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四方光電粉塵傳感器,深耕技術行業(yè)發(fā)展

來源:四方光電股份有限公司   2025年04月25日 15:42  

  近日,國外咨詢機構Yole Intelligence發(fā)布報告《Gas and Particle sensors 2024》,報告對氣體和粉塵傳感器市場進行了調研,分析了氣體和粉塵傳感器的市場現狀、具體的細分市場和未來發(fā)展趨勢,報告顯示氣體和粉塵傳感器市場在2023年至2029年間增長 8%,到2029年市場總規(guī)模將達到約 28 億美元,在消費、工業(yè)、汽車和醫(yī)療這4大領域都有所增長。



  圖1 氣體和粉塵傳感器的市場預測

  報告中提及的粉塵傳感器是一種用于監(jiān)測環(huán)境中粉塵顆粒濃度的裝置,它通過使用光學、電子或化學傳感技術來檢測并量化懸浮在空氣中的微小顆粒物質,如灰塵、煙霧、細顆粒物、粉末或顆粒狀污染物,然后將測得的數據轉化為可讀的數字或圖形形式。受到環(huán)境意識提高、法規(guī)合規(guī)、技術創(chuàng)新和市場需求多元化等多個因素的共同推動,粉塵傳感器將不斷發(fā)展,其應用領域也將繼續(xù)擴大。

  根據Yole Intelligence的報告顯示,四方光電在2023年粉塵傳感器為17%,!四方光電是一家從事智能氣體傳感器和氣體分析儀器的科創(chuàng)板上市企業(yè),多年來不斷深耕技術,通過光散射技術研究,利用的自動粒子識別技術(Auto Particle Identification,API)和鞘氣保護結構開發(fā)了系列粉塵傳感器,相較于其他測量方法,具有精度更高、穩(wěn)定性更好的優(yōu)勢。


  圖2 粉塵傳感器
 
  光散射技術原理

  空氣中的粒子對入射光有散射作用,散射光的強度與粒徑有關。將含有顆粒的空氣從采樣口吸入,通過光敏感區(qū)時,塵埃粒子受光照射,散射出與粒子大小成一定比例的光脈沖信號,該信號被光敏器件接收并轉換成相應的電脈沖信號再被放大,通過對一個檢測周期內電脈沖的計數,便可得知單位采樣空氣中的粒子個數(pcs/L),進而可通過算法換算為質量濃度。

 

  圖3 光散射技術原理

  自動粒子識別技術

  粉塵傳感器的應用場景非常廣泛,包括室內環(huán)境監(jiān)測、室外環(huán)境監(jiān)測、潔凈室顆粒物檢測等等,由于環(huán)境的復雜多變,不同場景下粉塵粒子分布不同,需要檢測的粒徑大小也不同。為準確識別傳感器所處場景、精確檢測不同大小的顆粒物濃度,自動粒子識別技術應運而生。自動粒子識別技術通過算法消除相互干擾,通過粒徑分布特征推算粒子密度,再據此計算濃度,實現對不同場景下不同分布特征粉塵濃度的合理反饋,以及不同粒徑粒子的多通道輸出,是一種高性價比的技術解決方案。憑借自動粒子識別技術,四方光電的粉塵傳感器在PM2.5、PM10等不同塵源環(huán)境下,能夠實現與標準儀器近乎一致的測量結果,且具備自動溫度補償及良好的耐久性。

  鞘氣保護結構

  測量穩(wěn)定性和準確性是粉塵傳感器的重要指標,但是,在惡劣環(huán)境下,傳感器的測量穩(wěn)定性很容易受到影響。因為空氣中顆粒進入光腔后很容易在光敏區(qū)發(fā)生重疊,故傳感器的檢測精度產生較大誤差;另外,高濃度顆粒物環(huán)境下大量顆粒物進入腔室并很快沉積,從而污染內部光學元件,使傳感器的穩(wěn)定性快速下降,其壽命大大縮短。這些因素始終影響著傳感器的長時間穩(wěn)定運行。為解決這一問題,四方光電采用了鞘氣保護結構,相較于現有技術,通過引入鞘氣來保護監(jiān)測箱內的光學腔體,減少粉塵顆粒物對光學腔體的污染,進而減少了維護的工作量。

  基于上述技術的優(yōu)勢,四方光電推出的紅外粉塵傳感器、激光粉塵傳感器、揚塵傳感器和粒子計數器等系列傳感器產品,廣泛應用于消費電子、工業(yè)環(huán)境、車內環(huán)境和醫(yī)療環(huán)境監(jiān)測領域,憑借過硬的技術實力和產品質量得到了市場的認可。

  在消費電子應用領域,四方光電推出了紅外粉塵傳感器PM1000系列、激光粉塵傳感器PM2000系列和集成空氣品質傳感器AM1000系列,產品可以滿足室內空氣監(jiān)測的需求,廣泛應用于空氣凈化器、室內空調和室內新風系統(tǒng)上。紅外粉塵傳感器PM1000系列和激光粉塵傳感器PM2000系列采用光學散射原理,可檢測室內空氣中顆粒物濃度數值的變化趨勢;具有精度高、靈敏度好、響應速度快和功耗低等優(yōu)點。在此基礎上,針對現有市場不斷升級的需求以及痛點,四方光電將顆粒物濃度檢測和其他空氣指標檢測結合,推出了集成空氣品質傳感器AM1000系列,能夠同時檢測顆粒物濃度、室內溫濕度、VOC濃度等多項空氣指標,具有性能穩(wěn)定、設計緊湊、功能齊全和接口豐富的優(yōu)勢,滿足客戶在不改變產品結構設計的情況下進行性能升級的需求。





  在工業(yè)環(huán)境監(jiān)測領域,四方光電針對揚塵監(jiān)測的市場需求、深入研究現有傳感器的痛點難點,根據不同的應用場景,以及不同地方標準需求,推動技術革新升級,成功研發(fā)了揚塵顆粒物傳感器PM3003S及PM3006S。通過采用寬溫型大功率線型激光光源、API粉塵自動識別技術、的流道設計實現抗污染、大流量車規(guī)級采樣機構、高濕度環(huán)境的水霧去除裝置等,低成本地實現了對室外揚塵粉塵與β射線吸收法達到0.9相關系數的高精度測量。在長期市場應用與檢驗過程中,幫助大批揚塵監(jiān)測客戶順利通過CPA,CCEP認證,成為室外揚塵監(jiān)測的。另外,四方光電還推出了激光粉塵傳感器PM3003Q,采用工業(yè)級激光器,可靠性高,配以流量穩(wěn)定的氣泵,實現顆粒物PM2.5、PM10、TSP質量濃度的實時輸出。

 


  在汽車領域,四方光電推出了汽車PM2.5傳感器APMS-3302,是一款采用激光散射原理的車用粉塵傳感器,可精確檢測并計算單位體積內空氣中不同粒徑的懸浮顆粒物的個數,通過數學算法及科學標定輸出顆粒物質量濃度。具有壽命長、精度高等優(yōu)勢,可在道路行駛過程中實現快速響應。為了滿足市場的更高要求,四方光電推出PM2.5+CO2集成傳感器AIS-3200,可以實現檢測PM2.5和CO2的實時檢測,同時可擴展監(jiān)控車內溫度。產品在全溫度與壓力范圍內均可滿足精度要求,目前廣泛應用于車載檢測儀、車內空調和車載凈化器中。




  在醫(yī)療環(huán)境監(jiān)測領域,為了滿足醫(yī)療行業(yè)對潔凈度的需求,四方光電推出了OPC系列塵埃粒子計數器,主要有在線式塵埃粒子計數器OPC-6510DS、OPC-6303DS、OPC-6510和OPC-6303M和便攜式塵埃粒子計數器OPC-6511DS。其中在線粒子計數器OPC-6510DS采用光學散射原理,可精確檢測并計算單位體積內空氣中不同粒徑的懸浮顆粒物的個數,可同時輸出 0.3μm、0.5μm、1.0μm、5.0μm、10μm 五個通道的顆粒數,內置超聲波氣體流量傳感器,進行恒流采樣;采用低噪音渦輪風機采樣,連續(xù)監(jiān)測穩(wěn)定性好;采用開放性通訊協議,方便客戶集成;使用大功率線性激光器,能進行高效粒子識別。





  深耕傳感器領域21年,四方光電憑借長期的技術沉淀、嚴格的質量體系及國際化視野,已經成為諸多世界500強及國內外細分領域頭部企業(yè)的配套供應商。未來,四方光電也將繼續(xù)秉承創(chuàng)立初心,持續(xù)探索技術,錘煉產品優(yōu)勢,為各行業(yè)客戶提供全面、完善、優(yōu)質的解決方案。

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