說到空氣凈化器相信大家都不陌生,特別是這幾年空氣質(zhì)量變差,人們對(duì)健康重視,空氣凈化器成為了熱銷產(chǎn)品。空氣凈化器中必備的一個(gè)重要原件是PM2.5傳感器。下文將為您詳解,這個(gè)看似不起眼的部件到底怎么用。
PM2.5傳感器的工作原理
在當(dāng)前的空氣凈化領(lǐng)域,空氣質(zhì)量傳感器幾乎已經(jīng)成為凈化設(shè)備的標(biāo)配附件,其作用是對(duì)空氣中的PM2.5等顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè),工作原理如下:
在傳感器內(nèi)部設(shè)有恒定光源(如紅外發(fā)光二極管),空氣通過光線時(shí),其中的顆粒物會(huì)對(duì)其進(jìn)行散射,造成光強(qiáng)的衰減。其相對(duì)衰減率與顆粒物的濃度成一定比例。
紅外傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)一覽
在與光源對(duì)角的另一側(cè)設(shè)有光線探測(cè)器(如光電晶體管),它能夠探測(cè)到被顆粒物反射的光線,并根據(jù)反射光強(qiáng)度輸出PWM信號(hào)(脈寬調(diào)制信號(hào)),從而判斷顆粒物的濃度。對(duì)于不同粒徑的顆粒物(如PM10和PM2.5),其能夠輸出多個(gè)不同的信號(hào)加以區(qū)分。
看似簡(jiǎn)單的工作過程中,其實(shí)包含著光線的散射、反射、光強(qiáng)的衰減以及復(fù)雜的算法,我們之所以能夠在傳感器上或以不同顏色、或以數(shù)字形式直觀看到空氣質(zhì)量指數(shù),傳感器功不可沒。目前市場(chǎng)上主流的傳感器分為兩種:紅外顆粒物傳感器和激光顆粒物傳感器,在工作原理方面,二者差別并不算太大;但結(jié)構(gòu)方面卻大有不同。
設(shè)計(jì)的不同帶來的是測(cè)量精度的差異,紅外傳感器采用紅外發(fā)光二極管作為光源,而激光式傳感器則采用更為穩(wěn)定的激光二極管。
在傳感器工作過程中,必需條件之一是流動(dòng)的空氣通過光源和接收器之間的交叉區(qū)域。為了驅(qū)動(dòng)氣流,紅外傳感器采用電阻加熱的方式,利用熱空氣帶動(dòng)周圍氣體流動(dòng);激光式傳感器則在內(nèi)部設(shè)有固定的風(fēng)機(jī)。
信號(hào)輸出方面,紅外傳感器內(nèi)部的光電晶體管只能輸出脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào)),這種信號(hào)并不能直觀顯示空氣中顆粒物的濃度,需要經(jīng)過進(jìn)一步計(jì)算才能得出顆粒物濃度范圍;激光傳感器內(nèi)部光電探測(cè)器的光電效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生電流信號(hào),經(jīng)電路放大處理后,可得到顆粒物的濃度值,信號(hào)一般為串口輸出。
另外,紅外傳感器采用電阻加熱方式驅(qū)動(dòng)氣流,顆粒物的采樣數(shù)較少,測(cè)試精度略顯不足;而激光傳感器采用風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng),數(shù)據(jù)采集量足夠大,在一定程度上能夠保證數(shù)據(jù)的精確性。
當(dāng)然,高精度也是有一定副作用的——激光傳感器的壽命相較紅外傳感器更短,不過隨著技術(shù)的不斷改進(jìn),目前大部分傳感器均有不錯(cuò)的表現(xiàn)。