空气质量传感器

更新: 4/10/2025 字数: 0 字 时长: 0 分钟

空气质量传感器用于检测和量化空气中的污染物，包括对人体健康有害的颗粒物、污染物和有害气体，以及温度、湿度等环境条件。它们可用于空气质量监测、工业气体检测、飞机上的燃烧控制器和制氧机等应用。

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监测要素

空气质量传感器主要通过监测空气中的环境条件、特定气体浓度和悬浮的颗粒物，来综合确定空气质量。

环境条件包括温度、湿度和气压。

特定气体包括二氧化碳(CO2)、甲醛(CH2O)、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）和挥发性有机化合物（TVOC）等。TVOC(Total Volatile Organic Compounds)是一种用于描述空气中各种挥发性有机化合物总量的指标。这些有机化合物可以来自多种源头，包括化学制品、家具、建筑材料、清洁剂、油漆、印刷机械、家用电器等。

颗粒物（PM）是指悬浮在空气中的细颗粒物（Particulate Matter），根据直径不同，分为PM1、PM2.5和PM10。最常用的PM2.5，指直径小于或等于2.5微米。这些细小的颗粒物主要由空气中的尘埃、烟雾、花粉、液滴和化学物质组成，可以悬浮在空气中很长时间。

这些监测的参数，对人类健康都具有潜在危害。因此，空气质量传感器需要综合上述的数值来得到最终的结果。

工作原理

空气质量传感器使用各种技术来检测和测量污染物。常见的方法包括：

电化学反应

电化学传感器依赖气体与特定材料之间的化学反应，产生与气体浓度成正比的电信号。

比如，一氧化碳传感器是一种电化学传感器。当一氧化碳和金属聚合物发生化学反应时，一氧化碳的消耗产生电流（µA），与空气中气体浓度成线性比例关系。

金属氧化反应

在这种技术中，测量的是金属氧化物半导体的电导率，从而代表气体的数量。当气体与半导体材料相互作用时，会发生氧化或还原反应。这种化学反应会导致半导体的电阻发生变化，从而测量特殊气体的浓度。

VOC和臭氧传感器，利用的就是这种原理。

光散射

颗粒物传感器利用光散射原理来计数和测量空气颗粒物。

传感器内的风扇可以产生受控制的气流，使环境中的颗粒物通过一个聚焦的激光束。然后通过检测接收端散射光的强度和散射角度，来推断颗粒物的大小和浓度。

红外检测

二氧化碳传感器是一种红外检测传感器，其工作原理是向样品中传输红外光束，然后检测通过样品后剩余的红外光束能量，来计算出二氧化碳浓度。

应用

• 室内空气质量监测：空气质量传感器用于家庭、办公室、学校和医疗设施，以确保健康的室内环境。
• 环境监测：它们被用于评估城市、工业区和靠近高速公路等地的空气质量，以监测污染水平。
• 职业安全：在潜在有危害的工作场所，空气质量传感器帮助保护工人免受有害气体或颗粒物的暴露。
• 空气质量预测：来自这些传感器的数据可以用于预测空气质量趋势，使当局能够发出警告并采取预防措施。