工採網小編從原理出發介紹當下pm2.5傳感器應用普遍,進口品牌較多的綜合評測、方便集成採用選型
原理介紹:
1,光散射法
光散射原理有LED光(普通光學),激光等原理,傳感器可以有效的探測出粒徑約0.5um以上顆粒,至此光散射法聽著可靠性相對較低,然而又由於光散射原理探頭相對便宜,探頭易安裝,使用,做為監測應用相對合適,相對其它原理有較多的優勢,且應用商選擇質量較好,並相對穩定,靈敏的探頭,數據可靠性大大增加!目前市面上光散射法應用成熟普遍,是pm2.5監測的較好選擇!
2、重量法
我國目前對大氣顆粒物的測定主要採用重量法。其原理是分別通過一定切割特徵的採樣器,以恆速抽取定量體積空氣,使環境空氣中的PM2.5和 PM10被截留在已知質量的濾膜上,根據採樣前後濾膜的質量差和採樣體積,計算出PM2.5和PM10的濃度。必須注意的是,計量顆粒物的單位ug/m3 中分母的體積應該是標準狀況下(0℃、101.3kPa)的體積,對實測溫度、壓力下的體積均應換算成標準狀況下的體積。
環境空氣監測中採樣環境及採樣頻率要按照HJ.T194的要求執行。PM10連續自動監測儀的採樣切割裝置一般設計成旋風式,它在規定的流量下,對空氣中10um粒徑的顆粒物具有50%的採集效率、以下為其技術性能指標表。
3、微量振盪天平法
TEOM微量振盪天平法是在質量傳感器內使用一個振盪空心錐形管,在其振盪端安裝可更換的濾膜,振盪頻率取決於錐形管特徵和其質量。當採樣氣流通 過濾膜,其中的顆粒物沉積在濾膜上,濾膜的質量變化導致振盪頻率的變化,通過振盪頻率變化計算出沉積在濾膜上顆粒物的質量,再根據流量、現場環境溫度和氣 壓計算出該時段顆粒物標誌的質量濃度。
微量振盪天平法顆粒物監測儀由PM10採樣頭、PM2.5切割器、濾膜動態測量系統、採樣泵和儀器主機組成。流量為1m3/h環境空氣樣品經過 PM10採樣頭和PM2.5切割器後,成為符合技術要求的顆粒物樣品氣體。樣品隨後進入配置有濾膜動態測量系統(FDMS)的微量振盪天平法監測儀主機, 在主機中測量樣品質量的微量振盪天平傳感器主要部件是一支一端固定,另一端裝有濾膜的空心錐形管,樣品氣流通過濾膜,顆粒物被收集在濾膜上。在工作時空心錐形管是處於往復振盪的狀態,它的振盪頻率會隨著濾膜上收集的顆粒物的質量變化發生變化,儀器通過準確測量頻率的變化得到採集到的顆粒物質量,然後根據收 集這些顆粒物時採集的樣品體積計算得出樣品的濃度。
4、Beta射線法/β射線法
Beta射線儀則是利用Beta射線衰減的原理,環境空氣由採樣泵吸入採樣管,經過濾膜後排出,顆粒物沉澱在濾膜上,當β射線通過沉積著顆粒物的濾膜時,Beta射線的能量衰減,通過對衰減量的測定便可計算出顆粒物的濃度。
Beta射線法顆粒物監測儀由PM10採樣頭、PM2.5切割器、樣品動態加熱系統、採樣泵和儀器主機組成。流量為1m3/h的環境空氣樣品經過 PM10採樣頭和PM2.5切割器後成為符合技術要求的顆粒物樣品氣體。在樣品動態加熱系統中,樣品氣體的相對溼度被調整到35%以下,樣品進入儀器主機 後顆粒物被收集在可以自動更換的濾膜上。在儀器中濾膜的兩側分別設置了Beta射線源和Beta射線檢測器。隨著樣品採集的進行,在濾膜上收集的顆粒物越 來越多,顆粒物質量也隨之增加,此時Beta射線檢測器檢測到的Beta射線強度會相應地減弱。由於Beta射線檢測器的輸出信號能直接反應顆粒物的質量 變化,儀器通過分析Beta射線檢測器的顆粒物質量數值,結合相同時段內採集的樣品體積,最終得出採樣時段的顆粒物濃度。配置有膜動態測量系統後,儀器能 準確測量在這個過程中揮發掉的顆粒物,使最終報告數據得到有效補償,理接近於直實值。
由於2,3,4等原理應用比較困難並且價格較高!
重點介紹光散射顆粒物:
品牌:光散射原理的傳感器謂是樣式百千,價格迥異!(以下排名不分先後)
1.英國alphasense PM2.5傳感器 - OPC-N2
PM2.5傳感器OPC-N2特性:
粒子範圍 | 球形當量大小um(基於1.5RI) | 0.38~17 |
採樣間隔 | 直方圖週期(秒) | 1.4~10 |
總流量 | 升/分鐘 | 1 |
最大的粒子計數率 | 顆粒/秒 | 10000 |
測量模式 | mA(典型) | 175 |
數字接口/連接 | MicroUSB | (編程),SPI(data) |
板載可選 | micro-SD數據存儲(.CSVformat) | 16GB |
數字接口 | SPI(Mode1),USB | |
激光分類 | 作為封閉外殼 | Class1 |
溫度範圍 | °C | -10~50 |
溼度範圍 | %rh(連續) | 0~99(非冷凝) |
OPC-N2的電子裝置通過SPI接口結合軟件應用,可直接在電腦或安卓手機上直觀地顯示各種尺寸微顆粒物的數量及分佈,使用非常簡便。
英國Alphasense PM2.5傳感器/大氣粒子監測器 - OPC-N3
PM2.5傳感器/大氣粒子監測器OPC-N3是OPC-N2的升級產品,外觀尺寸與OPC-N2一樣,量程範圍達到0.38-40um,能測量到高達 2,000 μg/m3;通道數量擴展到24個,同時板載溫度和溼度傳感器;可應用於重度汙染環境的監測;
PM2.5傳感器/大氣粒子監測器 OPC-N3特性參數:
測量 | ||
粒徑範圍 | 球面等效粒徑 | 0.38~40 |
尺寸分類 | 軟件通道數量 | 24 |
採樣間隔 | 直方圖 週期(秒) | 1~30 |
總流量(典型) | L/min | 1.2 |
採樣流量(典型) | mL/min | 220 |
最大粒子計數率 | 粒子/秒 | 10000 |
最大重合概率 | %濃度10 6個粒子/L | 0.84 |
%濃度500個粒子/L | 0.24 | |
電源 | ||
測量模式 | mA(典型) | 175 |
待機模式 | mA(典型) | <50 |
電壓範圍 | VDC | 4.8~5.2 |
上電瞬變 | mW for 1ms | <5000 |
數據 | | |
數字接口/連接 | SPI(實時數據與通訊) | |
微型USB(固件升級和單機模式) | ||
數據存儲 | 微型SD(.CSV格式) (GB) | 16 |
關鍵規範 | ||
數字接口 | SPI(模式1) ,USB | |
激光等級 | 同封裝外殼 | 1級 |
溫度範圍 | ℃ | -10~50 |
溼度範圍 | %rh(持續) | 0~95(不結露) |
重量 | g | <105 |
英國alphasense PM2.5傳感器/粉塵傳感器 - OPC-R1
英國alphasense PM2.5傳感器/粉塵傳感器 OPC-R1 參數:
測量 | ||
粒徑範圍 | 球形等積大小 (um)(基於1.5RI) | 0.4 to 12.5 |
尺寸分類 | 軟件樹數目 | 16 |
取樣間隔 | 柱狀圖時間(秒) | 1 to 30 |
總流率 | 升/分 | 1 |
最大微粒計數率 | 微粒/秒 | 10,000 |
最大重合概率 | 106微粒/升時的濃度百分比 | 0.84 |
500微粒/升時的濃度百分比 | 0.24 | |
功耗 | ||
測量模式 | mA(典型) | 95 |
激光開啟,風扇關閉 | mA(典型) | < 5 |
電壓範圍 | VDC | 4.8 to 5.2 |
接通瞬態 | mW(持續1ms) | < 5000 |
規格參數 | ||
數字接口 | (無數據存儲) | SPI Mode 1 |
激光歸類 | 封閉外殼 | Class 1 |
溫度範圍 | ℃ | -10 to 50 |
溼度範圍 | % rh(持續) | 0 to 95 (non-condensing) |
重量 | g | < 30 |
2,日本夏普灰塵傳感器(代表型號:GP2Y1010AU0F)
PM2.5粉塵傳感器/灰塵傳感器GP2Y1010AU0F 特性:
可測量0.8微米以上的微小粒子,感知菸草產生的煙氣和花粉,房屋粉塵等.
靈敏度:0.5V/(0.1mg/m3)
輸入電壓:-0.3-7V
輸出電壓(無灰塵):0.9V(TYP)
消耗電流:11mA
靈敏度:0.5V/0.1mg/m3
體積小,重量輕,便於安裝
3,日本神榮灰塵傳感器PPD4NS/ PD42NS/ PPD42NJ
特性介紹
ppd42nj(官方的型號比較亂,以其規格書為準) |
最小檢出粒子直徑:1μm以上; 數據刷新:10-90ms 輸出方式:PWM 工作電源:DC5V; 體積:59*45*22(mm) |
PPD42NJ是日本神榮在華銷售的唯一一個型號的灰塵傳感器,做的非常不錯,下面列出幾個仿品!
4,韓國syhitech 灰塵傳感器DSM501 (做為PPD42nj的替代品,以低成本方式,取得非常可觀的市場)
灰塵傳感器DSM501特性介紹
DSM501 |
最小檢出粒子直徑:1μm以上; 數據刷新:10-90ms 輸出方式:PWM 工作電源:DC5V; 體積:59*45*22(mm) |
傳感器量程寬度均以0-8000個/283ml 約30000粒/L
韓國syhitech PM2.5傳感器 - PDSM010
韓國syhitech 粒子傳感器模塊 PM2.5傳感器 PDSM010特性:
為應用中的有效控制而定製靈敏度
檢測約1㎛的粒子
MCU控制(工廠校準)
維護簡便
PWM輸出(低邏輯脈衝激活)
噪聲防護
從應用的角度出發。國產的傳感器也是可以考慮的,必竟價格比較經濟
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