大气环境传感器
大气环境传感器是一种用于实时、连续监测大气中多种物理、化学和气象参数的智能传感设备,广泛应用于环境监测、气象预报、智慧城市、工业排放监管、生态研究及公共健康等领域。
特点
1.高集成度:多参数融合,节省空间与成本;
2.实时性:数据更新频率可达秒级;
3.稳定性强:外壳多采用ASA工程塑料,抗紫外线、耐腐蚀,适合户外长期使用;
4.智能通信:支持4G/5G、LoRa、NB-IoT、RS485等多种传输方式;
5.自诊断与校准:部分高端设备具备自动零点校准、故障报警功能。
功能原理
大气环境传感器的核心功能是感知并量化环境中的关键要素。其工作原理因参数不同而异:
1.温湿度传感器:采用热敏电阻(测温)和湿敏电容/电阻(测湿),精度可达±0.1℃、±2%RH;
2.气压传感器:基于压阻或电容式MEMS芯片,测量大气压力变化;
3.风速风向传感器:
超声波式:通过测量超声波在空气中顺/逆风传播的时间差计算风速风向,无机械磨损;
三杯式/风向标式:传统机械结构,成本低但需定期维护;
4.气体传感器:
电化学法:用于检测CO、SO2、NO2、O3、H2S等有毒有害气体;
光学法(如NDIR):用于CO2、CH4等红外活性气体;
半导体/MOS:低成本但选择性较差,常用于民用;
5.颗粒物传感器(PM2.5/PM10):利用激光散射原理,通过粒子对光的散射强度反演浓度;
6.光照与紫外线传感器:采用光电二极管配合滤光片,测量照度(lux)或UV指数;
7.负氧离子传感器:通过电极收集空气中带电离子,转换为电流信号。
监测参数
1.气象类:温度、湿度、大气压力、风速、风向、降雨量(部分型号)、光照强度、紫外线指数;
2.空气质量类:PM2.5、PM10、CO、SO2、NO2、O3、CO2、TVOC、H2S;
3.生态健康类:负氧离子浓度、噪声;
4.辅助参数:设备状态、电源电压、GPS位置(部分高端型号)。
安装维护
1.安装要求:
选址科学:避开烟囱、空调外机、树木遮挡等干扰源;
高度规范:PM和气体传感器通常距地面3–15米,风速风向传感器需更高(10米以上);
防雷接地:户外设备必须可靠接地,防止雷击损坏;
供电与通信:确保电源稳定,无线信号覆盖良好。
2.日常维护:
定期清洁:用软毛刷或压缩空气清理PM传感器进气口、风速仪叶片;
校准周期:气体传感器建议每3–6个月用标准气体校准一次;
更换耗材:如颗粒物传感器的滤网、电化学传感器的电解液(寿命通常1–2年);
数据比对:与标准监测站数据定期比对,评估偏差。
应用场景
1.城市空气质量监测网络
构建“国控—省控—市控—微站”四级监测体系,支撑AQI发布与污染预警。
2.工业园区与排污企业监管
在厂界或敏感点部署,实时监控VOCs、特征污染物排放,防止超标。
3.智慧城市建设
与智慧路灯、交通系统联动,提供环境数据支持城市管理决策。
4.生态环境研究
监测森林、湿地、高原等区域的负氧离子、气象要素,评估生态质量。
5.农业与气象服务
为精准农业提供温湿度、光照、风速等数据,辅助灌溉、防霜冻决策。
6.公共健康与室内环境
商场、学校、医院等场所部署,保障人群健康,尤其关注PM2.5和CO2浓度。