PM2.5傳感器中激光、紅外原理之間的區(qū)別是什么

PM是“particulate matter（顆粒物）”的縮寫(xiě)，懸浮在空氣中，直徑小于等于2.5微米的稱(chēng)為PM2.5，又稱(chēng)細(xì)顆粒物。與較粗大的顆粒物相比，細(xì)顆粒物富含更大量的有毒有害物質(zhì)，而且能在大氣中停留更長(zhǎng)時(shí)間，輸送距離也更遠(yuǎn)，對(duì)大氣環(huán)境及人體健康的影響也更大，是導(dǎo)致黑肺和霧霾天的主要兇手。在顆粒物PM2.5監(jiān)測(cè)設(shè)備中，選用的傳感器主要有兩種：紅外原理PM2.5傳感器與激光原理PM2.5傳感器。

紅外原理PM2.5傳感器由于精度不夠主要用于工礦揚(yáng)塵，檢測(cè)對(duì)象為大粒徑、高濃度粉塵，檢測(cè)級(jí)別是mg/m3，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量PM2.5的濃度，只能檢測(cè)灰塵污染程度，當(dāng)然早期的空氣凈化器也是使用這種原理傳感器，測(cè)量結(jié)果僅供參考，準(zhǔn)確度偏低，一般用于判斷灰塵污染程度等級(jí)。后來(lái)激光型PM2.5傳感器的誕生，可以精確測(cè)量PM2.5濃度，主要應(yīng)用在PM2.5檢測(cè)領(lǐng)域，可嵌入到家用（車(chē)載、手持）空氣檢測(cè)儀、空氣凈化器中，新型激光型PM2.5傳感器是基于定量測(cè)量，可檢測(cè)0.3μm的顆粒物，能夠精確測(cè)量PM1.0、PM2.5、PM10的數(shù)值，精度高。

那么兩者之間有什么區(qū)別呢？

1、結(jié)構(gòu)原理

紅外原理PM2.5傳感器的結(jié)構(gòu)和電路相對(duì)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)，當(dāng)有顆粒物通過(guò)時(shí)，接觸到LED光源之后發(fā)生反射現(xiàn)象，光敏探測(cè)器接收到不同強(qiáng)度的反射光，再通過(guò)放大處理及運(yùn)算后得到檢測(cè)結(jié)果。

而激光原理PM2.5傳感器的結(jié)構(gòu)和電路相對(duì)復(fù)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(jī)推動(dòng)，通過(guò)復(fù)雜設(shè)計(jì)的風(fēng)道，進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)空氣中的細(xì)顆粒物進(jìn)入激光束所在區(qū)域時(shí)，將使激光發(fā)生散射；散射光在空間360°都有輻射，在適當(dāng)位置放置光電探測(cè)器用以接收散射光，然后經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器的光電效應(yīng)產(chǎn)生電流信號(hào)，經(jīng)運(yùn)放電路放大及處理后，即可得到細(xì)顆粒物濃度值。輸出信號(hào)可用串口、I2C、PWM等多種方式。

2、測(cè)量精度與壽命

紅外原理PM2.5傳感器只能檢測(cè)到1um以上的顆粒，測(cè)量精度不足。因?yàn)榧t外LED光散射的顆粒信號(hào)較弱，只對(duì)大于1um的大顆粒有響應(yīng)，而且又僅用加熱電阻來(lái)推動(dòng)采樣氣流，采樣數(shù)較少，數(shù)據(jù)計(jì)算完全交由上位機(jī)進(jìn)行。而激光原理PM2.5傳感器可以檢測(cè)到0.3um以上的顆粒。因?yàn)樽詭Ц咝阅?a target="_blank">MCU，采用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)采集大量數(shù)據(jù)，經(jīng)由專(zhuān)業(yè)顆粒物計(jì)數(shù)算法分析，所以，在采樣方式、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、算法處理等方面都比紅外PM2.5傳感器更有優(yōu)勢(shì)。

3、價(jià)格與成本

紅外原理PM2.5傳感器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所以成本一般在20~50元之間。而激光原理PM2.5傳感器由于結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，市場(chǎng)價(jià)格在90-180元之間。因?yàn)樵黾恿思す獍l(fā)生器和風(fēng)機(jī)等機(jī)構(gòu)并且需要復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)，技術(shù)門(mén)檻較高，所以價(jià)格較貴一些。

4、發(fā)展趨勢(shì)

在激光原理PM2.5傳感器進(jìn)入民用領(lǐng)域之前，很多監(jiān)測(cè)PM2.5的儀器都采用紅外原理PM2.5傳感器。但是隨著傳感器行業(yè)的發(fā)展，加上一些大廠實(shí)現(xiàn)了激光原理PM2.5傳感器的批量化生產(chǎn)，激光原理PM2.5傳感器的造價(jià)在逐步降低。

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