новости компании о В чем заключается принцип работы датчика PM?

Принцип работы датчиков твердых частиц (PM) в основном основан на оптическом рассеянии (рассеянии света), хотя существуют и другие методы. Вот разбивка основных принципов:

Основной принцип: рассеяние света (наиболее распространенный):

Источник света: инфракрасный (ИК) или лазерный диод излучает луч света в сенсорную камеру, через которую протягивается воздух, содержащий частицы (часто с помощью небольшого вентилятора или насоса).
Взаимодействие с частицами: когда частицы, переносимые по воздуху (пыль, дым, пыльца и т. д.), проходят через этот световой луч, они рассеивают свет в разных направлениях. Количество и характер рассеяния зависят от размера, формы, состава и концентрации частиц.
Фотодетектор: чувствительный фотодетектор (например, фотодиод или фототранзистор), расположенный под определенным углом (часто 90° или, реже, вперед/назад), обнаруживает рассеянный свет.
Преобразование сигнала: фотодетектор преобразует интенсивность рассеянного света в электрический сигнал.
Корреляция с концентрацией PM: интенсивность этого сигнала рассеянного света коррелирует с концентрацией (масса на объем, обычно мкг/м³) частиц в воздухе. Более высокая концентрация частиц приводит к большему рассеянию света и более сильному сигналу.
Разделение по размеру (PM2.5/PM10): некоторые датчики могут оценивать распределение частиц по размеру, используя:
Оптические модели: алгоритмы, анализирующие различия в характере/интенсивности рассеяния.
Входные отверстия с селекцией по размеру: физическое разделение частиц размером больше определенного (например, >10 мкм для PM10) перед тем, как они попадут в оптическую камеру.
Калибровка: калибровка по эталонным приборам для конкретных фракций по размеру (например, PM2.5).

Альтернативный принцип: бета-ослабление (используется в эталонных/регулирующих мониторах):

Радиоактивный источник: слабый радиоактивный источник (например, углерод-14) излучает бета-частицы (электроны).
Фильтровальная лента: фильтровальная лента собирает частицы, переносимые по воздуху, которые проходят через прибор.
Измерение ослабления: бета-частицы проходят через чистый участок фильтровальной ленты и обнаруживаются датчиком, устанавливая базовый уровень. Затем бета-частицы проходят через участок ленты, содержащий частицы.
Расчет массы: масса твердых частиц на фильтре поглощает/рассеивает бета-частицы, уменьшая количество, достигающее детектора. Ослабление (уменьшение) количества бета-частиц прямо пропорционально массе частиц, собранных на фильтре. В сочетании с объемом пробы воздуха это дает массовую концентрацию PM (например, мкг/м³). Этот метод очень точен для измерения массы, но более сложен и дорог.

Другие менее распространенные принципы:

Резонансный микробаланс (TEOM - колеблющийся микробаланс с коническим элементом): частицы собираются на вибрирующем кончике фильтра. Изменение массы изменяет резонансную частоту кончика, которая измеряется для определения массовой концентрации.
Электростатическое обнаружение: измеряет заряд, приобретенный частицами, проходящими через секцию зарядки, или заряд, естественным образом присутствующий на частицах.

Основные соображения для оптических (рассеивающих) датчиков (наиболее распространенный тип):

Калибровка: требует калибровки по эталонным приборам (например, мониторам бета-ослабления) из-за различий в свойствах частиц, влияющих на рассеяние. Заводская калибровка является обычной практикой, но факторы окружающей среды (влажность, тип частиц) могут вызывать дрейф.
Чувствительность к влажности: водяной пар может конденсироваться на частицах или сам рассеивать свет, что приводит к переоценке, особенно при высокой влажности. Усовершенствованные датчики включают датчики влажности и алгоритмы компенсации.
Чувствительность к составу частиц: разные типы частиц (например, сажа против пыли) рассеивают свет по-разному. Калибровка часто оптимизируется для типичных смесей окружающей среды.
Пределы диапазона размеров: очень маленькие частицы (<~0,3 мкм) и очень большие частицы могут рассеивать недостаточно света или обходить камеру обнаружения, ограничивая эффективный диапазон размеров.
Разрешение/нижний предел обнаружения: существует минимальная концентрация, ниже которой датчик не может надежно отличить сигнал от электронного шума.

Применения:
Оптические датчики PM широко используются благодаря своей относительно низкой стоимости, небольшому размеру и выводу данных в реальном времени в:

Бытовых очистителях воздуха
Мониторах качества воздуха в помещении
Носимых трекерах загрязнения
Мониторинге промышленных процессов
Системах умного отопления, вентиляции и кондиционирования
Сетях датчиков качества воздуха в городах (хотя и с учетом калибровки/контроля качества)

В заключение, хотя существуют различные принципы, доминирующей технологией в потребительских и многих промышленных датчиках PM является оптическое рассеяние света, при котором количество света, рассеянного частицами, переносимыми по воздуху, проходящими через луч, измеряется для оценки массовой концентрации частиц, часто откалиброванной для конкретных фракций по размеру, таких как PM2.5 или PM10.