تطبيق ليزر أشباه الموصلات في تكنولوجيا استشعار الغبار PM2.5

التطبيق الخاص بليزر أشباه الموصلاتفي PM2.5 أصبحت تكنولوجيا استشعار الغبار أكثر وأكثر شيوعا. ومن أجل تحقيق أداء أعلى، بدأت أجهزة استشعار PM2.5 الحديثة في تقديم تكنولوجيا الليزر، وخاصة ليزر أشباه الموصلات منخفض الطاقة، لتحل محل مصادر ضوء LED التقليدية بالأشعة تحت الحمراء. توفر أجهزة استشعار الليزر العديد من المزايا مقارنة بأجهزة استشعار LED التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. أولاً، يمكنها توفير قدر أكبر من الدقة والاستقرار. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن ليزر أشباه الموصلات يمكن أن يعمل بثبات لفترة طويلة ضمن نطاق واسع من التغيرات في درجات الحرارة المحيطة، فإنه يضع متطلبات أعلى على الموثوقية الإجمالية لليزر.

ظهرت تقنية الكشف عن الغبار لأول مرة في الخمسينيات من القرن العشرين. أخذت الدول المتقدمة ممثلة بالمملكة المتحدة والولايات المتحدة واليابان وألمانيا زمام المبادرة في إجراء البحوث ذات الصلة وتطبيقها على مراقبة الغبار الصناعي والتعديني والسيناريوهات الأخرى للسيطرة على الأسباب الناجمة عن الغبار القابل للتنفس ومنعها. الأمراض المهنية المختلفة. بعد عقود من التطوير، دخلت تكنولوجيا الكشف عن الغبار القائمة على مبدأ تشتت الضوء تدريجيًا إلى المجالات المدنية مثل أجهزة تنقية الهواء. منذ القرن الحادي والعشرين، ومع تسارع عملية التصنيع في الصين، أصبحت مشكلة التلوث البيئي كمنتج ثانوي بارزة بشكل متزايد. تأثرت صحة الجهاز التنفسي لسكان الحضر بمشكلة الضباب. ولذلك، فإن تقنية الكشف عن التلوث بالجسيمات الدقيقة ممثلة بـ "PM2.5" قد دخلت أيضًا إلى أعين الجمهور لأول مرة وأصبحت موضوعًا رئيسيًا لقلق اجتماعي واسع النطاق. أصبحت أجهزة استشعار PM2.5 تدريجيًا أداة مهمة للكشف عن جودة الهواء في الداخل وفي السيارات والأماكن العامة.

استخدمت مستشعرات الغبار المبكرة بشكل أساسي مصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء كمصادر للضوء وتولد الحرارة من خلال المقاومات للحصول على تدفق الهواء الساخن. عندما تمر الجزيئات الموجودة في الهواء، فإنها تتناثر بعد ملامستها لمصدر ضوء LED. بعد أن يستقبلها الكاشف الحساس، يتم توليد إشارات كهربائية بأحجام مختلفة. وبعد التضخيم والحساب، يتم الحصول على نتائج الكشف. في هذه التقنية، نظرًا للكثافة المنخفضة لضوء LED المتناثر وضعف تدفق الهواء الناتج عن مقاوم التسخين، عادةً ما تكون فعالة فقط للجسيمات الأكبر حجمًا التي يبلغ قطرها أكبر من 1 ميكرومتر، ويمكن للتغيرات في الجسيمات في الهواء أن تتميز فقط بدورة عمل الإشارة الكهربائية. الخطأ الرقمي في القياس كبير، ولا يمكنه التكيف مع البيئة المتغيرة لمصادر الغبار، مما يجعل من الصعب تحقيق مراقبة في الوقت الحقيقي للمواد الجسيمية مثل PM2.5.

سعيًا لتحقيق أداء أعلى، بدأت أجهزة استشعار PM2.5 في تقديم تقنية الليزر، وذلك باستخدام ليزر أشباه الموصلات منخفض الطاقة كمصادر للضوء لتحل محل مصابيح LED الأصلية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء. يتم دفع هواء أخذ العينات إلى المنطقة التي يوجد بها شعاع الليزر من خلال مروحة أو منفاخ. تبعثر الجسيمات الموجودة في الهواء الليزر، وتختلف زاوية التشتت وتوزيع شدة الضوء للجسيمات ذات أحجام الجسيمات المختلفة. ومن خلال تركيب أجهزة كشف حساسة للضوء في مواقع مختلفة، يتم جمع الجزيئات بشكل منفصل. يتم تشتيت الضوء وتحويله إلى إشارات كهربائية. بعد التحليل، يمكن الحصول بسرعة على تركيز الجزيئات ذات الأحجام المختلفة، وبالتالي تحقيق قياس عالي الدقة. بالمقارنة مع أجهزة استشعار LED بالأشعة تحت الحمراء، تتمتع أجهزة استشعار الليزر بالمزايا التالية:

بالإضافة إلى الأجهزة الداخلية، هناك أيضًا طلب قوي بشكل متزايد على الكشف عن الجسيمات الدقيقة PM2.5 في السيارات والبيئات الخارجية. في مواجهة بيئات الاستخدام الأكثر تعقيدًا، لا يُطلب من ليزر أشباه الموصلات منخفض الطاقة المستخدم في المستشعر الحصول على خرج ضوء ثابت فحسب، بل يُطلب أيضًا العمل لفترة طويلة في نطاق واسع من التغيرات في درجات الحرارة المحيطة. ولذلك، تم طرح متطلبات أعلى للموثوقية الشاملة لليزر. في الأيام الأولى، كانت معظم أجهزة استشعار PM2.5 تستخدم علامات تجارية مستوردة. في السنوات الأخيرة، تم تحقيق اختراقات تكنولوجية رئيسية في البحث والتطوير لأشعة ليزر أشباه الموصلات JTBYShield، والتي تجمع بين تصميم ونمو الهيكل الفوقي عالي الموثوقية، وعملية طلاء التجاويف عالية الجودة، وعملية الانصهار بالقصدير الذهبي الأوتوماتيكية بالكامل، و- الشيخوخة التلقائية. تم إدخال تقنيات متقدمة مثل اختبار binning في مجال تصنيع ليزر أشباه الموصلات منخفض الطاقة. يمكن لمنتجات الليزر شبه الموصلة منخفضة الطاقة الممثلة بـ 650 نانومتر و790 نانومتر أن تعمل بثبات في بيئات قاسية تتراوح من -40 درجة إلى 85 درجة . لقد تم استخدامها في PM2. لقد تم الاعتراف بمجال الكشف عن PM2.5 من قبل الشركات الرائدة في الصناعة والعديد من العملاء، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في أجهزة استشعار PM2.5 الداخلية والخارجية والمثبتة على المركبات لسنوات عديدة.

معلومات الاتصال:

إذا كان لديك أي أفكار، فلا تتردد في التحدث إلينا. بغض النظر عن مكان وجود عملائنا وما هي متطلباتنا، سنتبع هدفنا المتمثل في تزويد عملائنا بجودة عالية وأسعار منخفضة وأفضل خدمة.