传感器在空气质量监测仪产品上的应用方案

我国雾霾天气的持续爆发，空气污染日趋严重，PM2.5(指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物）数值是个参数指标, 这个值越高，就代表空气污染越严重；雾霾天气的发生，正是由于PM2.5的细小颗粒悬浮物引起的，而人们开始越来越关注自己生活周边的空气问题，空气净化器、新风系统行业市场的火爆就说明了市场的需求情况，同时市场上空气质量监测的产品也越来越多，如何选好一款可靠的空气质量监测仪也是人们关注的问题。空气质量检测仪的核心就是传感器，通过传感器可感知我们身边所处环境的空气质量好坏。

目前市场上空气质量检测仪功能都差不多，基本上都是五项数据监测，包括PM2.5值监测、VOC或甲醛监测、温湿度监测、二氧化碳监测，传感器大多用的都是国际最大的传感器生产商郑州炜盛生产。下面我们来了解下空气质量监测仪所用的传感器。

一、温湿度传感器

随着工艺水平的提高，成本的降低，使得温湿度传感器渐渐成为这类产品的标配，同时它也是体现空气环境舒适度的一个重要指标。目前市场上用得最多的温湿度传感器是ZS03温湿度模组和ZS01-Z2温湿度模组两种型号，今天我们着重介绍ZS03温湿度模组。

ZS03是一款数字式温湿度传感器，采用高分子电阻型湿敏元件和一个 NTC 测温元件，并与一个高性能 8 位单片机相连接。该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强等优点。 这款产品已经广泛应用于仓贮、工业生产、过程控制、环境监测、家用电器、气象领域及成本要求比较严格的企业使用。

传感器结构图

注意事项

温度影响气体的相对湿度，因此在测量湿度时，应尽可能保证湿度传感器在同一温度下工作。如果与释放热量的电子元件共用一个印刷线路板，在安装时应尽可能将传感器远离电子元件，并安装在热源下方，同时保持外壳的良好通风。

● 请勿在粉尘密度大的环境长期使用模组。

● 请勿触摸触摸内部湿敏元件。

● 严禁将产品长期放在具有腐蚀性气体的环境中。

● 推荐保存条件：温度 10℃～40℃，湿度 60%RH 以下

● 避免结露情况。

二、二氧化碳传感器

二氧化碳传感器用于检测室内环境中的二氧化碳浓度，二氧化碳浓度过高人体会感觉胸闷缺氧呼吸困难，甚至窒息死亡；目前市场上常用的都是红外原理的二氧化碳传感器，目前固态电解质的已经基本淘汰，因为精度差、开发麻烦等问题，且需要客户自己标定校验。而红外二氧化碳传感器免标定、高精度、寿命长；但是它的成本略高，目前市场上用的最多的二氧化碳传感器是MH-Z19B红外二氧化碳传感器和MH-Z14A二氧化碳传感器两种型号，今天我们重点讲MH-Z19B这款产品。

MH-Z19B红外二氧化碳传感器是一个通用型、小型传感器，利用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的CO2进行探测，具有很好的选择性，无氧气依赖性，寿命长。红外二氧化碳传感器内置温度传感器，可进行温度补偿；同时该二氧化碳传感器模组具有数字输出与模拟电压输出，方便使用。MH-Z19二氧化碳传感器是将成熟的红外吸收气体检测技术与精密光路设计、精良电路设计紧密结合，制作出的通用型红外气体传感器。

常用量程和精度

产品尺寸图

校准零点功能

为方便用户校准零点，传感器有三种校零方式：手动校零、命令校零和自动校零。零点校准功能都是指校准 400ppm。

手动校准零点

手动校准零点是将传感器的 HD 引脚输入低电平(0V)进行校准零点，低电平需持续 7 秒以上。校准零点前请确保传感器在 400ppm 浓度下稳定运行 20 分钟以上。

自动校准功能

自动校准功能是指传感器在连续运行一段时间后，根据环境浓度智能判断零点并自行校准。校准周期为自上电运行起，每 24 小时，自动校准一次。自动校准的零点是 400ppm。

自动校零功能适合用于办公环境，家庭环境。但不适用于农业大棚、养殖场、冷库等场所，在这类场所应关闭自动校零功能，关闭后请用户定期对传感器进行零点检测，必要时进行命令校零或手动校零。

注意事项

1.在传感器的焊接、安装、使用等过程中应避免其镀金塑胶腔体承受任何方向的压力。

2.传感器如需放置于狭小空间，此空间应通风良好，特别是两扩散窗应处在通风良好的位置。

3.传感器应远离热源，并避免阳光直射或其他热辐射。

4.传感器应定期校准，校准周期建议不大于 6 个月。

5.不要在粉尘密度大的环境长期使用传感器。

6.为保证传感器能够正常工作，供电电压须保持在 4.5V~5.5V DC 范围中，供电电流须不低于 150mA，不在此范围内，可以会传感器故障，传感器输出浓度偏低或传感器不能正常工作。

7.手动校准零点或发送命令校准零点时，须在稳定的气体环境(400ppm)下连续工作 20 分钟以上。

三、PM2.5粉尘传感器

用于空气质量监测仪器上测量颗粒物的传感器有两种一种是红外粉尘传感器，另一种是，市场上销售的空气质量监测仪只有少数厂家还在使用红外粉尘传感器，大多数使用的是激光散射原理的工业级PM2.5传感器，虽然造价会高些，但是监测数据会更加准确一些。目前市场上使用最多的激光粉尘传感器是ZH03A激光粉尘传感器模块。

ZH03A激光粉尘传感器是一个通用性、小型化模组。利用激光散射原理，对空气中存在的粉尘颗粒物进行探测，具有良好的一致性、稳定性。具有数字输出、PWM输出和模拟输出，方便使用。体积小，便于集成，在正常空气环境中使用寿命3年。这款产品已经广泛应用在空气净化器、新风系统、便携式仪表、空气质量监测设备、空调、智能家居设备等场所，可见其成熟性。

产品尺寸图

注意事项

1、 禁止改动、移位电子元件安装状态。

2、 模组不可经受过度的撞击或震动。

3、 传感器建议垂直安装，增长风扇使用寿命。

4、 安装时保证粉尘采集孔空气流通正常

5、 避免粘性粒子进入传感器，防潮湿，以防影响性能。

四、空气质量传感器

空气环境中有害气体大家所熟知的可能只有甲醛，但是其实这里面包含很多气体，统称VOC，如果要针对每种单一气体测试浓度的话制造成本就非常高。就目前市场上的空气质量监测仪产品来看，VOC监测和甲醛监测是二选一的。

从消费市场反映来看，带甲醛监测的空气质量监测仪更受欢迎，可能是 络或者 刊上 道最多的是甲醛的危害，甲醛监测固然重要，但不能忽视了多种挥发性有机物(VOC)对我们健康的影响。

目前市场用得最多的VOC传感器是MP503平面半导体气体传感器和ZP01空气质量模组，用得最多的是ME2-CH2O电化学气体传感器和ZE08电化学甲醛模组。既然大家都关注甲醛，我们就介绍ZE08电化学甲醛模组吧。

ZE08-CH2O型电化学甲醛模组是一个通用型、小型化模组。利用电化学原理对空气中存在的CH2O进行探测，具有良好的选择性，稳定性。内置温度传感器，可进行温度补偿；同时具有数字输出与模拟电压输出，方便使用。ZE08-CH2O是将成熟的电化学检测技术与精良的电路设计紧密结合，设计制造出的通用型气体模组。

传感器示意图

注意事项

1.模组避免接触有机溶剂（包括硅胶及其它胶粘剂）、涂料、药剂、油类及高浓度气体。

2.模组不可经受过度的撞击或震动。

3.模组初次上电使用需预热 5 分钟以上。

4.请勿将该模组应用于涉及人身安全的系统中。

5.请勿将模组安装在强空气对流环境下使用。

6.请勿将模组长时间放置于高浓度有机气体中，长期放置会导致传感器零点发生飘逸。

通过以上的的介绍，你还在发愁不知道如何制作一台空气质量监测仪吗？空气质量监测仪的核心就是传感器，只要选好传感器就已经成功了一半！