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什么是粉尘传感器?红外与激光粉尘传感器有什么差别?

什么是粉尘传感器?红外与激光粉尘传感器有什么差别? 慧闻科技
2023-12-21
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导读:粉尘,也被称为灰尘、粉末等等,是指那些悬浮在空气中的微小颗粒。




粉尘,也被称为灰尘、粉末等等,是指那些悬浮在空气中的微小颗粒。粉尘的存在有利有弊,它对地球的温度保持有这不小的贡献,但粉尘对人们的危害却也不小,粉尘的危害有哪些呢?



关于粉尘危害


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危害人类的健康


(1)引起中毒危害

粉尘的化学性质是危害人体的主要因素。因为化学性质决定它在体内参与和干扰生化过程的程度和速度,从而决定危害的性质和大小。有些毒性强的金属粉尘(铬,锰、镉、铅、镍等)进入人体后,会引起中毒以至死亡。例如铅使人贫血,损害大脑,锰,镉损坏人的神经,肾脏,镍可以致癌,铬会引起鼻中隔溃疡和穿孔,以及肺癌发病率增加。此外,它们都能直接对肺部产生危害。如吸入锰尘会引起中毒性肺炎,吸入镉尘会引起心肺机能不全等。粉尘中的一些重金属元素对人体的危害很大。

(2)引起各种尘肺病

一般粉尘进入人体肺部后,可能引起各种尘肺病。有些非金属粉尘如硅、石棉、炭黑等,由于吸人人体后不能排除,将变成矽肺、石棉肺或尘肺。例如含有游离二氧化硅成分的粉尘,在肺泡内沉积会引起纤维性病变,使肺组织硬化而丧失呼吸功能,发生“矽(硅)肺”病。





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引起爆炸危害



爆炸性粉尘如煤尘、铝尘和谷物粉尘在一定条件下会发生爆炸,造成经济损失和人员伤亡。


3
对环境的污染



粉尘对生产的影响主要是降低产品质量和机器工作精度。如感光胶片,集成电路、化学试剂、精密仪表和微型电机等产品,要是被粉尘沾污或其转动部件被磨损、卡住,就会降低质量甚至报废。有些工厂曾经由于对生产环境的粉尘控制不严而受到许多损失。粉尘还使光照度和能见度降低,影响室内作业的视野。


什么是粉尘传感器







pm2.5传感器又计叫粉尘传感器、灰尘传感器,可以用来检测我们周围空气中的粉尘浓度,即PM2.5值大小。空气动力学把直径小于10μm能进入肺泡区的粉尘通常也称为呼吸性粉尘。直径在10μm以上的尘粒大部分通过撞击沉积,在人体吸入时大部分沉积在鼻咽部,而10μm以下的粉尘可进入呼吸道的深部。而在肺泡内沉积的粉尘大部分是5μm以下的粉尘。


PM10则是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物。PM2.5细颗粒物直径小,在大气中悬浮的时间长,传播扩散的距离远,且通常含有大量有毒有害的物质,因而对人体健康影响更大,PM2.5可进入肺部、血液,如果带有病菌会对人体有很大的危害,包括对我们的呼吸道系统、心血管系统、甚至生殖系统。





粉尘传感器的工作原理是根据光的散射原理来开发的,微粒和分子在光的照射下会产生光的散射现象,与此同时,还吸收部分照射光的能量。当一束平行单色光入射到被测颗粒场时,会受到颗粒周围散射和吸收的影响,光强将被衰减。如此一来便可求得入射光通过待测浓度场的相对衰减率。而相对衰减率的大小基本上能线性反应待测场灰尘的相对浓度。光强的大小和经光电转换的电信号强弱成正比,通过测得电信号就可以求得相对衰减率,进而就可以测定待测场里灰尘的浓度。

激光和红外有什么区别

TIPS
根据光源不同还分为红外粉尘传感器和激光粉尘传感器:

红外原理粉尘传感器的结构和电路比较简单。其光源为红外LED光源,气流进出风口主要靠电阻发热以获得热气流流动,有颗粒通过即输出高电平。输出信号只有PWM型号。

激光传感器的结构和电路相对复杂。其光源为激光二极管。采样空气通过风扇或鼓风机推动,通过复杂设计的风道,进行检测。当空气中的细颗粒物进入激光束所在区域时,将使激光发生散射;散射光在空间360°都有辐射,我们在适当位置放置光电探测器,使之只接收散射光,然后经过光电探测器的光电效应产生电流信号,经电路放大及处理后,即可得到细颗粒物浓度值。输出信号一般为串口输出。

因此两者又有着成本差距,主要是因为后者的物料成本中增加了激光发生器和风机等机构且需要复杂电路结构,并有较高的技术门槛。





两者在精度上也有差别,红外原理粉尘传感器只能检测到1um以上的颗粒,测量精度不足。因为红外LED光散射的颗粒信号较弱,只对大于1um的大颗粒有响应,而且又仅用加热电阻来推动采样气流,采样数较少,数据计算完全交由上位机进行。 而激光传感器可以检测到0.3um以上的颗粒。因为自带高性能CPU,采用风扇或鼓风机采集大量数据,经由专业颗粒计数算法分析;综上,在采样数、数据源、算法三方面都比红外粉尘传感器更有优势。

在激光原理传感器进入民用领域之前,空气净化器中大量采用了红外原理传感器。但随着空气净化行业的发展,激光原理传感器的造价在逐步降低,终端客户对精准测量空气质量的要求也越来越高。采用激光原理传感器、精准量化PM2.5质量已是业内公认的趋势。






慧闻科技MFZ06自主设计气路系统,采用高性能激光器与感光部件,确保数据精准一致;内置长寿命和低噪声的定制风扇,保证传感器稳定可靠;专业的抗干扰设计,有效对抗各种电磁干扰,使传感器可以应用在不同场景和复杂环境。每一个 MFZ06 出厂前都经过严格标定和检测,保证了产品优异的一致性。直接提供计重结果μg/m3 输出,支持 IIC 和 PWM 通讯方式,并可根据不同用户需求,提供进一步定制化服务。




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企业简介

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苏州慧闻纳米科技有限公司是一家专业从事智能传感器研发、生产和销售,同时提供人工嗅觉解决方案的国家级高新技术企业。公司于2014年由具有多年传感器研发和应用经验的前美国宇航局科学家团队成立,目前已研发出针对多种有毒有害气体传感器芯片及相应的检测模块,在江苏昆山和浙江湖州分别建成了MEMS气体传感器、热电堆温度传感器、柔性压力传感器、红外CO2传感器模组、激光PM2.5传感器生产线。公司开发的用于锂电池安全监测模块和集成气体、烟感和温度的多合一电池安全监测设备也广泛用于储能电站和新能源工程车等领域。
目前公司与中科院、清华等单位共同承担了5项国家重点研发项目,与姑苏实验室合作开展人工嗅觉平台研发项目,公司主要负责新型低功耗智能传感器的研发;公司还入选工业信息化部家电智能控制部件及算法“一条龙”应用示范参与单位,所属环节为元器件,主要工作是基础元器件性能、可靠性提升,这也标志着慧闻科技智能气体传感器成为国家新型战略产业链、供应链中关键的基础元器零部件。



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苏州慧闻纳米科技有限公司成立于2014年6月,是一家专注于先进智能气体传感器研发并提供气体检测整体解决方案的高科技公司。公司开发的多通道气体传感阵列芯片及系统具有功耗低、体积小、灵敏度高、选择性好、智能化、可集成等诸多优点。
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