室内空气管家——空气净化器，智能家居小帮手
粉尘常见但有害
此外，室内的空气污染也不容小觑，室内作为一个与人们生活、学习、工作密切相关的环境，其环境质量直接影响人们的身体健康及发病率。居民大部分时间都在室内度过，但是室内空间含有多种污染物如装修甲醛、甲苯等，也包括各种粉尘发生源（被褥、窗帘、动物毛发等）。
▲空气中充满了一些肉眼可见或者不可见的微粒
对于在经常受到环境污染的城市中生活的人们来说，空气净化器已经成为标配的家用电器，空气净化器可以很大程度地帮助室内净化空气，消灭粉尘、甲醛等有害物质。空气净化器的功能实现需要各个模块各司其职，环境质量检测中应用的粉尘传感器结合甲醛传感器、一氧化碳传感器、温湿度传感器等采用指数评价法对环境质量进行评估能够稳定高效监测室内环境质量，通过数据指导人们改善室内环境，对保持身体健康、提高工作效率有着重要意义。现在，我们要解读构成空气净化器的重要元器件--粉尘传感器。
空气净化器中粉尘传感器
传感器也叫粉尘传感器、灰尘传感器，可以用来检测我们周围空气中的粉尘浓度，即值大小。空气动力学把直径小于10μm能进入肺泡区的粉尘通常也称为呼吸性粉尘。直径在10μm以上的尘粒大部分通过撞击沉积，在人体吸入时大部分沉积在鼻咽部，而10μm以下的粉尘可进入呼吸道的深部。而在肺泡内沉积的粉尘大部分是2.5μm以下的粉尘。
▲不同颗粒粒径跨度分布
▲具有污染物浓度显示功能的净化器
据统计数据显示，现阶段市面上流通的所有空气净化器，大多数均具有粉尘浓度显示功能。也就是说，大多数空气净化器是装有内置的粉尘浓度传感器的。标准第8章中对防止意外触及器具带电部件做出了详细要求（详见第8.1条款），同时第13章对器具的电气强度测试做出了规定（详见第13.3条款），因此在空气净化器中应用的粉尘传感器必须要符合电器测试应用标准。
现阶段使用在空气净化器上面的粉尘传感器基本上都是采用的光散射法型传感器，而且大多数的粉尘传感器都含有一个金属外壳。这个金属外壳是用于接地的，而接地的目的则是用于屏蔽外界的干扰，如果没有这个接地金属进行屏蔽，那么外界干扰会影响到传感器生成的电流信号，从而影响到显示的数据的准确性。
红外还是激光？
这并不是个问题
一提到激光，很多人首先会想到的是科幻影片中各种造型各异，威力强大的激光武器。事实上，除了军事领域外激光技术被大量应用于医疗、照明、测距、切割和IT等领域。例如前些年VCD、DVD和蓝光产品的普及，其实都得益于激光技术的逐步发展。
红外LED是发射波长在红外段的发光二极管，常见波长一般在850nm~940nm左右，广泛应用于医疗、安防、通信、遥控和传感等领域。由于红外LED发光波长在可见光谱以外，配合特定光谱的接收器，可以大幅削弱环境光对接收信号的影响。得益于近年来红外LED技术的不断成熟，红外LED具有：寿命长、发射效率高、单色性较好以及方向性较好的特点。这使得红外LED在传感器领域，尤其是粉尘传感器行业被大量应用。
▲颗粒物对光谱、波长、密度的不同的光吸收也不同
红外粉尘传感器采用的红外光源波长较长，对空气动力学直径小于1um以上的颗粒测量精度不足。因为红外LED光散射的颗粒信号较弱，只对大于1um的大颗粒有相对明显的响应，而且又仅用加热电阻来推动采样气流，采样数较小，测量精度约在±30%
激光传感器可以检测小到0.3um的粉尘颗粒。因为自带更高性能的MCU，采用恒速风扇增加进气量，采集更高密度的数据，整体测量精度可以做到±10%。因此，激光粉尘传感器在测量精度方面对比红外粉尘传感器在灵敏度，准确性，一致性上具有明显优势。
▲常见的激光//红外粉尘传感器
问答时间
激光与红外粉尘传感器的差异
半导体激光LED与红外LED的差异主要体现在以下四个方面：
1.发射功率低不同，波长较为集中（红光650nm左右，蓝光在490nm左右）；
2.红外粉尘传感器在接收部分也与激光粉尘传感器存在一定差异；
3.在放大电路方面和信号处理方面，红外传感器与激光式传感器在基本原理大同小异，但在具体实现上各有侧重。
4.测量精度的差异。
参考资料：
【1】,家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求[S]；
【2】《激光粉尘传感器的研究及应用》，孙金祥曹银杰，聊城大学物理科学与信息工程学院；
【3】《2014年上半年中国净化器市场研究报告》-ZDC互联网消费研究中心。
排版|慧闻科技
