本方案可用來監測房間內粉塵，煙霧等，也可以用作空氣凈化和空調內部的凈化檢測。應用范圍包括設備除塵設備、空氣凈化設備、除塵機器人、大氣測量、煙氣測量及工業鍋爐、窯爐、化工廠排煙測量等領域，可以檢測煙顆粒，花粉孢子等顆粒，即使是粉塵濃度較低的區域也能檢測出來，不受外部氣流影響。也可以用于各種布袋除塵器的破損檢測及各種類型除塵器除塵效率的測量，為這些領域的自動化控制提供可靠的信號。

1、硬件方案

由灰塵傳感器，單片機，電源電路，LCD顯示，數據通訊線路組成，其中灰塵傳感器采用夏普公司的GP2Y1010AU0F，經過單片機對信號進行采集，計算，處理后，將PM2.5數據顯示在LCD顯示屏上，也可以通過串口發送到PC。其大體框圖如下。

圖1 PM2.5檢查硬件原理圖

2、檢查方法

（1）灰塵和煙的判別方法

從輸出電平的大小的變化及輸出的區別，作如下說明。

一般，香煙的煙是細微粒子，密度高，會擴散式的大范圍漂移。與此相比，灰塵是一個一個大顆粒，密度低，斷斷續續式的進入灰塵傳感器的檢出領域。

從輸出來看，煙是連續的表現出較高的輸出電壓，灰塵是間隔的表現出較高的輸出電壓。因此，根據傳感器的輸出電壓值在時間上的推移向微機軟件的讀取，是否有塵、是否有煙、是否有灰塵，不管是哪種狀態，以及空氣污染的程度有多少，都可以進行檢出。

關于煙的檢出，判定值相當于香煙的檢出物，按如下表示。

可以檢出的范圍（輸出電壓可變范圍（V））=輸出電壓范圍：VoH(v)-無塵時輸出電壓Voc（V）。

將此換算成粉塵濃度：

檢出粉塵濃度范圍（）=檢出可能范圍（輸出電壓可變范圍（V））/檢出濃度K（V/(0.1)）。

煙檢出的情況下，其判定值如下:

判定值=檢出濃度（）/10 *K(V/0.1)+無塵時輸出電壓（V）。

    粉塵的檢出是在規定時間內，在某一輸出電壓變化的標準之上，標記輸出的值，從而判斷有沒有粉塵。

    判斷粉塵濃度主要通過輸出的電壓變化量進行判斷，輸出變化量=當前測量值V- 無塵時。

    為了防止大顆粒的灰塵或者如線一般的纖維灰塵進入灰塵傳感器或積聚于其內部，需要在灰塵通過的洞口處裝上濾網，不要對其進行拆裝和清洗，否則會使產品的光學方面的特性發生變化，無法滿足原來的特性要求。通過此方法，可以避免將所測煙霧值或者PM2.5的值大小與傳感器鏡頭臟相混淆。

（2）如何確定和更新無塵電壓：

無塵輸出電壓是檢出是否有粉塵，煙霧的判斷基準。無塵輸出電壓受發光二極管，傳感器內部灰塵以及周圍環境的溫度影響，一般當LED輸出降低時，無塵輸出電壓也會降低；感應器內部有灰塵附著時，無塵電壓將上升。

    系統啟動時，首先進行無塵電壓檢測。啟動凈化系統時，將檢測到的電壓和設定的無塵電壓相比較，如果檢測電壓小于設定的無塵電壓，則將檢測電壓設為最新的無塵電壓。如果一段時間內，輸出電壓沒有變化，或者在一個小范圍內變化，基本上把這個值作為無塵電壓來更新。輸出電壓變得更低時，則將此值作為無塵電壓來更新。

    圖2是輸出電壓與溫度的關系圖

圖2 輸出電壓與溫度之間的關系

圖3是輸出電壓與粉塵濃度的關系圖

圖3 輸出電壓與粉塵濃度之間的關系

（3）軟件設計流程

圖4 軟件設計流程圖