng)由專業(yè)顆粒計數(shù)算法分析;綜上,在采樣數(shù)、數(shù)據(jù)源、算法三方面都比紅外粉塵傳感器更有優(yōu)勢。
 
  四,應用場合
  由于精度不足,紅外原理傳感器主要用于工礦揚塵,檢測對象為大粒徑、高濃度粉塵,檢測級別是mg/m3,無法準確測量PM2.5的濃度。
  而激光原理傳感器主要應用在PM2.5檢測領域,以精度量化PM2.5質量??汕度氲郊矣茫ㄜ囕d、手持)空氣檢測儀、空氣凈化器中。此外,激光原理傳感器在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、環(huán)境質量檢測等領域亦有應用。
 
  五,發(fā)展趨勢
  在激光粉塵傳感器進入民用領域之前,空氣凈化器中大量采用了紅外粉塵傳感器。但隨著空氣凈化器行業(yè)的發(fā)展,加上一些大廠實現(xiàn)了激光粉塵傳感器的批量化生產(chǎn),激光粉塵傳感器的造價在逐步降低,同時終端客戶對精準測量空氣質量的要求也越來越高。采用激光原理傳感器、精準量化PM2.5質量已是業(yè)內公認的趨勢。

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