空氣凈化器中對PM2.5檢測用激光還是紅外

　　近年來(lái)，霧霾天氣在我國頻繁多發(fā)，空氣污染時(shí)刻影響著(zhù)我們的健康，空氣質(zhì)量問(wèn)題已引起全社會(huì )高度關(guān)注。隨著(zhù)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(zhì)量監測和空氣凈化類(lèi)產(chǎn)品得到了廣泛關(guān)注，惹人注目的是空氣監測、凈化類(lèi)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(chǎng)需求的推動(dòng)下，國內空氣凈化器市場(chǎng)的發(fā)展迅速，新老品牌激烈角逐。據有關(guān)數據統計，在2015年，我國空氣凈化器市場(chǎng)消費者最關(guān)注的十款產(chǎn)品均價(jià) 4566，其中有7款售價(jià)高于3000元。高于2000元產(chǎn)品的消費者整體關(guān)注度達到72.2%。由此可見(jiàn)，中高端凈化器市場(chǎng)仍將是各凈化器廠(chǎng)家未來(lái)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　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(mǎi)的空氣凈化器產(chǎn)品是否有效是很難建立一個(gè)很直觀(guān)的感受，需要有相關(guān)的監測數據給予公正的評價(jià)。因此，粉塵傳感器逐步引起行業(yè)關(guān)注，評價(jià)室內空氣質(zhì)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(hù)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(chǎng)，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(zhù)國內空氣凈化器市場(chǎng)的高速增長(cháng)，粉塵傳感器技術(shù)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(chǎng)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(gè)時(shí)期，產(chǎn)品也是逐步走向成熟、穩定、量產(chǎn)。

　　國內粉塵傳感器市場(chǎng)確實(shí)是精彩紛呈，新品倍出，有哪個(gè)廠(chǎng)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(chǎng)商對自己產(chǎn)品的宣傳來(lái)看，都側重于渲染自家產(chǎn)品的優(yōu)勢，這無(wú)可厚非；但有時(shí)不免言之偏頗，缺乏客觀(guān)性。本文從如何選擇合適的粉塵傳感器來(lái)幫助中高端空氣凈化器產(chǎn)品提升用戶(hù)體驗、創(chuàng )造價(jià)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(huì )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(shí)上，除了軍事領(lǐng)域外激光技術(shù)被大量應用于醫療、照明、測距、切割和IT等領(lǐng)域。例如這些年VCD、DVD和藍光產(chǎn)品的普及，其實(shí)都得益于激光技術(shù)的逐步發(fā)展。

　　激光的英文單詞LASER來(lái)源于英文詞組“受激輻射的光放大”的首字母縮寫(xiě)。最初，LASER在我國被簡(jiǎn)單地音譯為雷射，1964年在我國著(zhù)名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森建議下改稱(chēng)“激光”。那么，究竟什么是激光？激光其實(shí)是指利用“受激輻射產(chǎn)生光放大”這一特殊的物理現象，所產(chǎn)生的光。拋開(kāi)晦澀懂的物理學(xué)術(shù)語(yǔ)，與普通的可見(jiàn)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(diǎn)。打個(gè)形象點(diǎn)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(gè)音調而且節奏整齊；而普通可見(jiàn)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(wú)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(cháng)距離內保持較小的擴散角度和較高的功率密度。常見(jiàn)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(chēng)激光LED）三大類(lèi)。在儀表級激光粒子計數器領(lǐng)域，一般采用（氦氖）氣體激光器作為光源。在粉塵傳感器領(lǐng)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(cháng)在紅外段的發(fā)光二極管，常見(jiàn)波長(cháng)一般在850nm~940nm左右，廣泛應用于醫療、安防、通信、遙控和傳感等領(lǐng)域。由于紅外LED發(fā)光波長(cháng)在可見(jiàn)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(lái)紅外LED技術(shù)的不斷成熟，紅外LED具有：壽命長(cháng)、發(fā)射效率高、單色性較好以及方向性較好的特點(diǎn)。這使得紅外LED在傳感器領(lǐng)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(lǐng)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(wèn)。在此，從五個(gè)方面向大家簡(jiǎn)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(jiǎn)單。其光源為紅外LED光源，氣流進(jìn)出風(fēng)口主要靠電阻發(fā)熱以獲得熱氣流流動(dòng)，有顆粒通過(guò)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(guò)風(fēng)扇或鼓風(fēng)機推動(dòng)，通過(guò)復雜設計的風(fēng)道，進(jìn)行檢測。當空氣中的細顆粒物進(jìn)入激光束所在區域時(shí)，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(guò)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(jià)格與成本

　　紅外粉塵傳感器在業(yè)內已成熟應用多年，市場(chǎng)價(jià)格大約在35-50元，激光粉塵傳感器在市場(chǎng)價(jià)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(fēng)機等機構且需要復雜電路結構，并有較高的技術(shù)門(mén)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(lái)推動(dòng)采樣氣流，采樣數較少，數據計算完全交由上位機進(jìn)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(fēng)扇或鼓風(fēng)機采集大量數據，經(jīng)由專(zhuān)業(yè)顆粒計數算法分析；綜上，在采樣數、數據源、算法三方面都比紅外粉塵傳感器更有優(yōu)勢。

　　四，應用場(chǎng)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(wú)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(lǐng)域，以精度量化PM2.5質(zhì)量?？汕度氲郊矣茫ㄜ?chē)載、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)數據采集、環(huán)境質(zhì)量檢測等領(lǐng)域亦有應用。

　　五，發(fā)展趨勢

　　在激光粉塵傳感器進(jìn)入民用領(lǐng)域之前，空氣凈化器中大量采用了紅外粉塵傳感器。但隨著(zhù)空氣凈化器行業(yè)的發(fā)展，加上一些大廠(chǎng)實(shí)現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(jià)在逐步降低，同時(shí)終端客戶(hù)對精準測量空氣質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。采用激光原理傳感器、精準量化PM2.5質(zhì)量已是業(yè)內公認的趨勢。