"Teknoloji" PM2.5 sensör çalışma prensibi
Bu yazı yüz bin niye donanımdan çoğaltıldı, teşekkürler.
Dört tip sensörün ilkelerine giriş:
1. Işık saçma yöntemi
Işık saçma prensibi, LED ışığı (sıradan optikler), lazer vb. İçerir. Sensör, partikül boyutu yaklaşık 0,5 um veya daha fazla olan parçacıkları etkili bir şekilde algılayabilir. Şimdiye kadar, ışık saçma yöntemi güvenilirlik açısından nispeten düşük ses çıkarır, ancak ışık saçılım prensibi nedeniyle prob nispeten ucuzdur , Probun kurulumu ve kullanımı kolaydır.İzleme uygulaması olarak nispeten uygundur.Diğer prensiplere göre birçok avantajı vardır.Uygulama şirketi daha kaliteli ve nispeten kararlı, hassas prob ve veri güvenilirliği seçer. Çok artırmak! Şu anda, ışık saçma yöntemi piyasada yaygın olarak kullanılmaktadır ve PM2.5 izleme için daha iyi bir seçimdir!
2. Ağırlık yöntemi
Şu anda, Çin'deki atmosferik parçacıklı maddenin belirlenmesi esas olarak gravimetrik yöntemi benimsiyor. Prensip, belirli kesme özelliklerine sahip bir örnekleyiciden kantitatif bir hacimde havayı sabit bir hızda çıkarmaktır, böylece ortam havasındaki PM2.5 ve PM10, bilinen kalitede filtre membranına hapsolur.Filtre membranının örneklemeden önce ve sonra kalite farkına göre ve Örnekleme hacmi, PM2.5 ve PM10 konsantrasyonunu hesaplayın. Partikül madde ölçümü için ug / m3 birimindeki paydanın hacminin standart koşullar altındaki hacim (0 , 101,3 kPa) olması ve ölçülen sıcaklık ve basınç altındaki hacmin standart koşullar altında hacme dönüştürülmesi gerektiği unutulmamalıdır.
Ortam havası izlemede örnekleme ortamı ve örnekleme frekansı, HJ.T194 gerekliliklerine uygun olarak uygulanacaktır. PM10 sürekli otomatik monitörün örnekleme ve kesme cihazı genel olarak siklon tipi olarak tasarlanmıştır.Havadaki 10um partikül için belirli bir debide% 50 toplama verimine sahiptir.Aşağıda teknik performans indeksi tablosu yer almaktadır.
3. Mikro salınımlı denge yöntemi
TEOM mikro salınımlı terazi yöntemi, kütle sensöründe salınan içi boş konik bir tüp kullanır ve salınımlı ucuna değiştirilebilir bir filtre membranı takılır Salınım frekansı, konik tüpün özelliklerine ve kütlesine bağlıdır. Örnekleme hava akışı filtre membranından geçtiğinde, içindeki partiküller filtre membranında birikir Filtre membranının kalitesindeki değişiklik salınım frekansında değişikliğe neden olur.Filtre membranı üzerinde biriken partikül madde kütlesi salınım frekansındaki değişim ile hesaplanır. Hava basıncı, dönem boyunca partikül madde işaretinin kütle konsantrasyonunu hesaplar.
Mikro salınımlı denge yöntemi parçacık monitörü, PM10 örnekleme kafası, PM2.5 kesici, filtre dinamik ölçüm sistemi, örnekleme pompası ve cihaz sunucusundan oluşur. 1m3 / h debiye sahip ortam havası numunesi, PM10 numune alma kafası ve PM2.5 kesiciden geçtikten sonra, teknik gereksinimleri karşılayan partikül numune gazı haline gelir. Numune daha sonra bir filtre dinamik ölçüm sistemi (FDMS) ile donatılmış bir mikro salınım denge monitörünün ana ünitesine girer Ana ünitede numunenin kütlesini ölçen mikro salınım denge sensörünün ana bileşeni, bir ucunda sabitlenmiş içi boş bir koni ve diğer ucunda bir filtre membranıdır. Şekilli tüp, numune gazı filtre membranından akar ve partiküller filtre membranında toplanır. Çalışırken, içi boş koni tüp, ileri geri salınım durumundadır. Salınım frekansı, filtre üzerinde toplanan parçacıklı maddenin kütlesindeki değişimle değişecektir. Alet, toplanan parçacıklı maddenin kütlesini elde etmek için frekanstaki değişikliği doğru bir şekilde ölçer. Numunenin konsantrasyonu, bu partiküller için toplanan numunenin hacminden hesaplanır.
4. Beta-ışını yöntemi / ray-ışını yöntemi
Beta ışını cihazı, Beta ışını zayıflatma prensibini kullanır.Ortam havası, örnekleme pompası tarafından numune alma tüpüne emilir ve filtre zarından boşaltılır.Partikül madde, filtre membranında biriktirilir.Beta ışını, partikül biriken filtre membranından geçtiğinde, Beta ışını enerjisi Zayıflatma, partikül madde konsantrasyonu zayıflama ölçülerek hesaplanabilir.
Beta ışını parçacık monitörü, PM10 örnekleme kafası, PM2.5 kesici, örnek dinamik ısıtma sistemi, örnekleme pompası ve cihaz sunucusundan oluşur. 1m3 / h akış hızına sahip ortam havası numunesi, teknik gereksinimleri karşılayan bir partikül numune gazı haline gelmek için PM10 numune alma kafası ve PM2.5 kesiciden geçer. Örnek dinamik ısıtma sisteminde, örnek gazın bağıl nemi% 35'in altına ayarlanır ve partikül madde, örnek cihaz ana bilgisayarına girdikten sonra otomatik olarak değiştirilebilen filtre membranında toplanır. Beta ışını kaynakları ve Beta ışını dedektörleri, cihazdaki filtre membranının her iki tarafına yerleştirilmiştir. Numune toplama ilerledikçe filtre üzerinde gittikçe daha fazla partikül toplanmakta ve partiküllerin kalitesi de artmaktadır.Bu sırada Beta ışın dedektörü tarafından tespit edilen Beta ışınlarının yoğunluğu buna göre azalacaktır. Beta ışın dedektörünün çıkış sinyali, partikül maddenin kalite değişikliğini doğrudan yansıtabildiğinden, cihaz Beta ışın dedektörünün partikül kalite değerini analiz eder, Birleştirmek Aynı zaman diliminde toplanan numune hacmi, numune alma süresi boyunca nihayet partikül konsantrasyonunu alacaktır. Bir membran dinamik ölçüm sistemi ile donatılmış olan cihaz, bu işlem sırasında buharlaşan partikül maddeyi doğru bir şekilde ölçebilir, böylece nihai rapor verileri etkili bir şekilde telafi edilebilir ve gerçek değere yakın olur.
Çünkü 2, 3, 4 vb. İlkelerin uygulanması daha zor ve fiyatı daha yüksek! İlki ilkesine odaklanalım:
Işık saçılım prensibine dayalı iki tür PM2.5 algılama vardır
Kızılötesi ışık
Lazer
Işık saçma prensibine sahip sıradan, düşük maliyetli PM2.5 sensörünün prensibi kızılötesi ışık kullanmaktır ve özellikle konsantrasyon düşük olduğunda 1 mikronun altındaki partiküller için doğru saçılma kararları üretmek zordur. Birim hacim başına havadaki 0,3-2,5 mikron çaplı partiküllerin doğru konsantrasyonu elde edilebilir.
DSM501A toz sensörünün özellikleri:
Küçük boyutlu, hafif, kurulumu kolay;
Kolay sinyal işleme için 5V giriş devresi;
Yerleşik hava akımı jeneratörü dış atmosferi kendi kendine çekebilir.
Toz sensörünün bakımı kolaydır ve sensörün özelliklerini uzun süre koruyabilir Toz sensörü tütün, ev tozu ve 1 mikronun üzerindeki diğer küçük parçacıkların ürettiği dumanı ve poleni algılayabilir;
Toz sensörü DSM501A, gaz fazında bir ortamda veya sıvı fazda bir ortamda asılı duran küçük partiküllerin özelliklerini ölçmek için optik yöntemler kullanan bir sensör cihazıdır.Optik ölçüm teknolojisi ile temassız ölçüm özelliklerine sahiptir ve ölçülen nesneyi bozmaz.
DSM501A toz sensörü prensibi:
Parçacıklar ve moleküller, ışığın ışınlanması altında ışığı saçar ve aynı zamanda ışınlanan ışığın enerjisinin bir kısmını da emer. Paralel monokromatik ışık demeti ölçülen parçacıkların alanına düştüğünde, parçacıkların etrafındaki saçılma ve soğurmadan etkilenecek ve ışık yoğunluğu azalacaktır. Bu şekilde, ölçülecek konsantrasyon alanından geçen gelen ışığın nispi zayıflama oranı elde edilebilir.
Bağıl zayıflama oranı, ölçülecek alandaki bağıl toz konsantrasyonunu temelde doğrusal olarak yansıtabilir. Işığın yoğunluğu, fotoelektrik tarafından dönüştürülen elektrik sinyalinin gücü ile orantılıdır ve bağıl zayıflama oranı elektrik sinyalinin ölçülmesiyle elde edilebilir.
DSM501A toz sensörü uygulaması:
Toz sensörleri, atmosferik ölçüm, yangın, baca gazı ölçümü ve endüstriyel kazanlar, fırınlar, kimya tesisleri ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çeşitli torba filtrelerin hasar tespiti ve çeşitli tipteki toz toplayıcıların toz giderme veriminin ölçülmesi için de kullanılabilir.Bu alanlar için otomatik bir kontroldür.
Sistem güvenilir bir sinyal sağlar.
DSM501A toz sensörünün ana parametreleri:
1. Optik prensip, 1 mikronun üzerindeki toz partiküllerini tespit edebilen;
2. Farklı hassasiyet, temiz çevre Vout çıkış yüksek seviye sinyali (4V) gereksinimlerini çözmek için iki çıkış modu;
3. 5VDC güç kaynağı;
4. Algılama partikül aralığı: 8000pcs / 283ml'ye kadar (1um'un üzerindeki partiküller);
Bu nedenle, nispeten yüksek gereksinimlerin olduğu durumlar için lazer toz sensörleri tercih edilebilir.
1. Kızılötesi yöntem ve bulanıklık yöntemi:
Yetersiz ışık yoğunluğu nedeniyle, kızılötesi yalnızca bulanıklık yöntemi ile ölçülebilir. Sözde bulanıklık yöntemi, bir taraftan ışık yaymak ve diğer taraftan almaktır.Hava ne kadar bulanıksa, ışık tarafından kaybedilen enerji o kadar fazla olur ve bu da mevcut hava bulanıklığını belirler. Aslında, bu yöntem PM2.5'i doğru bir şekilde ölçemez ve ışık yayan ve alan parçalar elektrostatik adsorpsiyon tozuyla kaplandığında bile, doğrudan doğru olmayan ölçüme yol açar.
Bu yöntemle yapılan sensör yalnızca niteliksel olarak ölçebilir (göreceli olarak ne kadar ölçülebilir), ancak niceliksel olarak ölçüm yapamaz (çünkü değer kayacaktır). Dahası, bu yöntem parçacıkların parçacık boyutunu ayırt edemez, bu nedenle bu sensörün performansı iyi olmayacaktır. Şu anda, bu sensör türü Sharp (birinci ve ikinci nesiller için aynı), Shenrong (ikinci nesil Xiaomi temizleyici bu türü kullanır) ve kazan-kazan içerir.
2. Lazer yöntemi ve parçacık sayma yöntemi:
Doğrudan bulanıklığı ölçmeyen lazer saçılma yöntemi olan birçok ilgili makale var.Bu tip sensörün ortak özelliği fandan ayrılamaması (veya pompalanamaması), çünkü bu yöntem hava akmazsa ölçülemez. Havadaki asılı parçacıklar ve matematiksel model sayesinde, karmaşık matematiksel algoritmalar aracılığıyla sensör gazının, hava akışının vb. Doğrudan boyutunu kabaca hesaplayabilir ve nihayet daha gerçek bir PM2.5 değeri elde edebilir, bu tür sensör lazer saçılımıdır. , Elektrostatik toz adsorpsiyonuna karşı bağışıktır, elbette, sensör tozla bloke edilmişse, onu tespit etmek doğal olarak imkansızdır.
Dezavantajı ise lazerin ömrünün kısa olmasıdır.Sürekli çalışıyorsa temelde bir yıldan fazla dayanır.Bu hala üretici algoritmayı optimize ettikten sonra elde edilebilecek ömürdür, ancak çoğu durumda yeterlidir ve sürekli çalıştırılmazsa , Lazerin ömrü daha uzun olabilir.
Bir, yapı ve ilke
Kızılötesi toz sensörünün yapısı ve devresi nispeten basittir. Işık kaynağı bir kızılötesi LED ışık kaynağıdır ve hava girişi ve çıkışı esas olarak sıcak hava akışı elde etmek için dirençli ısıtmaya dayanır ve parçacıklar geçerken çıktı yüksektir. Çıkış sinyali yalnızca PWM modelidir.
Lazer sensörün yapısı ve devresi nispeten karmaşıktır. Işık kaynağı bir lazer diyottur. Örneklenen hava bir fan veya üfleyici tarafından itilir ve algılama için karmaşık şekilde tasarlanmış bir hava kanalından geçirilir. Havadaki ince parçacıklar lazer ışınının bulunduğu alana girdiğinde lazer saçılır; uzayda 360 ° saçılan ışık yayılır, sadece saçılan ışığı alacak uygun bir konuma bir fotodetektör yerleştirir ve ardından fotodedektörden geçeriz. Fotoelektrik etki, ince parçacıkların konsantrasyonunu elde etmek için devre tarafından yükseltilebilen ve işlenebilen bir akım sinyali üretir. Çıkış sinyali genellikle seri port çıkışıdır.
İkincisi, fiyat ve maliyet
Kızılötesi toz sensörleri uzun yıllardır endüstride kullanılmaktadır.İkisi arasındaki maliyet farkı, lazer jeneratörlerinin ve fanların ikincisinin malzeme maliyetine, karmaşık devre yapılarına ve yüksek teknik eşiklere eklenmesinden kaynaklanmaktadır.
Üç, ölçüm doğruluğu
Kızılötesi prensibi toz sensörü yalnızca 1um üzerindeki parçacıkları algılayabilir ve ölçüm doğruluğu yetersizdir. Kızılötesi LED ışık saçan parçacık sinyali zayıf olduğundan, yalnızca 1um'den büyük büyük parçacıklara yanıt verir ve örnekleme hava akışını itmek için yalnızca ısıtma direnci kullanılır, örnek sayısı azdır ve veri hesaplaması tamamen ana bilgisayara aktarılır. Lazer toz sensörü 0,3um üzerindeki parçacıkları algılayabilir. Yüksek performanslı bir CPU ile birlikte geldiğinden, büyük miktarda veri bir fan veya üfleyici tarafından toplanır ve profesyonel bir partikül sayma algoritması ile analiz edilir; Özetle örnekleme sayısı, veri kaynağı ve algoritma açısından kızılötesi toz sensöründen daha fazla avantaja sahiptir.
Dört, uygulama durumları
Yetersiz doğruluk nedeniyle, kızılötesi sensör esas olarak endüstriyel ve maden tozu için kullanılır. Algılama nesnesi büyük parçacık boyutu ve yüksek konsantrasyonlu tozdur. Algılama seviyesi, PM2.5 konsantrasyonunu doğru bir şekilde ölçemeyen mg / m3'tür.
Lazer prensibi sensörü, PM2.5'in kalitesini hassas bir şekilde ölçmek için çoğunlukla PM2.5 algılama alanında kullanılır. Ev (araba, el tipi) hava dedektörlerine ve hava temizleyicilere gömülebilir. Ayrıca, IoT veri toplama ve çevresel kalite testi alanlarında lazer tabanlı sensörler de kullanılmaktadır.
Beş, gelişme eğilimi
Lazer toz sensörleri sivil alana girmeden önce, kızılötesi toz sensörleri hava temizleyicilerde yaygın olarak kullanılıyordu. Ancak hava temizleyici endüstrisinin gelişmesiyle birlikte, Artı Bazı büyük fabrikalar, lazer toz sensörlerinin seri üretimini gerçekleştirdi.Lazer toz sensörlerinin maliyeti giderek düşüyor.Aynı zamanda, son müşterilerin doğru hava kalitesi ölçümü için gereksinimleri giderek artıyor. PM2.5 kalitesini doğru bir şekilde ölçmek için lazer prensibi sensörlerinin kullanılması, endüstride bilinen bir eğilimdir.
Lazer PM2.5 sensörü
SON
Röportajı keşfedin
TechSugar'ın editoryal departmanı Suzhou'dan başlayarak, yüzlerce elektronik yarı iletken şirketini ziyaret etmeyi, işletmelerin ön saflarına yaklaşmayı, sektörün gerçeğini keşfetmeyi, size daha gerçekçi ve temelli raporlar sunmayı ve yerel şirketlere konuşma şansı vermeyi planlıyor. Hoşgeldin iş mesaj bırakın veya Özel mektuplar Görüşme konuları ile iletişime geçin.
Röportajı keşfedin
