當(dāng)前位置: 首頁 > 傳感測量產(chǎn)品 > 工業(yè)傳感器 > 溫濕度傳感器
發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:60
小米空氣凈化器2空氣質(zhì)量傳感器是什么
小米空氣凈化器2空氣質(zhì)量傳感器是日本神榮傳感器。
根據(jù)提供的消息資料,就能了解到小米空氣凈化器2空氣質(zhì)量傳感器是什么。小米空氣凈化器2延續(xù)了和一代完全一致的設(shè)計(jì)理念,依然是十分簡約的日系風(fēng)格,同時還取消了機(jī)身正面的小米Logo。小米空氣凈化器2的占地面積相比一代,正方形邊長減少了20mm為240mm,面積比一張A4紙略小一點(diǎn)點(diǎn),整體擺放還是很節(jié)省空間的。
小米空氣凈化器2體積的縮小完全依賴于電機(jī)和風(fēng)扇風(fēng)道結(jié)構(gòu)的改變,濾芯部分并沒有尺寸上的縮減。小米空氣凈化器2側(cè)面取消了一代的側(cè)通風(fēng)路設(shè)計(jì),全部的出風(fēng)均從頂部吹出??諝膺M(jìn)風(fēng)口依然是機(jī)身上的無數(shù)個規(guī)整的小洞,采用下進(jìn)風(fēng)上出風(fēng)的設(shè)計(jì),機(jī)身下部三面270°布置有進(jìn)風(fēng)口,后蓋板的一側(cè)依舊是封死的。
小米空氣凈化器2溫濕度傳感器是什么
小米空氣凈化器2溫濕度傳感器是瑞士盛思銳傳感器。
小米空氣凈化器2的機(jī)身背面的空氣質(zhì)量探測窗口,面板可從內(nèi)部摘下方便清潔,傳感器采用的是日本神榮傳感器。不過由于其位置的原因,凈化器的這一面最好不要完全貼墻放置,須留出一定空間以供空氣流通循環(huán)檢測,完全貼墻防止會影響空氣質(zhì)量檢測的效果。
小米空氣凈化器2空氣質(zhì)量傳感器是什么?小米空氣凈化器2為了減小機(jī)身高度縮小體積,采用了單電機(jī)雙風(fēng)扇的設(shè)計(jì)。軸流扇葉和混流扇葉通過一個無刷電機(jī)驅(qū)動,配合全新設(shè)計(jì)的錐形風(fēng)道,可以獲得相當(dāng)不錯的換氣效率。小米空氣凈化器2的軸流風(fēng)扇和渦流風(fēng)扇都采用9片葉片的設(shè)計(jì),葉片依舊經(jīng)過了精密的動平衡設(shè)計(jì),減小噪音,提高運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。
原標(biāo)題:空氣凈化器傳感器有哪些?市面上空氣凈化器都用什么樣的傳感器?
家電類產(chǎn)品對傳感器的應(yīng)用 家電類產(chǎn)品隨著消費(fèi)者對檢測可視化及便于感知的需求,對于不同類型的傳感器的應(yīng)用也各有不同,此文重點(diǎn)展示現(xiàn)有應(yīng)用比較廣泛的家電類產(chǎn)品所涉及到的傳感器,傳感器包括PM2.5粉塵傳感器,甲醛傳感器,VOC傳感器,溫濕度傳感器,CO2傳感器等等,對傳感器的發(fā)展情況、技術(shù)原理和技術(shù)水平現(xiàn)狀、現(xiàn)有主要廠家、主要產(chǎn)品和應(yīng)用情況等進(jìn)行匯總總結(jié)。 1.PM2.5激光粉塵傳感器 1.1 檢測技術(shù)原理
激光器的定時開關(guān)(一般為200ms-500ms之間)形成兩個電流信號值,此電流信號值通過信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電壓信號,通過電壓放大器把電壓信號放大,然后通過MCU端計(jì)算兩個電壓信號的差值計(jì)算出對應(yīng)的粉塵個數(shù)n與基準(zhǔn)PM2.5檢測設(shè)備輸出值的對應(yīng)關(guān)系。最終形成檢測2.5值P與粉塵個數(shù)n之間的線性關(guān)系: P=K*n+b 其中P為檢測設(shè)備輸出的2.5數(shù)值(檢測設(shè)備一般選用TSI8530作為基準(zhǔn)),K值為對應(yīng)的P與離子個數(shù)n之間的線性相關(guān)性,即斜率;b為對應(yīng)的截距。 通過反復(fù)擬合輸出PM2.5值與離子個數(shù)n的關(guān)系,最終形成相應(yīng)的線性關(guān)系,燒錄到對應(yīng)的傳感器MCU中,形成傳感器對應(yīng)的數(shù)字輸出值。 PID控制器可以理解為通過計(jì)算反饋風(fēng)扇額定設(shè)定轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的差值對應(yīng)的占空比的差值變化進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償,使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速盡可能的接近設(shè)定額定轉(zhuǎn)速,從而保證傳感器對應(yīng)的進(jìn)氣量恒定,從而保證單位時間內(nèi)氣流的穩(wěn)定。 1.2 傳感器組成 PM2.5激光粉塵傳感器主要由激光模組,風(fēng)扇,MCU等組成;激光膜組行業(yè)主流產(chǎn)品為:羅姆,QSI和索尼為主,同時對于民用產(chǎn)品一般激光膜組的溫度選擇多為50℃的,而對于車規(guī)級別的多數(shù)為70℃;風(fēng)扇多選用DC直流風(fēng)扇,包括風(fēng)普利,永誠創(chuàng),臺達(dá),建準(zhǔn)等,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速一般控制在4000r/min左右,各家產(chǎn)品略有差異;產(chǎn)品的差異性主要體現(xiàn)在測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性及一致性方面。 1.3 傳感器的性能技術(shù)指標(biāo) 目前此行業(yè)相對技術(shù)比較成熟,技術(shù)指標(biāo)基本上都控制在100μg/m3以內(nèi)為±10μg/m3,100μg/m3以上標(biāo)稱都為±10%的偏差!
但同時不可避免的存在著因?yàn)楦骷覀鞲衅鳂?biāo)定篩選過程的差異,會導(dǎo)致產(chǎn)品及品牌的認(rèn)知度存在不小的差異! 傳感器驗(yàn)證四步法:demo板接10pcs傳感器,然后正常使用情況下連續(xù)工作1個月左右(過程中可一段時間用香煙刺激一次,看傳感器數(shù)據(jù)的變化!),然后聽傳感器是否有異音等問題,看傳感器數(shù)據(jù)一致性是否有變化,摸傳感器震動是否超標(biāo)或過大;對于正常的傳感器來說,只需要保證傳感器本身的一致性就可以,無需去強(qiáng)調(diào)判斷傳感器的準(zhǔn)確性(準(zhǔn)確性是相對的,而且根據(jù)傳感器所裝結(jié)構(gòu)的差異,也會存在測試調(diào)試過程);部分傳感器存在正常使用很難到0的問題,這個跟傳感器廠家本身對傳感器的設(shè)定有關(guān),驗(yàn)證方法為:用手堵住傳感器進(jìn)氣口后觀察傳感器能否在3-5s內(nèi)到0。 另:用此類家用級別的激光粉塵傳感器測試PM10,此數(shù)據(jù)的來源大多數(shù)廠家通過比例系數(shù)換算的方式獲取,所以用2.5傳感器顯示PM10準(zhǔn)確性很差,這也跟PM10在空氣中的運(yùn)行方式及不均勻性有關(guān)。 1.4 PM2.5傳感器推薦 日本figaro 激光顆粒物傳感器 PM2.5傳感器 - TF-LP01是利用散射原理對空氣中粉塵顆粒進(jìn)行檢測的小型模組,具備體積小、檢測精度高、重復(fù)性好、一致性好、實(shí)時響應(yīng)可連續(xù)采集、抗干擾能力強(qiáng)、采用超靜音風(fēng)扇,傳感器出廠100%檢測和標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn)。 日本figaro 激光顆粒物傳感器 PM2.5傳感器TF-LP01特點(diǎn): 檢測精度高 響應(yīng)時間短 產(chǎn)品小型化 日本figaro 激光顆粒物傳感器 PM2.5傳感器TF-LP01應(yīng)用: 空氣凈化器、便攜式空氣質(zhì)量檢測設(shè)備、智能家居等場所。
2 甲醛傳感器 2.1 甲醛傳感器的種類劃分 ①甲醛氧化物氣體傳感器,靈敏度和恢復(fù)-響應(yīng)特性也都達(dá)到了一定的高度,但選擇性不高,主要是甲醇、乙醇、苯、甲苯、硫化氫、氨氣、酒精、液化氣、汽油等的干擾,但不同的氣敏元件的干擾氣體不同,可采用復(fù)合摻雜的方法提高其選擇性。另外,適當(dāng)利用傳感器的電阻-溫度特性可提高甲醛氣體氧化物傳感器的選擇性,減小材料顆粒、增大比表面積和改善氣敏材料的制備工藝從而提高氣敏材料的質(zhì)量可以使氣敏元件的靈敏度和響應(yīng)-恢復(fù)特性進(jìn)一步提高。 ②可視化熒光甲醛傳感器的選擇性較好,線性響應(yīng)也較好,它不需要借助任何光譜儀器就能進(jìn)行可視化測定,但其恢復(fù)-響應(yīng)特性和靈敏度都有待進(jìn)一步提高。可用于定性和半定量的可視化的檢測甲醛。 ③聲表面波甲醛氣體傳感器受溫度、濕度影響,要進(jìn)行溫度、濕度補(bǔ)償,選擇性和靈敏度都不高。尋找對甲醛選擇性更好,吸附力更強(qiáng),敏感度更高的敏感薄膜和提高薄膜涂覆的質(zhì)量是提高其氣敏性能的兩個方向。 ④甲醛氣體分子篩傳感器的選擇性和靈敏度都有待進(jìn)一步研究,恢復(fù)-響應(yīng)特性也還有待進(jìn)一步提高。如果能找到新的、對甲醛吸附能力更強(qiáng)的吸附劑,則能提高傳感器的性能。 ⑤甲醛氣體電子鼻(組合傳感器)的抗干擾能力強(qiáng),響應(yīng)專一,靈敏度高,測量結(jié)果精確,檢測下限低,恢復(fù)-響應(yīng)特性佳,是多種傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。甲醛氣體電子鼻是多種甲醛傳感器復(fù)合,綜合性能較好,是將來甲醛氣體傳感器研究的重點(diǎn)方向。 甲醛傳感器的檢測方式包括兩種方式,一種為半導(dǎo)體方式,一種為電化學(xué)方式,兩種檢測機(jī)理各有優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)不同的使用場景,具有不同的應(yīng)用方式; 半導(dǎo)體類型甲醛傳感器:主要以MOX等金屬氧化物為甲醛敏感材料,主要金屬氧化物包括:有半導(dǎo)體氧化銦、氧化錫和氧化鋅等。半導(dǎo)體甲醛傳感器在一定溫度下對甲醛高度敏感,其電阻率隨甲醛濃度的升高而降低。通過測量傳感器的電阻變化就能檢測出室內(nèi)甲醛含量,但半導(dǎo)體傳感器普遍存在靈敏度低和選擇性差的不足;但同時存在壽命長的優(yōu)勢,因?yàn)榘雽?dǎo)體金屬氧化物幾乎無損耗情況,行業(yè)內(nèi)統(tǒng)稱為半永久型傳感器。 電化學(xué)類型甲醛傳感器:目前甲醛傳感器行業(yè)的主流類型,具有一致性好,靈敏度高,響應(yīng)時間和恢復(fù)時間短等特點(diǎn),但也存在壽命短的問題。 對于電化學(xué)甲醛傳感器,又包含兩種類型,一種為選用固態(tài)電解質(zhì)方案的如EC-Sence的,可以有效的解決溫濕度對傳感器的零點(diǎn)漂移影響,但同樣存在因固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)致的反應(yīng)不均勻而出現(xiàn)的信號靈敏度差的問題,正常對于低濃度的檢測精度不高,但對高濃度環(huán)境檢測性能較好,所以也決定了此類型的傳感器不太適合應(yīng)用于民用環(huán)境。
2.2 檢測技術(shù)原理 考慮到目前的實(shí)際應(yīng)用效果,重點(diǎn)以電化學(xué)甲醛傳感器的檢測機(jī)理進(jìn)行描述: 目前的甲醛傳感器檢測甲醛時發(fā)生如下的電化學(xué)反應(yīng): 陽極(工作電極):HCHO+H2O→CO2+4H++4e 陰極(對電極):O2+4H++4e-→2H2O 整個反應(yīng)方程式為:HCHO+O2→CO2+H2O 電化學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)比較簡單,測量范圍和分辨率基本能達(dá)到室內(nèi)環(huán)境檢測的要求,但缺點(diǎn)是所受干擾物質(zhì)多。由于電解質(zhì)與被測甲醛氣體發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng)而被消耗,故其工作壽命短。 對于甲醛傳感器的組合模塊,也有相似的甲醛檢測過程,但是因?yàn)樵黾由狭薞OC進(jìn)行干擾氣體的判斷(程序邏輯算法優(yōu)化),可以一定程度上降低其他氣體的干擾導(dǎo)致的甲醛突變,同時通過溫濕度傳感器檢測周邊溫度的變化,調(diào)整甲醛傳感器零點(diǎn)漂移和溫度補(bǔ)償問題。
2.3 電化學(xué)甲醛傳感器的組成 電化學(xué)甲醛組成一般如下圖所示
1.上塑膠外殼 2.下塑膠外殼 3.透氣防水過濾膜(一般有聚四氟乙烯等共聚物等制成,具有優(yōu)異的防水透氣性) 4.透氣孔 5.電解質(zhì)液(一般為硫酸磷酸等酸性電解質(zhì)的一種或幾種混合,也有的是以氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿性電解質(zhì)的一種或幾種混合,也有的是用氯化鈉、醋酸鉀等中性電解質(zhì)的一種或幾種混合而成。) 6.電極(包括正負(fù)電極,目前批量化成熟產(chǎn)品多為兩電極類產(chǎn)品) 7.電解基片(目前國內(nèi)的一些甲醛傳感器廠家通過購買達(dá)特基片進(jìn)行封裝而成) 8.PCBA 當(dāng)氣體通過擴(kuò)散方式進(jìn)入到傳感器中時,測其化學(xué)性質(zhì)(如電流,電位,電量等)的變化則可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)及含量的測定,傳感器的正電極和負(fù)電極由一個電解質(zhì)液隔開,電化學(xué)傳感器通過與被測氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作,氣體通過微小的透氣孔與傳感器產(chǎn)生反應(yīng),然后再經(jīng)過透氣防水過濾膜,到達(dá)電極表面,氣體與傳感器電極發(fā)生反應(yīng),以產(chǎn)生充分的電信號,同時防止電解質(zhì)液出傳感器,通過透氣防水過濾膜擴(kuò)散的氣體與傳感器電極發(fā)生反應(yīng),傳感的電極可以采用氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的機(jī)理,這些反應(yīng)由針對備測氣體而設(shè)計(jì)的電極材料進(jìn)行催化,通過電極間連接的電阻器,與被測氣濃度成正比的電流會在正電極與負(fù)電極之間流動,通過測量該電流的大小即可確定氣體濃度。 2.3 傳感器的性能技術(shù)指標(biāo) 電化學(xué)甲醛傳感器的技術(shù)指標(biāo),各廠家標(biāo)稱的參數(shù)差別不大,如下圖煒盛的為例:
MEMS 微結(jié)構(gòu)氣體傳感器發(fā)展速度迅猛,目前主流設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有三種,即封閉膜式結(jié)構(gòu)(Closed membrane)、橋式結(jié)構(gòu)(Bridge type)和懸臂梁式結(jié)構(gòu)(Suspended type),其核心部件為信號電極、加熱電極和氣敏材料。對于甲醛傳感器的選擇,主要關(guān)注如下幾個指標(biāo),從下述指標(biāo)的優(yōu)劣確認(rèn)最合適的傳感器。 1. 分辨率 在相同的檢測條件下,通入與甲醛濃度相同的干擾氣體,傳感器電阻在甲醛和干擾氣體中,相對穩(wěn)態(tài)時阻值的變化量之比,即: α=ΔR1/ ΔR2 式中ΔR1為檢測甲醛氣體元件電阻值的變化量,ΔR2為檢測其他氣體的電阻值變化量。 傳感器的分辨閾值一般在0.05mg/m3。 2. 響應(yīng)時間 處于穩(wěn)態(tài)下的 N 型半導(dǎo)體氣體傳感器接觸到被測氣體后,輸出的電壓值為其穩(wěn)定值的90%時,所花費(fèi)的時間為氣體傳感器的響應(yīng)時間。T90 :傳感器暴露在穩(wěn)定甲醛濃度下 4T90(4 倍響應(yīng)時間)時間后,可以認(rèn)為傳感器示數(shù)達(dá)到穩(wěn)定。一般為30s左右 3. 恢復(fù)時間 當(dāng)被測氣體被迅速排空后,N型半導(dǎo)體氣體傳感器輸出的電壓值回復(fù)到初態(tài)時的10%時,所花費(fèi)的時間為氣體傳感器的恢復(fù)時間。 T10一般比響應(yīng)時間長一半左右,大概為45s左右。 4. 一致性 同種材料、同種工藝制作的多個氣體傳感器在檢測同濃度的被測氣體時,所輸出的信號曲線的相似性。 5. 重復(fù)性 同一個傳感器對被測氣體進(jìn)行反復(fù)多次檢測后,檢測同濃度的被測氣體時,每次檢測結(jié)果的一致性。 6.甲醛傳感器的溫濕度影響:電化學(xué)甲醛受溫度和濕度影響較大,溫度越高,輸出的A/D值信號越小,對應(yīng)的輸出值越低;濕度越高,信號越強(qiáng),對應(yīng)的輸出值越高。但相對來說在使用溫度范圍內(nèi)0-40℃內(nèi),整體數(shù)據(jù)的影響大概在50%左右,而在一定的濕度范圍內(nèi),相對應(yīng)該比例在10%左右,所以溫度對甲醛傳感器的影響干擾問題必須重點(diǎn)考慮。 7.靈敏度:靈敏度一般是指單位氣體濃度對應(yīng)的被檢測量(如:電阻)的變化。它的單位一般是A/ppm,Ω/ppm,1/ppm等。靈敏度和響應(yīng)度(Response)既有區(qū)別又有聯(lián)系。響應(yīng)度通常是指一定濃度氣氛下,被測量的變化值,它對應(yīng)的單位是A、Q等。一般來說,相同的氣體濃度下,響應(yīng)度越大,靈敏度越高。 通過對電化學(xué)甲醛傳感器響應(yīng)與恢復(fù)時間、靈敏度、檢出限、分辨力、有效量程、使用壽命和不確定度全面的測試調(diào)研,分析其離散程度,求得各指標(biāo)客觀權(quán)重及各層級分項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度。 其中傳感器的不確定度是通過分析具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用相應(yīng)的不確定度分量評定方法進(jìn)行估算的。 2.4 甲醛傳感器推薦 TB600B 系列甲醛檢測模組匯集了諸多來自德國的高精度檢測技術(shù),以及德國團(tuán) 隊(duì)的設(shè)計(jì)理念,核心傳感器采用全球電化學(xué)領(lǐng)域體積最小的德國 EC yense 固態(tài)聚合物甲醛傳感器??梢蕴娲覀兊谋亲尤ゾ珳?zhǔn)嗅出甲醛濃度, 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)甲醛氣體的監(jiān)測。 UART 數(shù)字式信號輸出,省去了客戶對傳感器應(yīng)用的了解,以及校準(zhǔn)的繁瑣工作。
德國EC sensor 甲醛傳感器 TB600B特點(diǎn): 精度高,壽命長 響應(yīng)速度快,回零快、即插即用 抗中毒性好 使用簡單,UART數(shù)字信號輸出 德國傳感器耐久可靠 優(yōu)良的精度、可重復(fù)性、線性、一致性 無需核準(zhǔn),零點(diǎn)無漂移 抗電磁干擾能力強(qiáng) 帶固定安裝孔,方便安裝 第四代甲醛傳感器,配方、材料、生產(chǎn)工藝全新改良升級 極強(qiáng)的抗干擾性能,對低濃度乙醇、CO 、芳香烴、異味、煙氣,空氣 清新劑等有很好的抗干擾能力 全新的微電路設(shè)計(jì),即插即用,無需長時間暖機(jī) < 快速響應(yīng),快速回零 獨(dú)立溫濕度數(shù)字傳感器,結(jié)合智能算法,環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng),檢測更準(zhǔn)確 并長期穩(wěn)定。
德國EC sensor 甲醛傳感器 TB600B應(yīng)用: 家居及商業(yè)場所裝飾家具及材料產(chǎn)生的甲醛氣體 家居及商業(yè)裝修后空氣污染檢測 空氣凈化器/ 新風(fēng)系統(tǒng) 凈化的效果狀況,隨時隨地可以通過對空氣中甲醛的檢測,對凈化前和凈化后的空氣品質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)自動控制凈化和新風(fēng)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)高效除甲醛,達(dá)到潔凈的空氣環(huán)境。車內(nèi)空氣污染檢測 在車內(nèi)鼻子產(chǎn)生了適應(yīng)性,該檢測模組可以實(shí)時對空氣進(jìn)行檢測,實(shí)現(xiàn)與空調(diào)聯(lián)動進(jìn)行內(nèi)循環(huán)或者外尋循環(huán)設(shè)置,或者提示開窗通風(fēng),或聯(lián)動車載空氣凈化器,確保良好的車內(nèi)空氣品質(zhì),保證自己是健康和舒適度。
3 VOC傳感器/空氣質(zhì)量傳感器 3.1 VOC傳感器的種類劃分 VOC傳感器的種類劃分與甲醛傳感器相似,也可粗分為半導(dǎo)體型傳感器和電化學(xué)型傳感器(其他還包括工業(yè)級的PID光離子氣體傳感器等)兩種傳感器可以從傳感器的外觀上加以區(qū)分,如下圖所示:
半導(dǎo)體類型VOC傳感器
電化學(xué)類型VOC傳感器 從檢測機(jī)理上決定了,半導(dǎo)體型傳感器一致性會稍差,但由于金屬氧化物的氧化特性,具有半永久特性;電化學(xué)傳感器因隨著電解質(zhì)的消耗,會存在零點(diǎn)漂移及壽命問題,但一致性會較好。 3.2 檢測技術(shù)原理 常見VOC氣體傳感器根據(jù)其工作原理主要分為三大類:電化學(xué)氣體傳感器(如電阻、電流、阻抗、電位等)、光學(xué)類傳感器(包括光譜吸收型、熒光法、可視化法等)以及質(zhì)量型氣體傳感器(例如石英晶體微天平和表面聲波氣體傳感器)等。按照氣敏材料可以分為半導(dǎo)體金屬氧化物材料、有機(jī)聚合物材料、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料等。近年來,氣體傳感器的發(fā)展趨勢是微型化、智能化和多功能化。 3.2.1 電化學(xué)VOC傳感器 電化學(xué)VOC傳感器的檢測原理為VOC氣體與氣敏材料的表面產(chǎn)生吸附或者反應(yīng)(物理吸附或者化學(xué)吸附),從而引起其電學(xué)性質(zhì)(如電阻、電流、阻抗、電位等)的變化。其中基于半導(dǎo)體金屬氧化物的電導(dǎo)型VOC傳感器應(yīng)用最為廣泛,在當(dāng)前的氣體傳感領(lǐng)域中占有重要的地位。按照其對氣體電學(xué)檢測裝置來分,可分為常見的雙電極電導(dǎo)型檢測系統(tǒng)和三電極場效應(yīng)管檢測系統(tǒng)。按照VOC電學(xué)氣敏材料可以分為半導(dǎo)體金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物、納米材料(典型的納米材料如零維金納米簇、一維碳納米管或硅納米線以及多維石墨烯等)以及多孔材料等。
電化學(xué)或半導(dǎo)體VOC傳感器使用過程中,都存在傳感器加熱組件,使反應(yīng)介質(zhì)的溫度升高到300℃左右,通過高溫使進(jìn)入傳感器上的氣體氣化,氣化過程中檢測到電信號的變化,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)值濃度的過程。 3.2.2 光學(xué)VOC傳感器(高端儀器) 基于光學(xué)信號的氣體傳感器具有抗電磁場干擾性強(qiáng),快速靈敏,易于實(shí)現(xiàn)對有機(jī)氣體的在線監(jiān)測模式等優(yōu)點(diǎn)。按照工作原理來分,光學(xué)傳感器的種類有反射干涉法、紫外可見吸光光度法、基于顏色變化的可視化法、熒光法、表面等離子共振法以及光纖傳感技術(shù)等。光學(xué)氣敏材料有傳統(tǒng)的卟啉及金屬卟啉類、熒光染料分子、pH指示劑以及新型的仿生光子晶體等。
3.3 傳感器性能技術(shù)指標(biāo) 對于此類型傳感器,多數(shù)的空凈行業(yè)應(yīng)用為定性顯示趨勢,然后用優(yōu)良中差的方式展示室內(nèi)氣態(tài)污染物的變化情況,同時由于VOC檢測基準(zhǔn)的規(guī)范性無法準(zhǔn)確判定傳感器實(shí)際顯示值與實(shí)際情況的偏差情況;絕大多數(shù)氣態(tài)污染物的標(biāo)定物質(zhì)選擇酒精作為標(biāo)定氣體,而標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定氣體應(yīng)該選用異丁烯可能更接近于VOC的真實(shí)情況。 下圖為截取的Fis VOC傳感器模塊的部分參數(shù)說明
與其他氣態(tài)傳感器相似,參數(shù)指標(biāo)的關(guān)注點(diǎn)主要為:響應(yīng)時間,恢復(fù)時間,檢測范圍,靈敏度及衰減--信號強(qiáng)度指標(biāo)等,同時要考慮傳感器的“中毒”現(xiàn)象。 如果考慮數(shù)顯的問題,就需要關(guān)注傳感器本身的一致性及衰減情況,需要在應(yīng)用前提前預(yù)估好可能的使用場景等。
3.4 主要傳感器推薦 空氣質(zhì)量傳感器TGS2602對低濃度氣味的氣體具有很高的靈敏度,這樣還可以對辦公室與家庭環(huán)境中的廢棄物所產(chǎn)生的氨、硫化氫等氣體進(jìn)行檢測。該傳感器還對木材精加工與建材產(chǎn)品中的VOC揮發(fā)性氣體如甲苯有很高的靈敏度。由于實(shí)現(xiàn)了小型化,加熱器電流僅需56mA,外殼采用標(biāo)準(zhǔn)的TO-5金屬封裝。
空氣質(zhì)量傳感器TGS2602特點(diǎn): * 對VOC與氣味有高靈敏度 * 低功耗 * 對污染空氣有高靈敏度 * 使用壽命長 * 應(yīng)用電路簡單 * 體積小 空氣質(zhì)量傳感器TGS2602有以下用途: 1.確定某一環(huán)境中臭味的發(fā)生源以及檢驗(yàn)除臭劑的效果; 2.判斷食品的鮮度以及調(diào)查某種保存方法下食品劣化的速度; 3 檢測已刷涂料或油漆的氣味濃度以確定它們的干燥程度; 4.利用比較器的輸出電壓去控制排風(fēng)機(jī)的開、關(guān),自動保持局部環(huán)境的空氣清潔。
4.CO2傳感器 4.1 CO2傳感器的種類劃分 目前相對準(zhǔn)確性高,普及率廣的二氧化碳傳感器主要是紅外吸收式二氧化碳傳感器。紅外吸收式二氧化碳傳感器優(yōu)勢在于測量精度高、選擇型好、敏感性與精度高、不受氣體濃度影響。此外,還有一些電化學(xué)氣敏電極式、半導(dǎo)體式、固體電解質(zhì)、敏感薄層式等類型的二氧化碳傳感器。其中,電化學(xué)氣敏電極式二氧化碳傳感器屬于pH傳感器,容易受各種酸堿氣體干擾,且電極中的玻璃膜易受干擾、響應(yīng)時間長;半導(dǎo)體式二氧化碳傳感器選擇性差, 誤報率較高,且不穩(wěn)定,易受環(huán)境因素影響;固體電解質(zhì)式二氧化碳傳感器材料機(jī)械性能 差,價格昂貴,且需要高溫工作環(huán)境。 同時有一些VOC傳感器通過等效顯示CO2的方式,展示相應(yīng)的CO2濃度,原理上描述為:室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生的CO2都是人體活動產(chǎn)生的,人體活動過程中會伴隨著其他碳?xì)浠衔铮╒OC)的釋放,通過一定的換算關(guān)系實(shí)現(xiàn)VOC與aCO2之間的比例換算,從而實(shí)現(xiàn)類似于檢測CO2的效果。 4.2 檢測技術(shù)原理 結(jié)合目前產(chǎn)品的應(yīng)用及等效CO2效果較差的情況,本文重點(diǎn)介紹紅外吸收式二氧化碳傳感器的技術(shù)原理。 二氧化碳傳感器的結(jié)構(gòu),不管外觀差異多少,最終的組成部分不外乎如下幾項(xiàng):防水透氣膜,PCBA(光源+光電轉(zhuǎn)換器)及光室(光通過時光路的檢測“暗室”)等組成。當(dāng)空氣中的CO2通過擴(kuò)散方式進(jìn)入到檢測光路中時,通過把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的形式輸出出來,通過與標(biāo)準(zhǔn)儀器的標(biāo)定換算出兩者的線性關(guān)系。 紅外CO2傳感器根據(jù)測量方式的不同,可分為單通道和雙通道,具體檢測機(jī)理區(qū)別如下圖所示:
大氣通過擴(kuò)散作用通過防水透氣膜進(jìn)入到光路中,紅外光源發(fā)出紅外光照射到反射弧形面(弧形面的斜率一般控制在30-60°),紅外光通過照射或穿透CO2氣體時,會產(chǎn)生光強(qiáng)的變化,此變化在熱點(diǎn)堆處,通過把光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)化為電信號,輸出,形成對應(yīng)的CO2濃度。 從技術(shù)原理上,單光源雙光束方案,能夠有效的降低光源衰減對傳感器壽命的影響,可以提高傳感器的使用壽命,提高傳感器的穩(wěn)定性。 4.3 傳感器性能技術(shù)指標(biāo) 以SenseAir S8為例,對于CO2傳感器,我們關(guān)注點(diǎn)主要包括:測量范圍,精度,重復(fù)性,響應(yīng)時間,一致性,耐候性(工作溫度區(qū)間),功耗和壽命。
4.4 主要傳感器推薦 推薦使用日本進(jìn)口CO2傳感器CDM7160,該傳感器采用單光源雙波長模式,具有精度高、長期性能穩(wěn)定、壽命長、體積小等優(yōu)勢。
CDM7160紅外二氧化碳傳感器(NDIR CO2傳感器) 特點(diǎn): 體積小 紅外工作原理 雙通道 性能穩(wěn)定 精度高
CDM7160紅外二氧化碳傳感器模塊(NDIR CO2傳感器) 應(yīng)用: 室內(nèi)空氣質(zhì)量控制 新鮮空氣通風(fēng) 空調(diào) 風(fēng)扇和窗戶自動開啟機(jī) 醫(yī)院、圖書館、公共基礎(chǔ)設(shè)施等室內(nèi)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng) 汽車車廂內(nèi)空氣流通控制返回搜狐,查看更多
責(zé)任編輯:
隨著消費(fèi)者對大氣污染關(guān)注度的不斷提高,空氣凈化產(chǎn)品逐漸成為市場上的焦點(diǎn),很多人家里都安裝了空氣凈化器。而各種傳感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,使空氣凈化器的性能和功能全面提高,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了舒適、安全、節(jié)能。當(dāng)前市面上的空氣凈化器一般都裝有三種傳感器——溫濕度傳感器、PM2.5粉塵傳感器和異味傳感器。通過本文工采網(wǎng)小編和大家一起了解一下空氣凈化器常見的傳感器應(yīng)用解決方案有哪些?
濕度傳感器是幾十年來的傳統(tǒng)元器件,目前產(chǎn)品越來越小型化,并通過精確的計(jì)算,賦予了新的應(yīng)用生命力。對于空氣凈化器而言,溫濕度傳感器是必須的,其作用是檢測室內(nèi)濕度(干燥狀態(tài)),凈化器根據(jù)該數(shù)據(jù)控制加濕量,即可保證室內(nèi)環(huán)境在一定的濕度范圍內(nèi),以保持舒適的濕度。
PM2.5傳感器(又稱粉塵傳感器)和異味傳感器是新時代催生的產(chǎn)物,其作用是檢測室內(nèi)PM2.5污染和VOC污染情況,凈化器根據(jù)該數(shù)據(jù)進(jìn)行控制空氣凈化功能,確保室內(nèi)環(huán)境中空氣的持久清新。
因此,對于一款合格的空氣凈化器產(chǎn)品來說,溫濕度傳感器、粉塵傳感器和異味傳感器是必須具備的。
空氣凈化器設(shè)計(jì)方案:
本設(shè)計(jì)將采用Silicon Labs?EFM32TG840作為主控MCU,結(jié)合Samyoung數(shù)字溫濕度一體傳感器芯片Humichip II(HCP2D-3v)、PM2.5傳感器GPSM和figaro的空氣質(zhì)量傳感器TGS2600等傳感器對環(huán)境數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行空氣質(zhì)量分析,并控制加濕裝置、空氣凈化裝置來進(jìn)行空氣凈化。該空氣凈化器方案能夠?qū)κ覂?nèi)空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、反應(yīng)靈敏并且具有相應(yīng)的處理措施;能夠感應(yīng)人體活動有并作出判斷給出相應(yīng)處理措施能夠吸附各種有害物質(zhì)還具有殺菌功能;具有友好的人機(jī)交互界面;具有自動開關(guān)機(jī)、定時操作、多種工作模式選擇和多種操作方式。
系統(tǒng)框圖如下:
主控MCU ?
EFM32是由Silicon labs公司采用ARM Cortex-M0+M3M4內(nèi)核設(shè)計(jì)而來的高性能低功耗32位微控制器。該設(shè)計(jì)采用M3內(nèi)核的EFM32TG840F32單片機(jī),其封裝為QFP64,flash和RAM資源為32KB和4KB;
溫濕度傳感器Humichip II(HCP2D-3v)
數(shù)字溫濕度一體傳感器芯片HCP2D-3v(又稱為Humichip II):它是韓國Samyoung(三瑩)推出的新一代溫濕度傳感器,是Humichip I的改進(jìn)版本,先進(jìn)和具成本效益的濕度和溫度傳感解決方案,適用于幾乎任何類型的應(yīng)用。內(nèi)部開發(fā)和制造的電容式聚合物傳感器芯片和帶有EEPROM的CMOS集成電路集成在一個嵌入式系統(tǒng)中, SMD封裝,單獨(dú)校準(zhǔn)和測試,HCP2D-3V在20%至80%相對濕度范圍內(nèi)精度高達(dá)±2%(整個濕度范圍內(nèi)為±4%),而且操作簡單,無需進(jìn)一步校準(zhǔn)或溫度補(bǔ)償即可使用。HCP2D-3V提供線性輸出信號,符合客戶要求的各種接口-標(biāo)準(zhǔn)I2C接口非常適合空氣凈化器應(yīng)用。
空氣質(zhì)量傳感器TGS2600
空氣質(zhì)量傳感器TGS2600:它是日本figaro推出一款針對空氣質(zhì)量測量的半導(dǎo)體傳感器,對極其微弱的空氣污染氣體具有很高的靈敏度(側(cè)重于香煙煙氣、異味)。像香煙煙霧中存在的氫氣或一氧化碳,此空氣質(zhì)量傳感器可檢測到幾個ppm的氫氣。TGS2600由于實(shí)現(xiàn)了小型化,加熱器電流僅需42mA,外殼采用標(biāo)準(zhǔn)的TO-5金屬封裝。?它具有低功耗、對污染空氣有高靈敏度、 使用壽命長、成本低、應(yīng)用電路簡單、 體積小等特點(diǎn),已廣泛以用于空氣清新機(jī)控制、通風(fēng)控制、空氣質(zhì)量監(jiān)測等場合。
PM2.5傳感器GPSM
PM2.5傳感器GPSM:它是一款凝聚了韓國Samyoung(三瑩)20年知識與技術(shù)開發(fā)的新一代紅外PM2.5/PM1.0專用傳感器,對超細(xì)顆粒物的探測能力有了極大提升,可測到0.3?~5.0?的顆粒物。這使其能夠比現(xiàn)有傳感器更精確地細(xì)分PM2.5/PM1.0。 相比傳統(tǒng)紅外PM2.5傳感器,GPSM系列精度、靈敏度更高,可為用戶提供可靠信息,檢測能力可達(dá)到激光的水平,精度也有很大提升,但是價格比激光便宜很多。很適合應(yīng)用在空氣凈化儀、空調(diào)和空氣質(zhì)量檢測設(shè)備等產(chǎn)品上。
電源模塊
空氣凈化器為市電供電,帶電壓轉(zhuǎn)換電路,可根據(jù)MCU、傳感器、EEPROM等來選擇轉(zhuǎn)換電壓。
空氣凈化裝置
采用雙波長光氫等離子空氣凈化器,能夠吸附并電解空氣中的細(xì)小顆粒,對空氣中的細(xì)菌、病毒及有機(jī)污染物進(jìn)行殺滅、降解,使得室內(nèi)的空氣得以凈化,從而提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。
加濕裝置
采用超聲波加濕裝置,超聲波加濕器已被廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域。超聲波加濕器采用每秒200萬次的超聲波高頻震蕩,將水霧化為1微米到5微米的超微粒子和負(fù)氧離子,負(fù)氧離子,達(dá)到均勻加濕,能清新空氣,增進(jìn)健康,一改冬季暖氣的燥熱,營造舒適的生活環(huán)境。
顯示模塊
采用段式LCD進(jìn)行顯示,顯示數(shù)據(jù)包括當(dāng)前凈化器狀態(tài)、空氣溫濕度、控制質(zhì)量、灰塵顆粒濃度等,由于主控MCU EFM32TG840F32積成了LCD驅(qū)動,外部可以省去一個LCD驅(qū)動芯片。
按鍵控制
按鍵主要為人工設(shè)置、信息查看等提供人機(jī)交互接口,本設(shè)計(jì)采用普通機(jī)械按鍵。
EEPROM
用于存儲相關(guān)參數(shù),數(shù)據(jù)量并不大,可采用8K或者16K即可。
紅外遙控
紅外遙控采用一體化紅外遙控接收頭,它將紅外接收管(光電二極管)、放大器、濾波器及解調(diào)器集成在個硅片上,不僅尺寸小、無需外部元件,并且具有抗光電干擾性能好(無需外加磁屏蔽及濾光片)、并有接收角度寬等特點(diǎn)。
轉(zhuǎn)載請注明出處:傳感器應(yīng)用_儀器儀表應(yīng)用 – 工采資訊
空氣污染會使人體呼吸道受損,影響人們身體健康。特別是一些經(jīng)常有空氣問題的城市里,人們家中都會備一臺空氣凈化器,空氣凈化器中的傳感器是不可或缺的重要配件。空氣凈化器里的傳感器有什么用呢?
傳感器監(jiān)測空氣質(zhì)量
通過空氣凈化器LED指示燈所顯示的不同顏色或是凈化器的液晶顯示屏上顯示的數(shù)值大小,我們便可以實(shí)時輕松掌握所處空間的空氣質(zhì)量,非常便捷,也非常神奇,空氣凈化器在凈化空氣的同時,還能將空氣質(zhì)量通過數(shù)值或是顏色實(shí)時顯示出來,這主要由一個叫做傳感器的部件來實(shí)現(xiàn)。
傳感器在空氣凈化器中的工作原理
在傳感器的內(nèi)部裝有一叫恒定光源的器件,空氣通過它發(fā)射的光線時,空氣中的顆粒物會對光線進(jìn)行散射,造成光強(qiáng)的衰減。其相對衰減率與顆粒物的濃度成一定比例。這時另一器件出場——光線探測器,能探測到被顆粒物反射的光線,并根據(jù)反射光強(qiáng)度輸出信號,從而判斷顆粒物的濃度。最后通過燈光或者數(shù)值顯示空氣質(zhì)量。
GDS06紅外傳感器-勒夫邁
空氣凈化器配置的傳感器種類有很多,勒夫邁推薦的GDS06紅外傳感器采用勒夫邁數(shù)據(jù)采集專利技術(shù),實(shí)時高精度輸出感應(yīng)數(shù)據(jù)。GDS06紅外PM2.5粉塵傳感器出廠自帶防積灰功能,會自動識別積灰等異物和自動衰減傳感器濃度,當(dāng)傳感器觸發(fā)了積灰自減濃度時,由于此時防積灰自減作用是輔助作用,會導(dǎo)致傳感器濃度發(fā)生偏差,積灰自減作用可以有效減少傳感器因外部環(huán)境干擾導(dǎo)致的濃度偏差。除了應(yīng)用在空氣凈化器上,GDS06紅外傳感器還可應(yīng)用在空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)、智能檢測儀等設(shè)備上。
下一篇: PLC、DCS、FCS三大控
上一篇: 電氣控制線路圖控制原