PM2.5传感器中激光、红外原理之间的区别是什么

仁科测控 2020-10-26 1906

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PM是“particulate matter（颗粒物）”的缩写，悬浮在空气中，直径小于等于2.5微米的称为PM2.5，又称细颗粒物。与较粗大的颗粒物相比，细颗粒物富含更大量的有毒有害物质，而且能在大气中停留更长时间，输送距离也更远，对大气环境及人体健康的影响也更大，是导致黑肺和雾霾天的主要凶手。在颗粒物PM2.5监测设备中，选用的传感器主要有两种：红外原理PM2.5传感器与激光原理PM2.5传感器。

红外原理PM2.5传感器由于精度不够主要用于工矿扬尘，检测对象为大粒径、高浓度粉尘，检测级别是mg/m3，无法准确测量PM2.5的浓度，只能检测灰尘污染程度，当然早期的空气净化器也是使用这种原理传感器，测量结果仅供参考，准确度偏低，一般用于判断灰尘污染程度等级。后来激光型PM2.5传感器的诞生，可以精确测量PM2.5浓度，主要应用在PM2.5检测领域，可嵌入到家用（车载、手持）空气检测仪、空气净化器中，新型激光型PM2.5传感器是基于定量测量，可检测0.3μm的颗粒物，能够精确测量PM1.0、PM2.5、PM10的数值，精度高。

那么两者之间有什么区别呢？

1、结构原理

红外原理PM2.5传感器的结构和电路相对简单。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，当有颗粒物通过时，接触到LED光源之后发生反射现象，光敏探测器接收到不同强度的反射光，再通过放大处理及运算后得到检测结果。

而激光原理PM2.5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，在适当位置放置光电探测器用以接收散射光，然后经过光电探测器的光电效应产生电流信号，经运放电路放大及处理后，即可得到细颗粒物浓度值。输出信号可用串口、I²C、PWM等多种方式。

2、测量精度与寿命

红外原理PM2.5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。而激光原理PM2.5传感器可以检测到0.3um以上的颗粒。因为自带高性能MCU，采用风扇或鼓风机采集大量数据，经由专业颗粒物计数算法分析，所以，在采样方式、数据准确性、算法处理等方面都比红外PM2.5传感器更有优势。

3、价格与成本

红外原理PM2.5传感器由于结构简单所以成本一般在20~50元之间。而激光原理PM2.5传感器由于结构相对复杂，市场价格在90-180元之间。因为增加了激光发生器和风机等机构并且需要复杂电路结构，技术门槛较高，所以价格较贵一些。

4、发展趋势

在激光原理PM2.5传感器进入民用领域之前，很多监测PM2.5的仪器都采用红外原理PM2.5传感器。但是随着传感器行业的发展，加上一些大厂实现了激光原理PM2.5传感器的批量化生产，激光原理PM2.5传感器的造价在逐步降低。

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