粉塵濃度傳感器技術(shù)特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù)
發(fā)布時間:2018-10-29 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】什么是粉塵濃度傳感器?粉塵濃度傳感器主要用于礦山、水泥廠等粉塵作業(yè)場所總粉塵濃度的連續(xù)監(jiān)測。是為了滿足現(xiàn)有煤礦監(jiān)測井下粉塵濃度利用光散射原理開發(fā)的高科技傳感器,能夠在自然風(fēng)流狀態(tài)下實(shí)時的、就地、連續(xù)不間斷的監(jiān)測顯示井下粉塵濃度,同時輸出與灑水噴霧的降塵裝置開關(guān)量信號,實(shí)現(xiàn)了測塵降塵的最佳效果。
(圖上為工人們在礦井工作時粉塵彌漫的場景)
技術(shù)特點(diǎn):
(1) 額定工作電流小,大大減輕了分站電源的負(fù)擔(dān),并可安裝在距分站更遠(yuǎn)的位置,在額定采樣流量的情況下,整機(jī)額定工作電流≤120mA,最大工作電流≤180mA;
(2) 輸入電壓范圍寬,可適用于煤礦井下各種分站,儀器在輸入電壓12V——24VDC(本安電源)的范圍內(nèi)均能正常工作;
(3) 測量精度高:采用分段式控制算法,根據(jù)不同的濃度大小自動采用不同的比例系數(shù)計算,同時增加了溫度補(bǔ)償功能,提高了測量的精度;
(4) 具有自動校準(zhǔn)零點(diǎn)功能,并可設(shè)置校準(zhǔn)零點(diǎn)漂移的時刻;
(5) 具有軟啟動模式的功能,減小了儀器啟動時對供電電源的沖擊,最大啟動電流≤130mA;
(6) 具有在線標(biāo)定的功能,可用CCGZ-1000型直讀式測塵儀在線直接標(biāo)定;
(7) 測量量程可根據(jù)需要設(shè)定為0——500mg/m3或0——1000 mg/m3;
(8) 可測量瞬時粉塵濃度或平均粉塵濃度,平均粉塵濃度的測量時間可在1——3600秒范圍內(nèi)任意選擇。
主要技術(shù)參數(shù):
(1) 總粉塵濃度測量范圍:0 mg/m3——500 mg/m3或0 mg/m3——1000 mg/m3;
(2) 測量誤差:≤ 15%;
(3) 輸出信號:200Hz——1000Hz;1mA——5mA;
(4) 工作電壓:12V——24VDC(本安電源);
(5) 最大傳輸距離:1500m;
(6) 外形尺寸:265mm×200mm×190mm;
(7) 重量: 10kg。
可與安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用,也可單獨(dú)接電源使用。
紅外粉塵傳感器:
紅外LED是發(fā)射波長在紅外段的發(fā)光二極管,常見波長一般在850nm——940nm左右,廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、安防、通信、遙控和傳感等領(lǐng)域。由于紅外LED發(fā)光波長在可見光譜以外,配合特定光譜的接收器,可以大幅削弱環(huán)境光對接收信號的影響。得益于近年來紅外LED技術(shù)的不斷成熟,紅外LED具有:壽命長、發(fā)射效率高、單色性較好以及方向性較好的特點(diǎn)。這使得紅外LED在傳感器領(lǐng)域,尤其是粉塵傳感器行業(yè)被大量應(yīng)用。
激光粉塵傳感器:
拋開晦澀懂的物理學(xué)術(shù)語,與普通的可見光相比,激光具有:相干性高、方向性強(qiáng)、單色性好以及功率密度高的特點(diǎn)。打個形象點(diǎn)的比方,激光光源產(chǎn)生的光像大合唱,所有人的聲音都是一個音調(diào)而且節(jié)奏整齊;而普通可見光源產(chǎn)生的光就好像是茶館店里喧鬧聲,嘰嘰渣渣,雜亂無序。因此,激光能夠被匯聚成非常集中的平行光束,并且能在很長距離內(nèi)保持較小的擴(kuò)散角度和較高的功率密度。常見的激光器一般分為:固體激光器,氣體激光器以及半導(dǎo)體激光器(俗稱激光LED)三大類。在儀表級激光粒子計數(shù)器領(lǐng)域,一般采用(氦氖)氣體激光器作為光源。
兩者的不同點(diǎn):
結(jié)構(gòu)和原理:
1、紅外原理PM2.5粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)和電路比較簡單。其光源為紅外LED光源,氣流進(jìn)出風(fēng)口主要靠電阻發(fā)熱以獲得熱氣流流動,有顆粒通過即輸出高電平。輸出信號只有PWM型號。
2、激光PM2.5傳感器的結(jié)構(gòu)和電路相對復(fù)雜。其光源為激光二極管。采樣空氣通過風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)推動,通過復(fù)雜設(shè)計的風(fēng)道,進(jìn)行檢測。當(dāng)空氣中的細(xì)顆粒物進(jìn)入激光束所在區(qū)域時,將使激光發(fā)生散射;散射光在空間360°都有輻射,我們在適當(dāng)位置放置光電探測器,使之只接收散射光,然后經(jīng)過光電探測器的光電效應(yīng)產(chǎn)生電流信號,經(jīng)電路放大及處理后,即可得到細(xì)顆粒物濃度值。輸出信號一般為串口輸出。
3、價格與成本紅外原理粉塵傳感器在業(yè)內(nèi)已成熟應(yīng)用多年,市場價位大約在幾十元。而激光粉塵傳感器在業(yè)內(nèi)剛剛興起,價格在200元左右。兩者的成本差距,主要是因?yàn)楹笳叩奈锪铣杀局性黾恿思す獍l(fā)生器和風(fēng)機(jī)等機(jī)構(gòu)且需要復(fù)雜電路結(jié)構(gòu),并有較高的技術(shù)門檻。
4、測量精度紅外原理粉塵傳感器只能檢測到1微米以上的顆粒,測量精度不足。因?yàn)榧t外LED光散射的顆粒信號較弱,只對大于1微米的大顆粒有響應(yīng),而且又僅用加熱電阻來推動采樣氣流,采樣數(shù)較少,數(shù)據(jù)計算完全交由上位機(jī)進(jìn)行。而激光傳感器可以檢測到0.3微米以上的顆粒。因?yàn)樽詭Ц咝阅蹸PU,采用風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)采集大量數(shù)據(jù),經(jīng)由專業(yè)顆粒計數(shù)算法分析;綜上,在采樣數(shù)、數(shù)據(jù)源、算法三方面都比紅外粉塵傳感器更有優(yōu)勢。
5、應(yīng)用場合由于精度不足,紅外原理傳感器主要用于工礦揚(yáng)塵,檢測對象為大粒徑、高濃度粉塵,檢測級別是mg/m3,無法準(zhǔn)確測量PM2.5的濃度。而激光原理傳感器主要應(yīng)用在PM2.5檢測領(lǐng)域,以精度量化PM2.5質(zhì)量??汕度氲郊矣?車載、手持)空氣檢測儀、空氣凈化器中。此外,激光原理傳感器在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、環(huán)境質(zhì)量檢測等領(lǐng)域亦有應(yīng)用。
6、發(fā)展趨勢在激光原理傳感器進(jìn)入民用領(lǐng)域之前,空氣凈化器中大量采用了紅外原理傳感器。但隨著空氣凈化行業(yè)的發(fā)展,激光原理傳感器的造價在逐步降低,終端客戶對精準(zhǔn)測量空氣質(zhì)量的要求也越來越高。采用激光原理傳感器、精準(zhǔn)量化PM2.5質(zhì)量已是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的趨勢。今年已有部分空氣凈化器采用了激光原理傳感器。
7、紅外粉塵傳感器與PM2.5傳感器各有各的優(yōu)勢,所以沒有確切的說哪款PM2.5檢測儀好,這都需要看客戶的需求(如成本費(fèi)用要求、精度、信號輸出、運(yùn)用場所、要測試的相關(guān)顆粒物)選擇自己所適合的檢測儀。
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