PM2.5传感器的应用：室内燃香颗粒物的危害

电子设计 2020-12-25 638

描述

随着社会发展和生活方式的改善，人们在室内场所停留的时间越来越多。有研究表明，室内空气比室外空气更容易污染，室内的污染一部分源于室外空气的渗入，一部分则是室内自身的污染源所造成的污染；室内的一些活动，例如：燃香，吸烟，烹饪等燃烧过程会产生大量的微颗粒物，是室内微颗粒物污染的主要来源，其中燃香颗粒物是室内主要污染之一，对空气环境以及人体健康都有着非常大的影响。燃香产生的主要是微颗粒物PM2．5，并且PM2．5在PM10中的占比在97．2％以上。

什么是PM2．5呢？PM2．5指的是空气动力学当量直径小于或等于2．5微米的颗粒物，这种微颗粒物除了人类健康带来巨大的危害，也对环境造成了很大的破坏。当人类长期暴露在PM2．5高浓度环境下，会引发心血管疾病，呼吸道疾病甚至是肺癌。PM2．5可以影响气候，它可以影响云和降雨的过程，间接地影响着气候的变化。PM2．5会增加凝结核的数量，从而使得天空中的雨滴增多，极端时，可能发生暴雨。气象专家和医学专家认为，由微颗粒物造成的雾霾天气对人类健康的危害甚至比沙尘暴还要大，欧盟国家中认为PM2．5导致人们的平均寿命减少8．6个月。人体的生理结构决定了人们对PM2．5没有任何过滤，阻拦能力，可想而知，PM2．5的危害是多么巨大！

有实验表明，在3立方米的密闭环境内点香，然后关闭房门。当香燃烧一个小时之后，测试发现室内的PM2．5呈现除了明显上升的趋势。我国对环境中每立方米PM2．5浓度不超过75微克每立方米的安全标准来看，燃香燃尽后，房间内的PM2．5浓度在2100微克每立方米左右，属于严重超标。可见，燃香对室内空气质量产生的影响有多么巨大。

针对PM2．5，英国Alphasense公司研发并推出了PM2．5传感器OPC－N3与OPC－R1；OPC传感器检测PM2．5的原理基于光的散射，光散射和微粒的大小，光波的波长，微粒的折射率以及微粒对光吸收的特性有关；微粒散射光的强度随着微粒的表面积增加而增大，OPC传感器通过测定散射光的强度就可以推知出微粒的大小。

微颗粒物检测传感器OPC－N3（图左）是在原来的OPC－N1，OPC－N2基础上面升级开发出来的第三代产品，外观尺寸与OPC－N2保持一致的情况下，量程增大到了0．38μm～40μm，并且增加了通道数量，同时增加了办在温度和湿度传感器，降低了待机模式的功耗，供电电压为4．8v～5．2v支持SPI和USB两种通信方式。

OPC－R1（图右）是 alphasense 推出的一款小尺寸的颗粒物检测器，可以检测PM1，PM2．5和PM10。其设备流速比 OPC－N2 和 OPC－N3 高，功耗更低，是一款性价比极高的产品，其量程范围为 0．4～12．4μm，支持SPI通信。

OPC传感器除了可以检测室内环境，也可以用于路边站监测，工业测量等场合，对于PM2．5微颗粒带来的危害，OPC传感器可以提供精确，智能的数据检测。

审核编辑：符乾江

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