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光散射粒子傳感器

專業(yè)粒子儀表

空氣質(zhì)量監(jiān)測儀

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樂控（上海）環(huán)境技術(shù)有限公司

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技術(shù)文章

PMS 10 泵吸式激光粉塵檢測儀使用說明書

閱讀：2229發(fā)布時間：2020-4-11

1.產(chǎn)品概述

PMS10系列為泵吸式激光顆粒物（粉塵）檢測儀，專為大氣環(huán)境在線監(jiān)測行業(yè)提供解決方案。

廣泛應(yīng)用于微型空氣站、揚塵監(jiān)測、油煙監(jiān)測等大氣監(jiān)測系統(tǒng)。

2. 產(chǎn)品特性

對標(biāo)β射線法，具有更高的準(zhǔn)確性及相關(guān)性
配置四線制無刷真空泵，采樣效率更高
全金屬精密光機結(jié)構(gòu)，多場景穩(wěn)定運行
體積小，便于多種設(shè)備集成使用
正?？蛇B續(xù)運行10,000小時

3.工作原理

本檢測儀基于MIE散射原理進(jìn)行粒子的濃度檢測。當(dāng)外界空氣均勻通過光采集室時，采樣氣體中的粒子通過光束發(fā)生散射現(xiàn)象，光電采集單元將散射光信號轉(zhuǎn)換成電壓脈沖信號，經(jīng)前置放大，AD轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號。測量的電壓脈沖個數(shù)即為粒子個數(shù),電壓脈沖的幅值反映粒子光學(xué)等效粒徑的大小。通過粒質(zhì)轉(zhuǎn)換后用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對檢測儀進(jìn)行標(biāo)定, 從而確定測試環(huán)境中的顆粒物質(zhì)量濃度。

3.1 MIE散射原理

當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當(dāng)時發(fā)生的散射稱為米氏散射。米氏散射的散射強度與波長的二次方成反比，米氏不同于瑞利散射呈對稱狀分布，其散射在光線向前方向比向后方向更強,方向性比較明顯。

3.2光機結(jié)構(gòu)及其原理

圖1 光折射分析圖

4.顆粒物檢測儀規(guī)格

參數(shù)	數(shù)值		單位	備注
PM2.5精度	0-100μg/m³	±10	μg/m³	-----
PM2.5精度	>100μg/m³	±10%	μg/m³	-----
PM1.0測量范圍	0-2000		μg/m³	-----
PM2.5測量范圍	0-5000		μg/m³	-----
PM10測量范圍	0-5000		μg/m³	-----
TSP測量范圍	0-10000		μg/m³	-----
分辨率	1		μg/m³	-----
采樣間隔	60		s	用戶可自行設(shè)置
采樣時間	60		s	用戶可自行設(shè)置
取樣時間	10		s	-----
使用壽命	10000		h	間歇模式（采樣1分鐘，間歇1分鐘）1
計數(shù)效率	0.3 µm為50％		-----	根據(jù)JIS
計數(shù)效率	大于0.5μm為100％		-----	根據(jù)JIS
流量	1.1		L/min	誤差±5%
重量	350		g	-----
*大尺寸	1138838		mm	不含進(jìn)出風(fēng)口、端子尺寸

表1 顆粒物檢測儀規(guī)格

TIP:1、此為環(huán)境溫度25℃，濕度50%RH測得的數(shù)據(jù)，實際使用時間取決于使用的環(huán)境溫濕度。

5.電氣規(guī)格

5.1電氣特性

標(biāo)準(zhǔn)輸出（溫度25℃、濕度0~50%RH和12V電源電壓）。

參數(shù)	值	單位
額定電壓	DC 12	V
待機電流	30	mA
平均電流	350	mA
*大電流	400	mA
啟動電流	700	mA
輸入高電平電壓	6	V
輸入低電平電壓	-6	V
輸出高電平電壓	6	V
輸出低電平電壓	-6	V

表2 電氣特性

5.2極限值

長時間在極限條件下可能會影響設(shè)備的可靠性。

超出以下參數(shù)范圍（表3）可能會對設(shè)備造成不可逆性損傷。

參數(shù)	范圍
電源電壓	11.5~12.5V
輸入/輸出引腳上的電壓	-6~6 V
工作溫度范圍	-10~60 °C
儲存溫度范圍	-20~70 °C
工作濕度范圍	0-95%RH（非凝結(jié)）
雷擊浪涌	2KV
靜電	端子試驗1KV 其余面試驗電壓8KV

表3 極限值

6.硬件接口定義

圖2 硬件接口

引腳	名稱	描述	備注
1	VCC	設(shè)備電源正	12V
2	GND	設(shè)備接地	——
3	TX（A）	通信發(fā)送引腳	（RS485+）串口發(fā)送
4	RX（B）	通信接收引腳	（RS485-）串口接收
5	NC	——	——

表4 硬件接口定義

7.通信協(xié)議

UART參數(shù)：

波特率：9600
數(shù)據(jù)位：8
校驗位：無
停止位：1

通訊方式：

RS485(從機處于接收狀態(tài)，一問一答)

地址：

檢測儀出廠地址默認(rèn)為01

命令方式：

從機（檢測儀）處于接收狀態(tài)，只響應(yīng)主機的命令，不主動發(fā)送指令

校驗和：

除去校驗位之外所有位相加和，高字節(jié)在前，低字節(jié)在后

工作模式：

連續(xù)測量：檢測儀不間斷工作；
間歇模式：采樣時間/采樣間隔可設(shè)（間歇時間用戶可
檢測儀出廠默認(rèn)設(shè)置為間歇模式，測量60s,停止60s

7.1 主機通訊協(xié)議格式

主機發(fā)送命令長度固定為8字節(jié)，表5。

起始符1	起始符2	從機地址	命令	數(shù)據(jù)高	數(shù)據(jù)低	校驗高	校驗低
0x4A	0x43	ADDR	CMD	DATAH	DATAL	0xXX	0xXX

表5主機命令格式

主機命令說明，表6。

命令	數(shù)據(jù)高	數(shù)據(jù)低	含義
0x01	0x00	0x00	獲取濃度值
0x02	0x00	0x00	啟動測量，檢測儀根據(jù)模式(間歇測量/連續(xù)測量)選擇工作
0x02	0x00	0x01	停止測量，檢測儀停止工作
0x03	0x00	0x00	開啟連續(xù)測量模式，檢測儀不間斷一直工作
0x03	0x00	0x01	開啟間斷測量模式，采樣時間和采樣間隔根據(jù)用戶設(shè)置
0x04	0xXX	0xXX	采樣時間（20-3600，秒）
0x05	0xXX	0xXX	采樣間隔（20-3600，秒）
0x06	0xXX	0xXX	修改設(shè)備地址（1-255）

表6主機命令說明

7.2 主機通訊協(xié)議格式

從機應(yīng)答長度不固定，根據(jù)主機命令改變，表7。

起始符1	起始符2	從機地址	命令	數(shù)據(jù)長度高	數(shù)據(jù)長度低	數(shù)據(jù)0高	數(shù)據(jù)0低
0x4A	0x43	ADDR	CMD	LENH	LENL	DATA0H	DATA0L
數(shù)據(jù)1高	數(shù)據(jù)1低	……	……	數(shù)據(jù)N高	數(shù)據(jù)N低	校驗高	校驗低
DATA1H	DATA1L	……	……	DATANH	DATANL	0xXX	0xXX

表7從機應(yīng)答格式

備注：地址/功能碼同主機定義(修改設(shè)備地址后，協(xié)議中地址更新為新地址)；從機具體回復(fù)數(shù)據(jù)見7.3命令示例。

7.3命令示例

7.3.1獲取濃度值（命令：0x01）

主機發(fā)送獲取當(dāng)前濃度的命令后，從機返回當(dāng)前濃度數(shù)據(jù)包，具體內(nèi)容如下，表8。

從機：

數(shù)據(jù)序號	數(shù)據(jù)	含義
起始符	0x4A	幀頭
起始符	0x43	幀頭
地址	0x01	從機地址
命令	0x01	命令
數(shù)據(jù)長度高	0x00	數(shù)據(jù)長度，共24字節(jié)
數(shù)據(jù)長度低	0x18	數(shù)據(jù)長度，共24字節(jié)
數(shù)據(jù)1高	0xXX	PM1.0質(zhì)量濃度(大氣環(huán)境)，單位μg/m³
數(shù)據(jù)1低	0xXX	PM1.0質(zhì)量濃度(大氣環(huán)境)，單位μg/m³
數(shù)據(jù)2高	0xXX	PM2.5質(zhì)量濃度(大氣環(huán)境)，單位μg/m³
數(shù)據(jù)2低	0xXX	PM2.5質(zhì)量濃度(大氣環(huán)境)，單位μg/m³
數(shù)據(jù)3高	0xXX	PM10質(zhì)量濃度(大氣環(huán)境)，單位μg/m³
數(shù)據(jù)3低	0xXX	PM10質(zhì)量濃度(大氣環(huán)境)，單位μg/m³
數(shù)據(jù)4高	0xXX	TSP(大氣環(huán)境) ，單位μg/m³
數(shù)據(jù)4低	0xXX	TSP(大氣環(huán)境) ，單位μg/m³
數(shù)據(jù)5高	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)5低	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)6高	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)6低	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)7高	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)7低	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)8高	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)8低	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)9高	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)9低	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)10高	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)10低	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)11高	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)11低	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)12高	0x00	后期擴(kuò)展使用
數(shù)據(jù)12低	0x00	后期擴(kuò)展使用
校驗和高	0xXX	校驗和
校驗和低	0xXX	校驗和

表8從機應(yīng)答濃度命令格式

示例：

主機

0x4a 0x43 0x01 0x01 0x00 0x00 0x00 0x8F

從機

0x4a 0x43 0x01 0x01 0x00 0x18 0x00 0x16 0x00 0x23 0x00 0x2C 0x00 0x2F

0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00

0x00 0x00 0x01 0x3B

上例中，PM1.0、PM2.5、PM10、TSP的具體數(shù)值如下：

PM1.0 = 0x0016 = 22μg/m³

PM2.5 = 0x0023 = 35μg/m³

PM10 = 0x002C = 44μg/m³

TSP = 0x002F = 47μg/m³

7.3.2啟動/停止（命令：0x02）

主機發(fā)送啟動/停止命令后，從機執(zhí)行相應(yīng)的動作，并返回應(yīng)答指令；

從機執(zhí)行命令0x03、0x04、0x05、0x06時,返回同樣格式的應(yīng)答，表9。

從機：

數(shù)據(jù)序號	數(shù)據(jù)	含義
起始符	0x4A	幀頭
起始符	0x43	幀頭
地址	0x01	從機地址
命令	0x02	命令
數(shù)據(jù)長度高	0x00	數(shù)據(jù)長度
數(shù)據(jù)長度低	0x02	數(shù)據(jù)長度
數(shù)據(jù)1高	0x00	回復(fù)數(shù)據(jù)同主機
數(shù)據(jù)1低	0x00/0x01	回復(fù)數(shù)據(jù)同主機
校驗和高	0xXX	校驗和
校驗和低	0xXX	校驗和

表9從機應(yīng)答執(zhí)行命令格式

示例：

主機

啟動測量：

0x4a 0x43 0x01 0x02 0x00 0x00 0x00 0x90

停止測量：

0x4a 0x43 0x01 0x02 0x00 0x01 0x00 0x91

從機

啟動測量：

0x4a 0x43 0x01 0x02 0x00 0x02 0x00 0x00 0x00 0x92

停止測量：

0x4a 0x43 0x01 0x02 0x00 0x02 0x00 0x01 0x00 0x93

7.3.3設(shè)置測量模式（命令：0x03）

主機發(fā)送設(shè)置測量模式的命令，從機執(zhí)行相應(yīng)的模式選擇，并用戶設(shè)置的測量模式寫入存儲單元。

主機

連續(xù)測量：

0x4a 0x43 0x01 0x03 0x00 0x00 0x00 0x91

間歇測量：

0x4a 0x43 0x01 0x03 0x00 0x01 0x00 0x92

從機

連續(xù)測量：

0x4a 0x43 0x01 0x03 0x00 0x02 0x00 0x00 0x00 0x93

間歇測量：

0x4a 0x43 0x01 0x03 0x00 0x02 0x00 0x01 0x00 0x94

7.3.4設(shè)置采樣時間（命令：0x04）

主機發(fā)送設(shè)置采樣時間的命令，從機將時間寫入存儲單元，并返回應(yīng)答指令；時間設(shè)置的*小單位為秒，*小可設(shè)置時間為20秒，*大為3600秒；以設(shè)置600秒(0x0258)為例。

示例：

主機	0x4a 0x43 0x01 0x04 0x02 0x58 0x00 0xEC
從機	0x4a 0x43 0x01 0x04 0x00 0x02 0x02 0x58 0x00 0xEE

7.3.5設(shè)置間歇時間（命令：0x05）

主機發(fā)送設(shè)置采樣時間的命令，從機將時間寫入存儲單元，并返回應(yīng)答指令；時間設(shè)置的*小單位為秒，*小可設(shè)置時間為20秒，*大為3600秒；以設(shè)置60秒(0x003C)為例。

示例：

主機	0x4a 0x43 0x01 0x05 0x00 0x3C 0x00 0xCF
從機	0x4a 0x43 0x01 0x05 0x00 0x02 0x00 0x3C 0x00 0xD1

7.3.6 修改從機地址（命令：0x06）

主機發(fā)送修改從機地址的命令，從機將修改后的地址寫入存儲單元，并返回應(yīng)答指令；從機可設(shè)置的*小地址為01，*大地址為255，如設(shè)置的地址超過上限，將默認(rèn)為01；以將地址01修改為02示例。

示例：

主機	0x4a 0x43 0x01 0x06 0x00 0x02 0x00 0x96
從機	0x4a 0x43 0x02 0x06 0x00 0x02 0x00 0x02 0x00 0x99

8. 產(chǎn)品尺寸圖

圖3 PMS 10尺寸圖

9.安裝及使用注意事項

9.1注意事項

檢測儀應(yīng)用于戶外固定設(shè)備時，對于沙塵暴、雨雪等天氣以及楊柳絮的防護(hù)，應(yīng)由戶外設(shè)備提供商完成。
儀器內(nèi)部裝有激光發(fā)射器，私自維修可能導(dǎo)致操作人員意外暴露在激光輻射下，儀器應(yīng)由廠家專門人員維修。
禁止打開儀器外殼使用。
檢測儀不是直接與監(jiān)測環(huán)境接觸（例如安裝在設(shè)備機箱的），為了采樣測量結(jié)果精確，請將檢測儀進(jìn)氣口連接至機箱外置探頭，檢測儀同外置探頭之間連接軟管的長度應(yīng)控制在30cm以內(nèi)；
機箱外置探頭需要具備防風(fēng)、粗過濾以及防水能力;
當(dāng)濕度增加時，檢測儀同Beta衰減質(zhì)量監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)會可能會發(fā)生正偏差，故用戶需加上動態(tài)加熱系統(tǒng)，來確保同Beta衰減質(zhì)量監(jiān)測儀的數(shù)據(jù)相關(guān)性。

9.2建議安裝方式

9.2.1正確安裝方式

圖4 正確安裝方式

9.2.2錯誤安裝方式

圖5 錯誤安裝方式

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