2018年04月16日 | pm2.5传感器四种工作原理及进口品牌介绍

工采网小编从原理出发介绍当下pm2.5传感器应用普遍,进口品牌较多的综合评测、方便集成采用选型

原理介绍：

1,光散射法

光散射原理有LED光（普通光学），激光等原理，传感器可以有效的探测出粒径约0.5um以上颗粒，至此光散射法听着可靠性相对较低，然而又由于光散射原理探头相对便宜，探头易安装，使用，做为监测应用相对合适，相对其它原理有较多的优势，且应用商选择质量较好，并相对稳定，灵敏的探头，数据可靠性大大增加！目前市面上光散射法应用成熟普遍，是pm2.5监测的较好选择！

2、重量法

我国目前对大气颗粒物的测定主要采用重量法。其原理是分别通过一定切割特征的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使环境空气中的PM2.5和 PM10被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差和采样体积，计算出PM2.5和PM10的浓度。必须注意的是，计量颗粒物的单位ug/m3 中分母的体积应该是标准状况下（0℃、101.3kPa）的体积，对实测温度、压力下的体积均应换算成标准状况下的体积。

环境空气监测中采样环境及采样频率要按照HJ.T194的要求执行。PM10连续自动监测仪的采样切割装置一般设计成旋风式，它在规定的流量下，对空气中10um粒径的颗粒物具有50%的采集效率、以下为其技术性能指标表。

3、微量振荡天平法

TEOM微量振荡天平法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管，在其振荡端安装可更换的滤膜，振荡频率取决于锥形管特征和其质量。当采样气流通 过滤膜，其中的颗粒物沉积在滤膜上，滤膜的质量变化导致振荡频率的变化，通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量，再根据流量、现场环境温度和气 压计算出该时段颗粒物标志的质量浓度。

微量振荡天平法颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、滤膜动态测量系统、采样泵和仪器主机组成。流量为1m3/h环境空气样品经过 PM10采样头和PM2.5切割器后，成为符合技术要求的颗粒物样品气体。样品随后进入配置有滤膜动态测量系统（FDMS）的微量振荡天平法监测仪主机， 在主机中测量样品质量的微量振荡天平传感器主要部件是一支一端固定，另一端装有滤膜的空心锥形管，样品气流通过滤膜，颗粒物被收集在滤膜上。在工作时空心锥形管是处于往复振荡的状态，它的振荡频率会随着滤膜上收集的颗粒物的质量变化发生变化，仪器通过准确测量频率的变化得到采集到的颗粒物质量，然后根据收 集这些颗粒物时采集的样品体积计算得出样品的浓度。

4、Beta射线法/β射线法

Beta射线仪则是利用Beta射线衰减的原理，环境空气由采样泵吸入采样管，经过滤膜后排出，颗粒物沉淀在滤膜上，当β射线通过沉积着颗粒物的滤膜时，Beta射线的能量衰减，通过对衰减量的测定便可计算出颗粒物的浓度。

Beta射线法颗粒物监测仪由PM10采样头、PM2.5切割器、样品动态加热系统、采样泵和仪器主机组成。流量为1m3/h的环境空气样品经过 PM10采样头和PM2.5切割器后成为符合技术要求的颗粒物样品气体。在样品动态加热系统中，样品气体的相对湿度被调整到35%以下，样品进入仪器主机 后颗粒物被收集在可以自动更换的滤膜上。在仪器中滤膜的两侧分别设置了Beta射线源和Beta射线检测器。随着样品采集的进行，在滤膜上收集的颗粒物越 来越多，颗粒物质量也随之增加，此时Beta射线检测器检测到的Beta射线强度会相应地减弱。由于Beta射线检测器的输出信号能直接反应颗粒物的质量 变化，仪器通过分析Beta射线检测器的颗粒物质量数值，结合相同时段内采集的样品体积，最终得出采样时段的颗粒物浓度。配置有膜动态测量系统后，仪器能 准确测量在这个过程中挥发掉的颗粒物，使最终报告数据得到有效补偿，理接近于直实值。

由于2，3，4等原理应用比较困难并且价格较高！

重点介绍光散射颗粒物：

品牌：光散射原理的传感器谓是样式百千，价格迥异！（以下排名不分先后）

1.英国alphasense PM2.5传感器 - OPC-N2

PM2.5传感器OPC-N2特性:

粒子范围球形当量大小um（基于1.5RI）0.38~17采样间隔直方图周期（秒）1.4~10总流量升/分钟1最大的粒子计数率颗粒/秒10000测量模式mA(典型)175数字接口/连接MicroUSB(编程),SPI(data)板载可选micro-SD数据存储(.CSVformat)16GB数字接口SPI(Mode1),USB

激光分类作为封闭外壳Class1温度范围°C-10~50湿度范围%rh(连续)0~99(非冷凝)

OPC-N2的电子装置通过SPI接口结合软件应用，可直接在电脑或安卓手机上直观地显示各种尺寸微颗粒物的数量及分布，使用非常简便。

英国Alphasense PM2.5传感器/大气粒子监测器 - OPC-N3

PM2.5传感器/大气粒子监测器OPC-N3是OPC-N2的升级产品，外观尺寸与OPC-N2一样，量程范围达到0.38-40um，能测量到高达 2,000 μg/m3；通道数量扩展到24个，同时板载温度和湿度传感器；可应用于重度污染环境的监测；

PM2.5传感器/大气粒子监测器 OPC-N3特性参数：

测量

粒径范围球面等效粒径0.38~40尺寸分类软件通道数量24采样间隔直方图 周期（秒）1~30总流量（典型）L/min1.2采样流量（典型）mL/min220最大粒子计数率粒子/秒10000最大重合概率%浓度10 6个粒子/L0.84%浓度500个粒子/L0.24

电源

测量模式mA（典型）175待机模式mA（典型）<50电压范围VDC4.8~5.2上电瞬变mW for 1ms<5000数据

数字接口/连接SPI（实时数据与通讯）

微型USB（固件升级和单机模式）

数据存储微型SD（.CSV格式） （GB）16关键规范

数字接口SPI（模式1） ，USB

激光等级同封装外壳1级温度范围℃-10~50湿度范围%rh（持续）0~95（不结露）重量g<105

英国alphasense PM2.5传感器/粉尘传感器 - OPC-R1

英国alphasense PM2.5传感器/粉尘传感器 OPC-R1 参数：

测量

粒径范围球形等积大小 (um)(基于1.5RI)0.4 to 12.5尺寸分类软件树数目16取样间隔柱状图时间（秒）1 to 30总流率升/分1最大微粒计数率微粒/秒10,000最大重合概率106微粒/升时的浓度百分比0.84500微粒/升时的浓度百分比0.24

功耗

测量模式mA（典型）95激光开启，风扇关闭mA（典型）< 5电压范围VDC4.8 to 5.2接通瞬态mW（持续1ms）< 5000规格参数

数字接口（无数据存储）SPI Mode 1激光归类封闭外壳Class 1温度范围℃-10 to 50湿度范围% rh（持续）0 to 95 (non-condensing)重量g< 30

2,日本夏普灰尘传感器（代表型号：GP2Y1010AU0F）

PM2.5粉尘传感器/灰尘传感器GP2Y1010AU0F 特性：

可测量0.8微米以上的微小粒子,感知烟草产生的烟气和花粉,房屋粉尘等.

灵敏度：0.5V/（0.1mg/m3）

输入电压：-0.3-7V

输出电压（无灰尘）：0.9V（TYP）

消耗电流：11mA

灵敏度：0.5V/0.1mg/m3

体积小,重量轻,便于安装

3,日本神荣灰尘传感器PPD4NS/ PD42NS/ PPD42NJ

特性介绍

ppd42nj（官方的型号比较乱,以其规格书为准）最小检出粒子直径：1μm以上；

数据刷新：10-90ms

输出方式：PWM

工作电源：DC5V；

体积：59*45*22(mm）

PPD42NJ是日本神荣在华销售的唯一一个型号的灰尘传感器,做的非常不错,下面列出几个仿品！

4,韩国syhitech 灰尘传感器DSM501 （做为PPD42nj的替代品，以低成本方式，取得非常可观的市场）

灰尘传感器DSM501特性介绍

DSM501最小检出粒子直径：1μm以上；

数据刷新：10-90ms

输出方式：PWM

工作电源：DC5V；

体积：59*45*22(mm）

传感器量程宽度均以0-8000个/283ml 约30000粒/L

韩国syhitech PM2.5传感器 - PDSM010

韩国syhitech 粒子传感器模块 PM2.5传感器 PDSM010特性：

为应用中的有效控制而定制灵敏度

检测约1㎛的粒子

MCU控制(工厂校准)

维护简便

PWM输出(低逻辑脉冲激活)

噪声防护

从应用的角度出发。国产的传感器也是可以考虑的，必竟价格比较经济

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