一、颗粒物的危害
空气中的悬浮颗粒物(PM1.0、PM2.5、PM10)是影响空气质量的核心污染物,其中PM2.5因粒径小、穿透力强,可直接进入肺泡甚至血液,引发哮喘、心血管疾病等健康问题。世界卫生组织数据显示,全球每年近700万人因空气污染过早死亡,其中颗粒物污染是主要诱因。在工业生产、室内环境、车载空气等场景中,实时、精准监测颗粒物浓度已成为保障健康、优化设备运行的关键需求。
二、颗粒物检测技术的应用
随着“智能制造”“智慧环保”理念的深化,颗粒物监测技术已从单纯的数据采集向“感知-分析-控制”全链路延伸:
· 空气净化设备:根据PM2.5浓度自动调节净化档位,实现“按需净化”;
· 工业车间:实时监控车间粉尘浓度,预防爆炸风险,保障生产安全;
· 车载系统:联动空调,快速净化车内空气,提升驾乘体验;
· 环境监测站:为城市空气质量预警提供高频数据支撑。
这些场景对传感器的精度、响应速度、稳定性提出了极高要求,而激光散射技术正成为高端监测的“黄金标准”。
三、颗粒物检测的技术原理之激光散射技术
目前国内外测量颗粒物浓度的方法多种多样,测量方法大致可以分为称重法、光散射法、β射线法、微量振荡天平法等等。这几种方法中,光散射法具有检测速度快、重复性好、数据处理及时等优势,在颗粒物浓度检测中得到广泛运用。
MPM10系列采用的激光散射原理,是通过激光器发射高稳定性激光束,照射空气中的悬浮颗粒物产生散射光;利用米氏散射理论算法,来精准计算颗粒物的粒径分布与浓度。相较于红外散射技术,激光散射技术具有三大核心优势:
· 抗干扰能力强:使用激光二极管作为光源,发出的是光柱较细、亮度高、方向性强的激光,波长单一,相干性好,能够提供更稳定的信号和更高的分辨率,几乎无串扰现象;
· 测量精度高:能够精确检测到0.3um以上的颗粒物,监测级别在微克/立方米(μg/m3),可相对准确地测量PM2.5的浓度,对较小颗粒的响应效果较好;
· 数据准确性更强:自带高性能MCU,采用风扇采集大量数据,经由利用米氏散射理论算法分析,提供更准确、更全面的数据。
激光散射技术原理图
四、MPM10系列激光粉尘传感器
MPM10 系列激光粉尘传感器基于激光散射原理,可以精确检测空气中 0.3μm 至 10μm 悬浮颗粒物浓度。科学的风道设计与积灰补偿算法,高一致性与稳定性,多种输出形式,易于终端产品集成。
产品特点:
科学风道设计:优化气流路径,减少湍流干扰,确保采样代表性;
积灰补偿算法:动态修正长期使用中的光学元件积灰影响,维持数据稳定性;
多种数据输出方式:支持UART、IIC、PWM三种输出方式,开发对接灵活高效;
小尺寸:外形尺寸小,重量轻,可轻松集成于小型设备,安装维护更便捷。
五、MPM10系列性能参数速览
参数项 | 指标描述 |
检测粒子直径 | PM1.0、PM2.5、PM10(0.3-10μm) |
检测浓度量程 | 0-1000μg/m³(PM2.5标准值) |
浓度分辨率 | 1μg/m³ |
测量一致性(PM2.5) | ±10%(100-1000μg/m³);±10μg/m³(0-100μg/m³) |
响应时间 | 单次≤1s,综合≤10s |
供电电压 | DC 5.0V |
工作电流 | ≤85mA(工作),≤45μA(待机) |
输出方式 | UART/IIC/PWM |
工作环境 | -10℃~+60℃,0-95%RH(无凝结) |
平均无故障时间 | ≥3年 |
外形尺寸 | 37.8×34.8×11.8mm(L×W×H) |
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(深圳市美思先端电子有限公司 | 官网:www.memsf.cn | 电话:0755-21386871)
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