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红外粉尘传感器和激光传感器的对比

 

目前,民用粉尘检测传感器主要有两种,红外粉尘传感器(神荣,GE,夏普)和激光粉尘传感器(诺方电子,四方光电,攀藤科技)。前者价格从20到40元不等,后者普遍在百元左右。那么这两类传感器有什么区别呢?本文将详细分析。

结构

    红外粉尘传感器结构图如下:

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从拆解图看看出,其结构和电路都非常简单,光源为红外led光源,气流进出风口也很简单,基本上没有复杂的风道设计,采样空气主要靠电阻加热推动气流流动获得,输出只有PWM输出,简单的说就是有颗粒通过即输出高电平。

激光传感器就复杂多了,光源为激光二极管,气流流动进出一般都有专门设计,采样空气通过风扇或鼓风机推动,输出一般为串口输出,像SDS011还有PWM输出以节省上位机串口资源。

数据对比

      粉尘传感器(PPD42NS)、激光检测仪(Dylos1100pro)与科研用专业级仪器(Thermo PDR)数据对比:


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  数据来源:http://www.takingspace.org/make-your-own-aircasting-particle-monitor/

    可以很明显的看出红外粉尘传感器数据与激光检测数据差距非常大,而激光检测数据与专业仪器相比非常接近。

     下图是搭载激光传感器SDS011的检测仪SDM805与科研用Thermo Scientific 5030型颗粒物同步混合监测仪数据对比,相关性非常好,然而前者几百元,后者价值20万。

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分析

从数据曲线上看,质量较好的激光传感器数据可信度已经比较高了,而传统红外粉尘传感器数据表现差距较大。因为采用led光源的粉尘传感器散射的颗粒信号较弱,只对大颗粒有响应,而且又仅用加热电阻来推动采样气流,采样数较少,数据计算完全交由上位机进行,而激光传感器自带高性能CPU,采用风扇或鼓风机采集大量数据,经由专业颗粒计数算法分析,这样,采样数、数据源、算法三方面都与红外粉尘传感器拉开差距。可以说,目前的激光传感器已经可以得到较为可信的PM2.5数值,而粉尘传感器数据误差较大,甚至不能测量PM2.5这样的小颗粒,只能作为个玩具。目前较多的空气净化器里采用了红外粉尘传感器,但大多数只能显示个质量等级,不能显示数值,即便是质量等级的测量也不太准确。今年已经有新锐净化器采用了激光传感器,这是一个趋势。