光散射探测粉尘传感技术在四方光电PM3006扬尘传感器上的应用

四方光电扬尘传感器PM3006荣获应用创新优秀项目奖       

什么是 光散射探测粉尘传感技术？

空气中的粒子对入射光有散射作用，散射光的强度与粒径有关。将含有颗粒的空气从采样口吸入，通过光敏感区时，尘埃粒子受光照射，散射出与粒子大小成一定比例的光脉冲信号，该信号被光敏器件接收并转换成相应的电脉冲信号再被放大，通过对一个检测周期内电脉冲的计数，便可得知单位采样空气中的粒子个数（pcs/L ），进而可通过算法换算为质量浓度（ ug/m³ ）。

 

（ 1 ）自动修正技术

 在温湿度变化、环境老化等情形下，激光粉尘传感器中的风扇转速将发生变化，从而引起探测器信号将变化，影响测量的准确性。四方光电成功研发自动修正技术，即通过软件算法修正风扇转速变化，从而显著提高了测量精度。该技术不需要昂贵、寿命短的气泵，采用风扇以及流量修正算法实现了传感器的低成本和长寿命。

 

（ 2 ）自动粒子识别技术

激光粉尘传感器直接测量的是粉尘粒径大小和数量，要输出质量浓度就必须确定密度。当粉尘传感器的作用场景推广至室外环境监测时，由于室外环境相较室内而言复杂多变，不同场景下粉尘粒子分布不同，密度亦随之变化。为准确别传感器所处场景、确定密度并反映粉尘浓度，自动粒子识别技术（Auto Particle Identification，API）应运而生。

API 技术通过算法消除相互干扰，通过粒径分布特征推算粒子密度，再据此计算浓度，实现对不同场景下不同分布特征粉尘浓度的合理反馈及不同粒径粒子的多通道输出，是一种高性价比的技术解决方案。凭借自动粒子识别技术，四方光电的粉尘传感器在 PM2.5 、 PM 10 等不同尘源环境下，能够实现与标准仪器（ Belta 射线方法）近乎一致的测量结果，且具备自动温度补偿（可适应零下 30 至 70 摄氏度、0-95%RH 的工作环境，耐高低温性能提升）及良好的耐久性。

 

（ 3 ）抗污技术

测量气体中携带的灰尘及冷凝水将会影响粉尘传感器的性能。尤其是在车载激光粉尘传感器所适用的汽车场景，冷凝水以及大颗粒灰尘极为常见。为有效提高粉尘传感器的抗污性及稳定性，四方光电在防止水分冷凝及灰尘沉积等方面进行了大量研究，形成粉尘传感抗污技术，广泛应用于四方光电粉尘传感器产品中。   

 

 四方光电扬尘传感器PM3006搭载API自动粒子识别技术，在刚落下帷幕的“智能世界感知未来”中国智能传感大会暨SIA感知领航优秀项目线下表彰大会上，荣获首届应用创新优秀项目奖。

本次评选活动为首届，邀请了国内外产业研领袖和专家代表，以及聚焦感知领域的知名企业和投资机构参与，在当前时代环境背景下，掌握核心技术，实现创新和突破具有非凡的价值和意义。四方光电董事长熊友辉博士表示：室外扬尘传感器及户外监测综合解决方案，能够在众多参选项目中脱颖而出，足以说明我们的产品受到了市场客户和行业的高度认可，这也必将勉励四方的科技工作者在后续的日子里再接再励，坚持不断的技术开拓和创新。

四方光电通过对激光散射探测技术(LSD)近10年的技术积累和对应用市场客户真实需求的把握，研制出了扬尘传感器-PM3003、PM3006系列产品，其采用宽温型大功率线型激光光源、API粉尘自动识别技术、先进的流道设计实现抗污染、高湿度环境的水雾去除装置等，开创新的低成本实现了对室外扬尘的准确测量，PM2.5和PM10的实时监测数值与β射线吸收法监测设备，准确测量的相关性可以达到0.9以上。

        

PM3003S产品特点：

1、智能尘源识别技术(API)，可有效识别0.3μm/0.5μm/1.0μm/2.5μm/5.0μm/10μm六个通道的粒子;

2、满足-30～70℃宽温使用要求

3、可按使用需求配置不同流量的气泵。

 

PM3006S产品特点：

1、采用颗粒物智能识别技术(API技术)

2、高温、恒功率、线型激光管

3、可插拔式风扇设计，客户可根据实际需求灵活配置气流控制设备;

4、准确测量PM2.5和PM10，与β设备线性相关性>0.9

5、创新结构设计，长效防积灰。

为了更好的满足客户设计及计量的需求，四方光电在核心传感器的基础上开发出了在线扬尘监测传感器模组OPM-6303，方便客户更容易及更快速的实现监测系统的设计，大大缩短开发周期。

OPM-6303产品特点：

1、实时在线监测PM2.5/PM10/TSP;

2、测量准确，与β射线相关性>0.9;

3、内置四方自制的超声式流量传感器，可实时监测流量实现恒流控制;

4、内置除湿预处理装置，实现产品不受室外恶劣环境下的水汽影响;

5、获得CPA计量认证

四方光电于2003年在“中国武汉-光谷”成立，是一家专业从事气体传感器、气体分析仪器研发、生产和销售的高新技术企业。四方光电公司董事长、创始人熊友辉为华中科技大学热能工程专业博士，教授级高级工程师，国务院特殊津贴专家。