Partikelsensoren (PM) mit zwei unterschiedlichen Prinzipien
Die Feinstaubsensoren, die auch als Partikelsensoren, PM2.5-PM10-Sensoren oder Staubsensoren auf dem Markt bekannt sind, werden in zwei verschiedene Typen unterteilt, die auf Laser- und Infrarotprinzipien basieren. Beide Typen werden verwendet, um Partikel in der Luft zu erkennen, die Luftqualität in Innenräumen zu überwachen und bei Luftverschmutzung Alarm zu schlagen. Was ist der Unterschied zwischen ihnen? Vergleichen wir sie aus folgender Perspektive.
Struktur und Prinzip
Infrarot-Partikelsensor
Der auf dem Infrarotprinzip basierende PM-Sensor ist relativ einfach aufgebaut. Er verfügt über Infrarot-LED-Licht als Lichtquelle. Nach dem Prinzip der Lichtstreuung trifft das von der LED ausgestrahlte Licht auf die Partikel und erzeugt eine Reflexion. Das lichtempfindliche Element erkennt die Lichtintensität des reflektierten Lichts und beurteilt die Partikelkonzentration anhand der Intensität des Impulssignals durch Verarbeitungs- und Klassifizierungsalgorithmen. Wenn keine Partikel erkannt werden, ist die Ausgabe des lichtempfindlichen Detektors ein niedriger Impuls; wenn dagegen Partikel erkannt werden, ist die Ausgabe ein hoher Impuls.
Laser-Partikel-Sensor
Im Unterschied zum Infrarot-PM-Sensor verfügt der Laserpartikelsensor über einen Ventilator, der einen stabilen Luftstrom bereitstellt und schnell die PM-Konzentration in der Umgebung erfasst.
Da der Laser-PM-Sensor eine Laser-LED als Lichtquelle verwendet, sind seine Struktur und Schaltung komplexer als die des Infrarotsensors. Wenn feine Partikel oder Staub in der Luft von einem konstanten Luftstromventilator in den Laserstrahl im Sensor geblasen werden, wird das Laserlicht gestreut. Wir platzieren einen Fotodetektor an einer geeigneten Stelle, sodass er nur gestreutes Licht empfängt und dann durch den photoelektrischen Effekt ein elektrisches Signal erzeugt; nach der Verstärkung durch die Schaltung kann die Feinpartikelkonzentration ermittelt werden.
Messgenauigkeit
Das Infrarotlicht hat eine lange Wellenlänge (etwa 700 bis 900 nm) und die Messgenauigkeit des Infrarot-PM-Sensors bei Partikeln mit einem aerodynamischen Durchmesser von weniger als 1 µm ist unzureichend. Da das Signal der Infrarot-LED-Lichtstreuung schwächer ist als das von Laserlicht, reagiert es nur relativ deutlich auf große Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 1 µm. Zur Steuerung des Probenluftstroms wird nur ein Heizwiderstand verwendet und die Anzahl der Proben ist gering. Die Messgenauigkeit liegt bei etwa ±30 %.
Der Laser-PM-Sensor kann Staubpartikel bis zu einer Größe von 0.3 µm erkennen. Da er mit einer leistungsstärkeren MCU ausgestattet ist, verwendet er einen Lüfter mit konstanter Geschwindigkeit, um die Luftzufuhr zu erhöhen und Daten mit höherer Dichte zu erfassen. Die Gesamtmessgenauigkeit kann ±10 % erreichen. Daher hat der Laser-Staubsensor im Vergleich zum Infrarot-Staubsensor klare Vorteile in Bezug auf Messgenauigkeit, Empfindlichkeit, Genauigkeit und Konsistenz.
Anwendungen
Aufgrund der geringeren Genauigkeit wird der Infrarot-Partikelsensor hauptsächlich zur Erkennung relativ großer Partikel und zur Alarmierung bei Bergbaustaub eingesetzt. Er ist nicht in der Lage, die Partikelkonzentration präzise zu erfassen.
Der PM-Sensor mit Laserprinzip wird hauptsächlich im Bereich der hochpräzisen Partikelerkennung eingesetzt und kann in Haushalts-Luftqualitätsdetektoren (Fahrzeuge, tragbare Geräte), Luftreiniger, Klimaanlagen und HLK-Systeme integriert werden. Darüber hinaus werden Laserprinzipsensoren auch im Bereich des Internets der Dinge zur Datenerfassung und Überwachung der Umweltqualität eingesetzt.
Entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen der Kunden hat Winsen Staubsensoren mit unterschiedlichen Lüftern, Ein-/Auslässen, Strukturen und Größen usw. entwickelt. Die Sensoren werden häufig in Staubdetektoren, Luftreinigern, Frischluftsystemen, Smart Homes, Klimaanlagen und anderen Bereichen eingesetzt.
