物聯網系統中為什么要使用粉塵傳感器

物聯網系統中使用粉塵傳感器的原因是多方面的，主要體現在以下幾個方面：

空氣質量監測

保障公眾健康：粉塵傳感器能夠實時監測空氣中粉塵顆粒的濃度，特別是PM2.5和PM10等可吸入顆粒物，這些顆粒物對人體健康具有潛在危害。通過物聯網系統，可以將粉塵傳感器的監測數據實時傳輸到云端或相關平臺，為公眾提供空氣質量信息，從而引導人們采取必要的防護措施，如佩戴口罩、減少戶外活動等。

支持環保政策制定：政府部門和環保組織可以利用物聯網系統中的粉塵傳感器數據，了解區域內空氣質量的整體狀況和變化趨勢，為制定更加科學合理的環保政策提供數據支持。

工業安全與生產監測

預防粉塵爆炸：在工業生產過程中，粉塵的積聚可能引發爆炸事故。粉塵傳感器可以實時監測生產環境中的粉塵濃度，當濃度超過安全閾值時，及時發出警報，提醒工作人員采取相應措施，從而有效預防粉塵爆炸事故的發生。

提高生產效率：通過監測生產過程中的粉塵濃度，企業可以及時調整生產工藝和設備參數，減少粉塵產生和排放，提高生產效率和產品質量。

智能家居與建筑環境監測

改善室內空氣質量：在智能家居系統中，粉塵傳感器可以實時監測室內空氣質量，并與空氣凈化器、新風系統等設備聯動，自動調節室內環境，保持空氣清新。

保障居民健康：長期暴露在粉塵濃度較高的環境中，容易引發呼吸道疾病和過敏等問題。智能家居系統中的粉塵傳感器可以幫助居民了解室內空氣質量狀況，及時采取措施改善室內環境，保障居民健康。

物聯網技術融合

實現遠程監控：物聯網技術使得粉塵傳感器可以通過無線方式將監測數據傳輸到云端或相關平臺，實現遠程監控和數據分析。這使得用戶可以隨時隨地了解空氣質量狀況，并采取相應措施。

智能化管理：物聯網系統中的粉塵傳感器可以與其他智能設備相互連接，形成智能化管理系統。通過數據分析和算法優化，系統可以自動調整設備工作狀態和參數設置，實現更加智能化的管理。

具體應用場景

煤礦、礦山：在煤礦井下或其他粉塵作業環境中，粉塵傳感器能夠實時檢測空氣中的粉塵濃度，確保環境安全，預防爆炸危險，并與實時監控系統聯網，提供全面的監測功能。

建筑工地：建筑工地常伴隨大量的粉塵產生，粉塵傳感器可用于監測施工區域的粉塵濃度，保護工人的健康并符合環保法規要求。

化工廠：在化工廠中，粉塵傳感器可用于監測生產過程中產生的有害粉塵，確保生產安全和環境衛生。

焊接、噴涂等工業過程：這些過程中會產生大量的粉塵和有害氣體，粉塵傳感器能夠實時監測環境中的粉塵濃度，保障工人的健康和安全。

空氣質量監測站：粉塵傳感器被廣泛應用于空氣質量監測站中，用于監測大氣中的顆粒物（如PM2.5、PM10等），為環境保護和治理提供數據支持。

智能城市和物聯網（IoT）：粉塵傳感器被集成到智能城市和物聯網解決方案中，實現實時環境監測和數據共享，幫助城市管理者更好地理解和改善城市環境。

手術室、ICU等醫療場所：粉塵傳感器可用于監測手術室和ICU等醫療場所的空氣質量，確保病人和醫護人員的安全。

潔凈室：在制藥、生物技術等行業的潔凈室中，粉塵傳感器用于監測空氣潔凈度，保證產品的生產質量。

空氣凈化器：粉塵傳感器是空氣凈化器的核心部件之一，能夠實時監測室內空氣質量，并根據粉塵濃度自動調節凈化效率。

車載空氣凈化器：在汽車及消費類電子產品中，粉塵傳感器也被用于車載空氣凈化器等設備中，提供車內空氣質量監測和凈化功能。

可再生能源項目：在風能、太陽能等可再生能源項目中，粉塵傳感器可用于監測設備的性能和維護需求，確保能源生產的連續性。

個人健康監測：隨著便攜式和嵌入式技術的發展，粉塵傳感器也被用于個人健康監測設備中，如可穿戴設備等。

綜上所述，物聯網系統中使用粉塵傳感器是出于保障公眾健康、預防工業事故、改善室內環境以及實現智能化管理等多方面的考慮。隨著物聯網技術的不斷發展和應用領域的不斷拓展，粉塵傳感器在物聯網系統中的作用也將越來越重要。

本文會再為大家詳解傳感器家族中的一員——粉塵傳感器

粉塵傳感器的定義

粉塵傳感器是一種能夠實時檢測空氣中粉塵顆粒濃度，并將檢測結果以電信號或其他形式輸出的傳感器。它能夠有效地監測空氣中的微小顆粒物，如PM2.5、PM10等，對于保護人體健康、改善室內空氣質量具有重要意義。

粉塵傳感器的原理

光的散射與吸收

當一束平行單色光入射到被測顆粒場時，微粒和分子在光的照射下會產生光的散射現象，并且還會吸收部分照射光的能量。

光強因顆粒周圍的散射和吸收而受到衰減，這一衰減率可以反映待測場灰塵的相對濃度。

光電轉換與信號輸出

粉塵傳感器內部通常對角安放著紅外線發光二極管和光電晶體管，它們的光軸相交。

當帶灰塵的氣流通過光軸相交的交叉區域時，粉塵對紅外光進行反射，反射的光強與灰塵濃度成正比。

光電晶體管接收到反射光后，將其轉換為電信號。電信號的強弱與光強的大小成正比，因此可以通過測量電信號來求得相對衰減率，進而測定灰塵的濃度。

信號處理與濃度計算

經過光電轉換后的電信號會經過放大電路和A/D轉換電路等處理，輸入到單片機或其他處理單元中。

處理單元會根據預設的算法和校準數據，計算出粉塵的質量濃度，并進行顯示和信號輸出。

不同類型的粉塵傳感器

除了上述說明的基于光學原理的粉塵傳感器外，還有基于激光原理的粉塵濃度傳感器。這類傳感器利用激光束照射空氣，通過測量激光束在空氣中的衰減程度來判斷粉塵濃度。

另外，還有基于電荷感應原理的粉塵濃度傳感器，它利用粉塵顆粒與空氣摩擦產生的電荷來檢測粉塵濃度

粉塵傳感器的組成

敏感元件

紅外線發光二極管（LED）或激光二極管：作為光源，發射紅外光或激光束。在紅外粉塵傳感器中，紅外線LED用于發射紅外光；而在激光粉塵傳感器中，則使用激光二極管發射激光。

光電晶體管或光電探測器：用于接收被粉塵顆粒散射或反射的光信號，并將其轉換為電信號。

光學系統

透鏡組：在激光粉塵傳感器中，透鏡組用于將激光二極管發出的激光束聚焦成一個薄層光源，以提高檢測精度。

光路設計：確保光源發出的光線能夠照射到測量區域，并且光電探測器能夠接收到被粉塵顆粒散射或反射的光線。

采樣系統

微型真空泵或風扇：用于將被測氣體吸入粉塵傳感器腔室中，確保氣體能夠流經測量區域。

風道設計：在激光粉塵傳感器中，復雜設計的風道用于引導采樣空氣通過激光束所在區域，以便進行有效的檢測。

信號處理電路

放大電路：用于放大光電探測器輸出的微弱電信號，以便進行后續處理。

A/D轉換電路：將模擬電信號轉換為數字信號，以便于微處理器進行數據處理。

微處理器或單片機：用于接收數字信號，根據預設的算法和校準數據計算粉塵濃度，并進行顯示和信號輸出。

輔助元件

加熱器：在某些粉塵傳感器中，內置加熱器用于加熱引起氣流上升，使外部空氣流進傳感器內部，有助于提高檢測精度。

濾波器和穩壓器：用于穩定電源和濾除干擾信號，確保傳感器工作的穩定性和準確性。

殼體與接口

殼體：保護傳感器內部元件免受外界環境的影響，并提供必要的通風口以保證外部氣流可以流進來。

接口：包括電源接口、信號輸出接口等，用于與外部設備連接和通信。

綜上所述，粉塵傳感器通過敏感元件、光學系統、采樣系統、信號處理電路、輔助元件以及殼體與接口的協同工作，實現對空氣中粉塵濃度的準確檢測。不同類型的粉塵傳感器（如紅外粉塵傳感器和激光粉塵傳感器）在組成上可能有所差異，但基本原理和組成結構是相似的。

粉塵傳感器的分類

激光式粉塵傳感器

原理：利用激光光束在空氣中形成的散射光線來檢測粉塵的濃度。將一束激光照射到測量區域，粉塵顆粒會散射出光線，傳感器通過檢測光線的強度來判斷粉塵的濃度。

特點：結構簡單，精度高，能夠準確檢測細小顆粒的濃度。

應用：廣泛應用于工業生產、環境監測等領域。

光電式粉塵傳感器

原理：利用光學原理來檢測粉塵的存在。光源發射光線到測量區域，濃度高的粉塵顆粒會影響光線的傳輸，通過光電傳感器檢測光的強度變化來判斷粉塵的濃度。

特點：響應速度快，能夠快速檢測粉塵的變化。

應用：常用于醫藥、化工等領域。

電感式粉塵傳感器

原理：利用電感原理來檢測粉塵顆粒的存在。在感應線圈中產生感應電流，當有粉塵經過時，感應電流會發生變化，通過檢測變化來判斷粉塵的濃度。

特點：成本低，但對工作環境要求高，易受電磁干擾影響。

應用：廣泛應用于電子電器、能源等領域。

超聲波式粉塵傳感器

原理：利用超聲波的反射和散射來檢測粉塵顆粒的濃度。在測量區域發射超聲波，當有粉塵時會引起超聲波的散射和反射，通過檢測回波時間來判斷粉塵的濃度。

特點：精度高、穩定性好，但價格相對較高。

應用：廣泛應用于化工、制藥等粉塵濃度較高的場所。

X射線式粉塵傳感器

原理：利用X射線在物質中的穿透性來檢測粉塵顆粒的存在。在測量區域發射X射線，當有粉塵時，會減弱或散射X射線，通過檢測X射線的強度變化來判斷粉塵的濃度。

特點：精度高，但危險系數較高。

應用：僅適用于特殊的工業生產環境。

紅外粉塵傳感器

原理：采用紅外光源，通過測量空氣中粉塵顆粒對紅外光的散射程度來推算粉塵的濃度。

特點：結構較為簡單，但對空氣動力學直徑小于一定值的顆粒測量精度可能不足。

應用：在粉塵檢測儀、凈化器、新風系統、智能家居等領域有應用。

顆粒物傳感器報警器

原理：通過顆粒物傳感器來監測空氣中的顆粒物濃度，并在超過設定閾值時發出警報。

特點：能夠準確測量不同粒徑范圍內的顆粒物濃度，并實時傳輸數據到監控系統。

應用：用于環境監測、工業安全等領域。

離子化粉塵監測報警器

原理：利用離子化技術來測量空氣中微粒的濃度，并在超過設定閾值時發出報警信號。

特點：能夠準確地監測微細粉塵顆粒。

應用：保障工作環境的安全，特別是在需要嚴格控制粉塵濃度的場所。

聲學粉塵監測報警器

原理：通過聲學原理來檢測和測量空氣中的粉塵濃度，并在超過設定閾值時發出聲音報警。

特點：能夠實時監測環境中的粉塵情況，并及時提醒人員采取相應的防護措施。

應用：在需要聲音報警提示的場合使用。

粉塵傳感器的選型參數

測定原理

光散射原理：這是最常見的粉塵傳感器測定原理，通過測量光線在粉塵顆粒上的散射程度來推算粉塵濃度。

測量范圍

總粉塵濃度測量范圍：通常從0 mg/m3到幾百或幾千mg/m3不等，具體范圍取決于傳感器的型號和應用需求。例如，某些傳感器可定制測量范圍為1 μg/m3-50000 μg/m3。

測量誤差

測量誤差：表示傳感器測量結果的準確性，通常以百分比表示。例如，≤±10%或≤±15%等。

顯示方式

液晶顯示屏：大多數粉塵傳感器采用液晶顯示屏來顯示測量結果，便于直觀讀取。

信號輸出

頻率信號：如(200 - 1000) Hz頻率信號。

數字接口：如RS485接口，以及可選的RS232、無線數傳電臺、GPRS通訊等。

模擬量輸出：如0-1V、4-20mA等。

工作電壓與電流

工作電壓：通常為12-24VDC（本安），確保傳感器能在不同電源條件下正常工作。

工作電流：如≤56mA，表示傳感器在工作時的電流消耗。

采樣流量

采樣流量：如2L/min，表示傳感器在測量過程中所需的空氣流量。

物理尺寸與重量

外形尺寸：如270x145x73mm，表示傳感器的長、寬、高。

重量：如1.6kg，便于評估傳感器的安裝和運輸需求。

防爆形式與環境適應性

防爆形式：如礦用本質安全型，防爆標志為ExibI，適用于含有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下或其它粉塵作業場所。

使用環境：包括溫度、相對濕度和大氣壓等參數，如溫度0-40℃，相對濕度≤95%，大氣壓80 kPa - 110 kPa。

其他特性

測量精度：采用分段式控制算法、溫度補償功能等提高測量精度。

自動校準與軟啟動：具有自動校準零點功能和軟啟動模式，減小對供電電源的沖擊。

在線標定與存儲：支持在線標定和循環存儲大量數據。

特殊功能：如粉塵濃度超標報警、公共場所監測模式、大氣環境監測模式等。

在選型時，您需要根據具體的應用場景、測量需求、環境條件以及預算等因素綜合考慮以上參數。同時，建議咨詢專業的傳感器供應商或制造商以獲取更詳細的技術支持和選型建議。

粉塵傳感器的使用注意事項

安裝與放置

正確安裝：

粉塵傳感器應垂直安裝，避免傾斜或倒置，以保證測量精度。

安裝位置應選擇在能夠代表待測區域粉塵濃度的位置，避免遮擋物或干擾物影響測量結果。

在空氣凈化設備上安裝時，建議將粉塵傳感器安裝在前面板上，并確保風道產生的空氣運動不會影響傳感器的位置。

避免干擾：

避免將粉塵傳感器安裝在浴室、空氣加濕器等有蒸汽的地方附近，因為水蒸氣可能影響傳感器的測量準確性。

光學檢測區域的光輻射會導致粉塵傳感器發生故障，因此需用海綿蓋住傳感器中間的三角形孔，以防止外部光線進入傳感器的鏡頭。

運行與維護

預熱與檢查：

模組初次上電使用需要預熱5分鐘以上，以確保傳感器穩定工作。

使用前檢查儀器電源是否充足并正常連接，傳感器和濾芯是否完好。

定期校準與維護：

粉塵傳感器的準確性和可靠性需要定期校準和維護。根據儀器的使用頻率和廠家建議，制定校準和維護計劃，并按時進行。

清潔傳感器時，可以使用棉簽醮清水輕擦透鏡，然后用另一頭擦干。注意不可以用酒精等有機溶劑擦拭透鏡。

安全操作

個人防護：

在使用粉塵傳感器時，應佩戴個人防護設備，如口罩、手套和護目鏡等，以防止粉塵對人體造成傷害。

避免有害物質接觸：

注意避免粉塵傳感器與有害物質直接接觸，以免對傳感器造成損害或影響測量結果。

其他注意事項

防潮防濕：

粉塵傳感器應避免受潮，因為潮濕會影響其正常功能。

避免震動與磁場干擾：

傳感器應安裝在無強烈震動和強磁場干擾的場所，以保證測量結果的準確性。

選擇合適的傳感器：

根據實際需求選擇適合的粉塵傳感器，考慮測量范圍、靈敏度和準確度等參數。

遵循使用手冊：

使用前仔細閱讀傳感器的使用手冊和技術規范，了解儀器的原理、操作方法和安全注意事項。

數據記錄與分析：

在測量完成后，及時記錄和分析數據，以便更好地了解粉塵濃度的變化和趨勢，并采取相應的措施。

遵循以上注意事項，可以確保粉塵傳感器的正常運行和準確測量，為工作環境的安全和健康提供有力保障。

粉塵傳感器的廠商

主要廠商

漢威科技

簡介：漢威科技是一家在傳感器領域具有重要地位的企業，其產品線涵蓋粉塵傳感器等多個類別。

財務數據：根據公司年報，漢威科技展現出一定的盈利能力，但近年來股價有所波動。

應用領域：漢威科技的粉塵傳感器廣泛應用于環境監測、工業安全等多個領域。

四方光電

簡介：四方光電是另一家在氣體傳感器領域具有顯著實力的企業，其粉塵傳感器技術領先。

財務數據：公司毛利率和凈利率均較高，顯示出較強的盈利能力。

技術優勢：四方光電依托在激光拉曼、微流紅外等技術領域的積累，成功開發了多種粉塵傳感器產品。

日盈電子

簡介：日盈電子的主營業務之一包括汽車電子傳感器，其中涵蓋粉塵傳感器。

財務數據：公司近年來營業收入有所增長，但凈利潤率較低。

發展動態：日盈電子擬收購常州市惠昌傳感器有限公司控股權，以進一步拓展其傳感器業務。

其他廠商

除了上述主要廠商外，還有眾多其他廠商提供粉塵傳感器產品，如：

青島路博建業環保科技有限公司：該公司主要生產voc檢測儀、激光粉塵檢測儀等環保設備，其粉塵傳感器產品在市場上也具有一定的競爭力。

山東中煤工礦物資集團有限公司：該公司主營礦車、道岔等礦用設備，同時也提供粉塵傳感器等傳感器產品。

山東礦聯機電設備有限公司：該公司專注于礦用設備的生產和銷售，其GCG1000粉塵濃度傳感器在煤礦等行業中得到廣泛應用。

供應商A：Winsen(煒盛)

https://www.winsensor.com/

1、產品能力

主推型號1：ZH03B

對應的產品詳情介紹

ZH03B粉塵傳感器（特別是作為PM2.5傳感器）是一種通用性、小型化的模組，主要用于檢測空氣中的粉塵顆粒物濃度。以下是對ZH03B粉塵傳感器的詳細介紹：

產品特點

高靈敏度：能夠檢測到最小直徑為0.3μm的顆粒物，具有較高的靈敏度和準確性。

一致性好：在不同環境和條件下，傳感器性能保持一致，數據輸出穩定可靠。

實時響應：能夠實時響應空氣中粉塵濃度的變化，提供及時的監測數據。

低功耗：設計低功耗，適合長時間運行和便攜式設備應用。

易于集成：體積小，便于集成到各種設備和系統中。

技術指標

主要應用

ZH03B粉塵傳感器廣泛應用于以下領域：

空氣凈化器：用于監測室內空氣質量，指導空氣凈化器的運行。

新風系統：集成于新風系統中，實時監測室外空氣質量，確保引入的空氣清新潔凈。

便攜式儀表：作為便攜式空氣質量監測設備的核心部件，提供便捷的空氣質量監測服務。

空氣質量監測設備：在環境監測站、城市空氣質量監測點等場所使用，為政府環保部門提供數據支持。

空調：集成于空調系統中，根據室內空氣質量自動調節空調運行模式和風速。

智能家居設備：與智能家居系統結合，實現室內空氣質量的智能監測和調控。

研發設計注意使用事項

在使用ZH03B粉塵傳感器時，應確保傳感器周圍無強氣流干擾，以保證測量數據的準確性。

傳感器應定期清潔和維護，以避免灰塵積累影響測量性能。

在不同環境和條件下使用時，可能需要對傳感器進行校準和調整，以確保測量數據的準確性。

2、支撐

（1）技術產品

技術資料

C242510_傳感器模塊_ZH03B_規格書_WINSEN(煒盛)傳感器模塊規格書

本文章源自奇跡物聯開源的物聯網應用知識庫Cellular IoT Wiki，更多技術干貨歡迎關注收藏Wiki：Cellular IoT Wiki 知識庫（https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf）

歡迎同學們走進AmazIOT知識庫的世界！

這里是為物聯網人構建的技術應用百科，以便幫助你更快更簡單的開發物聯網產品。

Cellular IoT Wiki初心：

在我們長期投身于蜂窩物聯網 ODM/OEM 解決方案的實踐過程中，一直被物聯網技術碎片化與產業資源碎片化的問題所困擾。從產品定義、芯片選型，到軟硬件研發和測試，物聯網技術的碎片化以及產業資源的碎片化，始終對團隊的產品開發交付質量和效率形成制約。為了減少因物聯網碎片化而帶來的重復開發工作，我們著手對物聯網開發中高頻應用的技術知識進行沉淀管理，并基于 Bloom OS 搭建了不同平臺的 RTOS 應用生態。后來我們發現，很多物聯網產品開發團隊都面臨著相似的困擾，于是，我們決定向全體物聯網行業開發者開放奇跡物聯內部沉淀的應用技術知識庫 Wiki，期望能為更多物聯網產品開發者減輕一些重復造輪子的負擔。

Cellular IoT Wiki沉淀的技術內容方向如下：

奇跡物聯的業務服務范圍：基于自研的NB-IoT、Cat1、Cat4等物聯網模組，為客戶物聯網ODM/OEM解決方案服務。我們的研發技術中心在石家莊，PCBA生產基地分布在深圳、石家莊、北京三個工廠，滿足不同區域&不同量產規模&不同產品開發階段的生產制造任務。跟傳統PCBA工廠最大的區別是我們只服務物聯網行業客戶。

連接我們，和10000+物聯網開發者一起 降低技術和成本門檻

讓蜂窩物聯網應用更簡單~~

哈哈你終于滑到最重要的模塊了，

千萬不！要！劃！走！忍住沖動！~

歡迎加入飛書“開源技術交流群”，隨時找到我們哦~

點擊鏈接如何加入奇跡物聯技術話題群（https://rckrv97mzx.feishu.cn/docx/Xskpd1cFQo7hu9x5EuicbsjTnTf）可以獲取加入技術話題群攻略

Hey 物聯網從業者，

你是否有了解過奇跡物聯的官方公眾號“eSIM物聯工場”呢？

這里是奇跡物聯的物聯網應用技術開源wiki主陣地，歡迎關注公眾號，不迷路～

及時獲得最新物聯網應用技術沉淀發布

（如有侵權，聯系刪除）