随着消费者对大气污染关注度的不断提高,空气净化产品逐渐成为市场上的焦点。作为消除室内污染物的主力军,家用空气净化器的智能化程度已在不断提高;而各种传感技术的发展和应用,使空气净化器的性能和功能全面提高,实现舒适、安全、节能。下面,我们就详细介绍下空气净化器中常见的几种传感器。
粉尘/颗粒物传感器
去除室内粉尘/颗粒物是家用空气净化器的基本功能。为了检验空气净化器对颗粒物的净化效果,并实现空气净化器净化效果可视化,空气净化器内常常会采用粉尘/颗粒物传感器进行检测。
常用的颗粒物测量方法有激光散射法、红外LED散射法、重量法。红外LED散射法是最常见的粉尘传感器上使用的颗粒物检测方法。
红外LED散射法粉尘传感器工作原理如下:入射平行光经透镜汇聚,照射到颗粒物表面后反射,反射光经过另一个透镜后被传感器接收;传感器将感受到的光强度转化为电信号,放大后电信号经微处理器处理后,输出PWM信号。传感器自带的加热器通过加热使传感器内产生自然上升的气流。
图:红外光散射粉尘传感器示意图
这种粉尘传感器测试的灰尘浓度,实际上是一个灰尘的浓度分数。加热器是为了产生自然上升气流。为了保证粉尘传感器检测精度,粉尘传感器一般安装在空气净化器的侧面并遮光,减少外界气流和强光的影响;避免在高湿环境下使用,以减少水蒸气的影响。
美思先端目前已推出MPM20-AH系列和MPM30系列红外粉尘传感器产品,也拥有MPM10-14系列激光粉尘传感器产品,能够充分满足用户的各类传感器需求。
图:美思先端旗下红外粉尘传感器产品
异味传感器
家具环境中存在香烟、油烟、装修污染等带来的各种气味。异味传感器作为家用空气净化器主要传感器之一,通过检测环境中的异味情况,改变净化器运行模式,实现高效净化、节能环保的目标。
家用空气净化器上的异味传感器多采用金属氧化物半导体材料制作。二氧化锡是常用的异味传感材料。二氧化锡在氧化性气氛中电导降低,在还原性气氛中电导增加,对各种空气污染物都有较高的灵敏度,而且响应时间很快,是常见的气敏半导体材料。
图:微观下的二氧化锡
半导体异味传感器的缺点是气体选择性低,但因其成本低,实现简单,在家用空气净化器上使用最为广泛。
湿度传感器
低湿度时皮肤极度的干燥会导致皮肤的损伤、粗糙,甚至削弱皮肤保护功能。而高湿度时人体会感觉到显著的不舒服。空气湿度直接影响人体的舒适性。对于大部分空气净化器来说,湿度传感器不是必需的,除了部分带加湿功能的净化器。自动运行模式下,设定加湿功能运行的上下限,即可保证室内环境在一定的湿度范围内。
图:电容湿度传感器结构原理图
常见的湿度传感器分为电阻式和电容式。电阻式利用吸湿性能较好的物质吸附水汽后阻值发生变化而制得,但由于阻值受温度影响较大,固有温度系数使其不能工作在很宽的温度范围内。电容式利用感湿材料吸水后介电常数发生变化而改变电容值。
与电阻式湿度传感器相比,电容式湿度传感器有如下优势:灵敏度高,功耗低,温漂小,易于与CMOS工艺相结合,便于实现小型化、集成化湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化,其精度一般比湿敏电阻要低一些。因此空气净化器上用的湿度传感器多为电容型的。
空气净化器逐渐走进大众消费的视野,目前空气净化器普遍具有粉尘检测、温湿度检测、异味检测功能,随着人们对智能化、舒适性、节能环保、安全健康等各方面的需求,会有更多的新型传感器运用到空气净化器上面。