近年來,霧霾天氣在我國頻繁多發,空氣汙染時刻影響著我們(men) 的健康,空氣質量問題已引起全社會(hui) 高度關(guan) 注。隨著人們(men) 生活水平日益提高以及全民健康意識的不斷提升,空氣質量監測和空氣淨化類產(chan) 品得到了廣泛關(guan) 注,惹人注目的是空氣監測、淨化類產(chan) 品的智能化極致體(ti) 驗,讓清新空氣不再是奢求!
在巨大市場需求的推動下,國內(nei) 空氣淨化器市場的發展迅速,新老品牌激烈角逐。據有關(guan) 數據統計,在2015年,我國空氣淨化器市場消費者最關(guan) 注的十款產(chan) 品均價(jia) 4566,其中有7款售價(jia) 高於(yu) 3000元。高於(yu) 2000元產(chan) 品的消費者整體(ti) 關(guan) 注度達到72.2%。由此可見,中高端淨化器市場仍將是各淨化器廠家未來關(guan) 注的焦點。
空氣淨化器產(chan) 品不同於(yu) 空調,就普通消費者而言,對其購買(mai) 的空氣淨化器產(chan) 品是否有效是很難建立一個(ge) 很直觀的感受,需要有相關(guan) 的監測數據給予公正的評價(jia) 。因此,粉塵傳(chuan) 感器逐步引起行業(ye) 關(guan) 注,評價(jia) 室內(nei) 空氣質量好壞隻有粉塵傳(chuan) 感器,它能夠感知空氣中危害成分濃度,是空氣淨化器產(chan) 品與(yu) 用戶間建立直接聯係的最重要的橋梁。
在國內(nei) 外中高端空氣淨化器市場,粉塵傳(chuan) 感器的應用已經十分廣泛,是智能空氣淨化器必備的傳(chuan) 感器之一。
隨著國內(nei) 空氣淨化器市場的高速增長,粉塵傳(chuan) 感器技術也是發展迅猛,尤其是激光粉塵傳(chuan) 感器得到了快速發展,國內(nei) 廠家也紛紛推出自家的激光粉塵傳(chuan) 感器。2014年至2015年是國內(nei) 激光粉塵傳(chuan) 感器發展最快的一個(ge) 時期,產(chan) 品也是逐步走向成熟、穩定、量產(chan) 。
國內(nei) 粉塵傳(chuan) 感器市場確實是精彩紛呈,新品倍出,有哪個(ge) 廠商不想在這大好環境中脫穎而出?然而,亂(luan) 花漸欲迷人眼,從(cong) 各廠商對自己產(chan) 品的宣傳(chuan) 來看,都側(ce) 重於(yu) 渲染自家產(chan) 品的優(you) 勢,這無可厚非;但有時不免言之偏頗,缺乏客觀性。本文從(cong) 如何選擇合適的粉塵傳(chuan) 感器來幫助中高端空氣淨化器產(chan) 品提升用戶體(ti) 驗、創造價(jia) 值入手,淺談空氣淨化器到底該用哪種粉塵傳(chuan) 感器。
正確認識激光粉塵傳(chuan) 感器和紅外粉塵傳(chuan) 感器
一提到激光,很多人首先會(hui) 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(jun) 事領域外激光技術被大量應用於(yu) 醫療、照明、測距、切割和IT等領域。例如這些年VCD、DVD和藍光產(chan) 品的普及,其實都得益於(yu) 激光技術的逐步發展。
激光的英文單詞LASER來源於(yu) 英文詞組“受激輻射的光放大”的首字母縮寫(xie) 。最初,LASER在我國被簡單地音譯為(wei) 雷射,1964年在我國著名科學家錢學森建議下改稱“激光”。那麽(me) ,究竟什麽(me) 是激光?激光其實是指利用“受激輻射產(chan) 生光放大”這一特殊的物理現象,所產(chan) 生的光。拋開晦澀懂的物理學術語,與(yu) 普通的可見光相比,激光具有:相幹性高、方向性強、單色性好以及功率密度高的特點。打個(ge) 形象點的比方,激光光源產(chan) 生的光像大合唱,所有人的聲音都是一個(ge) 音調而且節奏整齊;而普通可見光源產(chan) 生的光就好像是茶館店裏喧鬧聲,嘰嘰渣渣,雜亂(luan) 無序。因此,激光能夠被匯聚成非常集中的平行光束,並且能在很長距離內(nei) 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(wei) :固體(ti) 激光器,氣體(ti) 激光器以及半導體(ti) 激光器(俗稱激光LED)三大類。在儀(yi) 表級激光粒子計數器領域,一般采用(氦氖)氣體(ti) 激光器作為(wei) 光源。在粉塵傳(chuan) 感器領域,由於(yu) 受成本約束,一般采用激光LED作為(wei) 光源。 紅外LED是發射波長在紅外段的發光二極管,常見波長一般在850nm~940nm左右,廣泛應用於(yu) 醫療、安防、通信、遙控和傳(chuan) 感等領域。由於(yu) 紅外LED發光波長在可見光譜以外,配合特定光譜的接收器,可以大幅削弱環境光對接收信號的影響。得益於(yu) 近年來紅外LED技術的不斷成熟,紅外LED具有:壽命長、發射效率高、單色性較好以及方向性較好的特點。這使得紅外LED在傳(chuan) 感器領域,尤其是粉塵傳(chuan) 感器行業(ye) 被大量應用。
在當前粉塵顆粒PM2.5檢測領域中,主要采用兩(liang) 種粉塵傳(chuan) 感器:紅外粉塵傳(chuan) 感器和激光粉塵傳(chuan) 感器。
有些朋友對兩(liang) 者的差別存在疑問。
一,結構和原理
紅外原理粉塵傳(chuan) 感器的結構和電路比較簡單。其光源為(wei) 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,有顆粒通過即輸出高電平。輸出信號隻有PWM型號。
激光傳(chuan) 感器的結構和電路相對複雜。其光源為(wei) 激光二極管。采樣空氣通過風扇或鼓風機推動,通過複雜設計的風道,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,我們(men) 在適當位置放置光電探測器,使之隻接收散射光,然後經過光電探測器的光電效應產(chan) 生電流信號,經電路放大及處理後,即可得到細顆粒物濃度值。輸出信號一般為(wei) 串口輸出。
二,價(jia) 格與(yu) 成本
紅外粉塵傳(chuan) 感器在業(ye) 內(nei) 已成熟應用多年,市場價(jia) 格大約在35-50元,激光粉塵傳(chuan) 感器在市場價(jia) 格在90-180元。
兩(liang) 者的成本差距,主要是因為(wei) 後者的物料成本中增加了激光發生器和風機等機構且需要複雜電路結構,並有較高的技術門檻。
三,測量精度
紅外原理粉塵傳(chuan) 感器隻能檢測到1um以上的顆粒,測量精度不足。因為(wei) 紅外LED光散射的顆粒信號較弱,隻對大於(yu) 1um的大顆粒有響應,而且又僅(jin) 用加熱電阻來推動采樣氣流,采樣數較少,數據計算完全交由上位機進行。
而激光粉塵傳(chuan) 感器可以檢測到0.3um以上的顆粒。因為(wei) 自帶高性能CPU,采用風扇或鼓風機采集大量數據,經由專(zhuan) 業(ye) 顆粒計數算法分析;綜上,在采樣數、數據源、算法三方麵都比紅外粉塵傳(chuan) 感器更有優(you) 勢。
四,應用場合
由於(yu) 精度不足,紅外原理傳(chuan) 感器主要用於(yu) 工礦揚塵,檢測對象為(wei) 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(chuan) 感器主要應用在PM2.5檢測領域,以精度量化PM2.5質量。可嵌入到家用(車載、手持)空氣檢測儀(yi) 、空氣淨化器中。此外,激光原理傳(chuan) 感器在物聯網數據采集、環境質量檢測等領域亦有應用。
五,發展趨勢
在激光粉塵傳(chuan) 感器進入民用領域之前,空氣淨化器中大量采用了紅外粉塵傳(chuan) 感器。但隨著空氣淨化器行業(ye) 的發展,加上一些大廠實現了激光粉塵傳(chuan) 感器的批量化生產(chan) ,激光粉塵傳(chuan) 感器的造價(jia) 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(chuan) 感器、精準量化PM2.5質量已是業(ye) 內(nei) 公認的趨勢。