空气传感器原理空气质量传感器的工作原理

发布时间：2024-11-25 13:11:43

空气质量传感器的工作原理

大家好，我是【广州工控传感★科技】传感器事业部，张工。

现在越来越多的家庭选择使用空气净化器来净化空气中的各种污染物（如PM2.5、灰尘、灰、甲醛等），有效改善空气质量，空气净化器主要依靠空气质量传感器来实现这一效果。

空气质量传感器的工作原理：

空气质量传感器主要应用于各种空气净化装置，对PM2.5颗粒物、粉尘浓度、粉尘浓度、硫化物、甲醛等各种污染源具有极好的灵敏度，市场上的主流传感器分为两种：红外尘粒传感器和激光尘粒传感器。

红外尘埃粒子传感器：

红外传感器内置红外发光二极管和高灵敏度光电接收传感器，红外发光二极管在遇到粒子时会发光并产生反射光，光电传感器通过检测反射光的强度来反映空气中颗粒物的浓度，传感器直接输出PWM信号，PWM宽度为当前浓度值（1ms=1ug/m3）。颗粒物浓度值也可以通过IIC串口信号输出。

红外传感器检测原理：

根据光的色散原理，红外发光二极管在遇到灰尘时会发光，产生反射光，高灵敏度光电接收传感器检测反射光的光强，输出信号，根据输出信号光强的大小和数量判断粉尘浓度。检测器的输出电流与检测到的光强度成正比。传感器输出电流经放大器放大后，经处理器校正处理，最后输出数字PWM信号脉冲，或通过IIC数据接口输出粉尘浓度值。

激光尘埃粒子传感器：

激光传感器可以连续采集并计算单位体积空气中不同粒径的悬浮颗粒的数量，即颗粒浓度分布，然后将其转化为质量浓度，以通用数字形式输出界面。

激光传感器的工作原理：

激光传感器利用激光照射空气中的悬浮颗粒，产生光散射，光电探测器采集一定角度范围内的散射光强度，将得到的散射光强度线性转换为电压，然后发送到数据处理系统。数据处理系统按照预先编程的程序对数据进行处理，得到粒子的等效粒径和单位体积内不同粒径的粒子数。

空气质量传感器控制

空气质量传感器只能检测到周围空气的一小部分，即通过净化器内部空气颗粒的含量；因此，质量控制传感器应该能够通过蓝牙或WiFi与净化器连接，并充当传感器控制器等。这样的空气质量传感器可以放置在房间的任何地方，以实时监测空气质量。

空气流量计的工作原理与检测方法，了解一下

【以热线式空气流量计为例】

基本原理与安装位置识别

在发动机的空气滤清器和节气门体之间放置一发热体和一个温度传感器，空气流经发热体时会带走热量，使得发热体变冷，发热体上流过的空气量越多，被带走的热量也越多，温度传感器感应到温度的变化并将这一变化送给发动机控制单元，发动机控制单元根据温度变化计算出空气流量。热线式空气流量计就是根据这一原理制成的。

空气流量传感器安装位置

A—传感器插接器；

B—紧固螺栓；

C—空气流量传感器；

D—O形圈

热线式空气流量传感器根据其电热体放置的位置不同，可分为主流式（热线电阻安装在主进气道中）和旁通式（热线电阻安装在旁通气道中）两种。

热线式空气流量传感器的电热体是铂丝。热线主流式空气流量传感器的结构如下图所示。

空气流量计内有一个暴露在进气气流中的加热式铂丝。通过向铂丝施加规定的电流，ECM即可将其加热到指定的温度。进气气流可冷却铂热丝和内部热敏电阻，从而改变它们的电阻值。为保持稳定的电流值，ECM改变施加到铂丝和内部热敏电阻的电压。电压值与通过传感器的空气流量成比例，并且ECM会利用该值来计算进气量。

铂热丝和温度传感器形成桥式电路，并且通过控制晶体管，使A和B之间的压差保持相等来维持预定温度。

为防止热线粘有沉积物而影响传感器的测量精度，热线主流式空气流量传感器设有自洁功能，即在每次发动机熄火后约5s，发动机ECU使热线通过较大的电流脉冲（约1s），使热线迅速升温至1000℃左右，以便烧掉热线上的沉积物。

热线旁通式空气流量传感器的结构如下图所示。

旁通测量方式的热线空气流量计与主流测量方式不同的是，前者将白金热线和温度补偿电阻用铂线缠绕在线管上制成。热线式空气流量计的热线因长时间暴露在空气中会造成空气中的杂质依附在热线上，需增加一自洁功能。当点火开关从打开到关闭位置时，ECU会给空气流量计一个自洁信号，使热线温度瞬间升高到1000℃，使依附在热线上的杂质被烧掉。因热线旁通式空气流量计上的白金热线缠绕在陶瓷绕线管中，并没有暴露在空气中，所以，就不需要自洁功能。传感器壳体两端设置有与进气道相连接的圆形连接接头，空气入口和出口都设有防止传感器受到机械损伤的防护网。传感器入口与空气滤清器一端的进气管相连，出口与节气门的一端相连。

典型电路连接

丰田凯美瑞1ZR-FE、2ZR-FE、5AR-FE发动机采用了热线式空气流量计，5AR-FE发动机空气流量计电路连接如下图所示。

传感器3#端子为1号继电器提供的12V工作电源，传感器4#端子、5#端子为信号输出端，分别连接发动机控制单元E26#端子的92#端子和91#端子。

本田雅阁车系空气流量计电路连接如下图所示。传感器3#端子来自主继电器的12V工作电源，传感器1#端子、2#端子为传感器信号输出端，5#端子为进气温度传感器信号输出端。

日产车系空气流量传感器检测

传感器电压检测，以日产天籁车系为例。电路连接如下图所示。

① 将点火开关转至OFF位置。

② 断开空气流量传感器线束插头，再重新查号。

③ 启动发动机并暖机到正常工作温度。

④ 按下表所示检查ECM线束插头端子之间的电压。

发动机转速升高到4000r/min，传感器电压应线性上升。

丰田凯美瑞车系空气流量传感器检测

① 传感器供电检测

关闭点火开关，断开空气流量传感器插头，传感器插头如下图所示。打开点火开关，使用万用表直流电压挡测量传感器插头E14的3#端子和搭铁之间的电压应为11～14V。 否则检测传感器3#端子与1号继电器之间的线束。

② 传感器线束检查（传感器3#端子～1号继电器之间）

关闭点火开关，断开空气流量传感器插头，再从发动机室继电器盒和接线盒总成上拆下1号集成继电器，用万用表测量1号继电器1A插头8#端子和传感器插头E14的3#端子电阻应小于1Ω。再用万用表千欧挡检测传感器插头E14的3#端子或1号继电器插头1A的8#端子与车身接地之间的电阻，应为10kΩ或更大。如下表所示。