近些年,灰霾天气已经对人们的生活和身体健康造成了不利影响,对于颗粒物检测技术的研究刻不容缓。检测颗粒物浓度的技术就是设计准确可靠的传感器,相比国内来说,国外对光电传感器的研究起步较早,技术也较成熟,光电传感器已经广泛应用于军事、航天航空、工业控制和检测技术等领域。PM2.5的检测方法有重量法、微量振荡天平法、β射线吸收法、光散射法等,这些方法使用的传感器比较复杂,而且比较昂贵、受外界因素的影响比较大。本文根据光电传感器基本原理,采用技术成熟的对射式检测模式,高亮度、灵敏度高、稳定性好的激光源作为光源,使用具有内增益、灵敏度好的雪崩光电二极管作为接收器,由I/V转换、电压放大、电压跟随构成调理电路加以优化和创新,实现传感器对颗粒物的准确检测,并且通过实验得以证明,传感器结构简单、性能稳定可靠、测量准确、灵敏度高。
光电传感器是采用光电元件作为检测元件把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号,根据电信号的变化就可以间接得到被测量的大小。采用的雪崩光电二极管有着良好性能,光电流的大小与光照强度呈正比,能够根据光照强度的变化而灵敏地产生相应电流。本系统采用对射型检测方式,把发射器与接收器相互对射安装,使发射器发出的光能进入接收器。当有检测物体进入发射器和接收器之间时,被测物就会遮蔽光线而导致进入接收器的光量减少,根据接收器光量的变化就可以检测被测物的含量。此方法稳定性高、响应快、物体的颜色、光泽等因素对颗粒物检测的影响比较小。
激光pm2.5传感器用激光源作为光源,具有内增益、灵敏度高的雪崩二极管作为接收管,使用低偏压差、低温度漂移、高性能的电压跟随,通过实验证明:此传感器与传统光电传感器相比,具有灵敏度高、响应快、误差小、稳定性好的特点,并且此传感器的结构简单、性价比高、适用于颗粒物检测。