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传感器知识

新风系统是一种新型的室内空气净化设备,由一组强制送风系统和一组强制排风系统组成,其主要部件是风机、进风口、出风端、回风端、排风口及气体传感器、管道和接头。新风由送风系统的管道进入室内,排风通过排风系统管道排至室外,实现不开窗让室内和室外空气互相置换,使室内人员可呼吸到高品质的新鲜空气。

  新风系统的应用优势:

  1、 不用开窗就能保持室内空气循环,解决室内通风问题;

  2、 有效过滤室内有害气体、PM2.5颗粒物;

  3、 避免“空调病”,有利于人体健康;

  4、 调节室内温湿度,防干防潮;

  一、空气品质传感器在新风系统中的应用

  二氧化碳传感器和粉尘传感器在新风系统中的应用非常广泛,可实时检测环境中CO2和PM2.5的质量浓度。



  1、二氧化碳传感器在新风系统中的应用

  CO2虽然是无毒无害的气体,但当空气中的CO2浓度过高时,人体会出现胸闷、缺氧、呼吸困难的状况,甚至会导致窒息死亡。CO2气体的浓度和室内通风率之间有着密切的关系,二氧化碳传感器对室内CO2浓度进行监测并传输实时数据,新风系统通过数据对室内外空气进行置换,将室内空气中CO2浓度控制在正常范围,保持室内良好的空气品质;当室内空气中CO2浓度达标时,通过二氧化碳传感器调节新风系统的高低档运行,节能降耗。

  二氧化碳传感器主要有三种,分别是固态电解质原理、电化学原理和红外原理(NDIR)。其中固态电解质传感器精度较差、开发麻烦,目前已基本淘汰;电化学传感器寿命短(3年内),精度不高(10%),使用经济性较差;因此,目前市场上常用的都是红外原理(NDIR)的二氧化碳传感器,例如武汉四方光电科技有限公司(以下简称“武汉四方光电”)研发生产的红外二氧化碳传感器模块CM1106及CM1107,在新风系统的CO2监测中应用广泛,均采用具有自主知识产权的非分光红外检测原理(NDIR),但在部分性能参数上存在一定的差异,具体见表1。


表1、CM1106和CM1107产品参数对比

  应用优势:

  1)性能稳定、功耗低;

  2)长期使用稳定性好、寿命长;

  3)自动调零补偿,受到外界干扰时零点漂移更小;

  4)全量程温度校正。

  2、粉尘传感器在新风系统中的应用

  新风系统中最主要的一个功能就是智能过滤空气中的PM2.5,空气中的粉尘颗粒物会跟随呼吸进入人体呼吸道,对人体健康有很大的危害,PM2.5在空气中的含量浓度越高,空气污染越严重,粉尘传感器是感知空气中粉尘颗粒物的关键。粉尘传感器一般采用光散射检测原理,光源主要有红外LED和激光两种,相较于红外LED光源,激光光源的的粉尘传感器可检测到0.3μm的颗粒物,自带高性能CPU,空气质量感更精确。

  在激光粉尘传感器的检测过程中,空气通过传感器的风扇采样进入模块内部,激光束照射到气体中的颗粒物上产生散射光,光敏管将散射光信号转变为脉冲电信号,电信号经过滤波放大和微处理器进行数据处理输出信号,实时检测空气中PM2.5的浓度,当浓度过高时,新风系统便会自行启动PM2.5过滤功能,达到净化空气的效果。


表2、PM2005和PM2008M产品参数对比

  应用优势:

  1) 同时测量PM1.0、PM2.5、PM10;

  2) 支持连续、单次、定时、动态四种测量模式;

  3) 自动组装生产线、专业的售后服务团队、可靠性高。

  二、新风系统空气品质检测解决方案

  随着我国对新风系统的推广力度逐渐加大,消费者认知度随之提高,新风系统日益成熟,用户对新风系统能否实时显示检测数值及配套控制产品的使用提出了强烈需求,武汉四方光电基于其传感器的应用基础,推出一系列空气传感器、WIFI模块和APP的软硬件集成方案,使新风系统应用更便捷、更灵活、更智能。

  更便捷

  目前市场上出现一种比较通用的方法,采用多个空气质量传感器与电源板、控制板配套的设计,实时检测并显示室内温度、湿度、CO2浓度、PM2.5质量浓度、VOC浓度等级等五项空气指标的测量数值;产品具备稳压设计,有效屏蔽电磁干扰,抗静电能力强;性能稳定、功能齐全,无需人工维护;应用方便,节省新风系统整机内置空间。

  更灵活

  另外,也可做成86盒子大小的具备液晶屏显示功能的控制器,可直接嵌入墙面也可安装在新风系统内,节省空间,内置的粉尘、CO2、VOC、甲醛、温湿度传感器可任意选配,可以单独安装在每个房间并实时显示空气质量数据;也可联动新风系统,支持Wi-Fi、蓝牙、RF等无线通讯方式,根据检测数据控制新风系统进出风量。

  更智能

  无线式新风控制器也是未来新风系统的发展方向之一,其自带Wi-Fi模块、无线射频模块,具有云数据远程监控功能,可在任何时间、地点通过手机APP查看空气环境的检测指数,灵活的对空气品质进行智能检测;还可扩展无线远程控制功能,根据检测结果自动开启或关闭新风系统。

  三、结语

  如今,空气质量问题已经成为国家重点关注的问题,气体传感器正向集成化、智能化、多参数检测的方向发展,将一些新型的气体传感器应用在新风系统中,对改善空气质量具有重要意义。

  (来源:四方光电气体传感器)

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