เครื่องตรวจวัดฝุ่น PM 2.5 ด้วยแสง

ในยุคที่ปัญหามลพิษทางอากาศเพิ่มขึ้น เครื่องตรวจวัดฝุ่น PM 2.5 กลายเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ช่วยให้เราทราบถึงคุณภาพอากาศรอบตัว หลักการทำงานของเครื่องตรวจฝุ่นนี้อาศัยเทคโนโลยีแสงเลเซอร์และการกระจายของแสงเพื่อวัดปริมาณฝุ่นละอองในอากาศอย่างแม่นยำ บทความนี้จะอธิบายกระบวนการทำงานของเครื่องเหล่านี้อย่างละเอียด

หลักการทำงานของเครื่องตรวจฝุ่น PM 2.5 ด้วยแสงแบบกระจาย

เครื่องตรวจวัดฝุ่น PM 2.5 ด้วยแสงแบบกระจายทำงานโดยอาศัยหลักการสะท้อนและกระเจิงของแสงเมื่อชนกับอนุภาคฝุ่นในอากาศ ภาพประกอบที่แนบมาแสดงถึงโครงสร้างและกระบวนการทำงานดังนี้:

แหล่งกำเนิดแสง (LED):
แสงจะถูกปล่อยออกมาจากหลอดไฟ LED ภายในเครื่อง โดยแสงจะมุ่งไปยังบริเวณที่อากาศถูกดูดเข้ามา
การกระเจิงของแสง:
อนุภาคฝุ่นในอากาศจะชนกับลำแสง ทำให้เกิดการกระเจิงและสะท้อนแสงในมุมต่าง ๆ
ตัวรับแสง (Light Receptor):
ตัวรับแสงที่ตั้งอยู่ในมุมเฉพาะจะตรวจจับแสงที่สะท้อนกลับมา และแปลงข้อมูลเป็นสัญญาณไฟฟ้า
การประมวลผลข้อมูล:
สัญญาณไฟฟ้าจะถูกวิเคราะห์เพื่อคำนวณปริมาณฝุ่นในอากาศ โดยสามารถระบุได้ว่าอนุภาคมีขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมครอนหรือไม่
การแสดงผล:
ข้อมูลที่ได้จะถูกส่งไปยังหน้าจอแสดงผล ซึ่งแสดงค่าคุณภาพอากาศในรูปแบบที่เข้าใจง่าย เช่น ตัวเลขหรือกราฟสี

ประโยชน์ของระบบแสงแบบกระจาย:

โครงสร้างเรียบง่าย: ใช้ชิ้นส่วนที่มีต้นทุนต่ำ เช่น LED
เหมาะกับการใช้งานทั่วไป: ให้ข้อมูลเกี่ยวกับฝุ่นละอองในระดับที่เพียงพอสำหรับการใช้งานในบ้านหรือสำนักงาน

ข้อเสีย ความแม่นยำอาจน้อยกว่าเลเซอร์ โดยเฉพาะในกรณีที่มีฝุ่นขนาดเล็กมาก

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแสงในการตรวจวัดฝุ่น: กรณีตัวอย่างเครื่องดูดฝุ่น

เทคโนโลยีแสงไม่ได้ถูกนำมาใช้แค่ในเซ็นเซอร์ตรวจวัด PM2.5 เท่านั้น แต่ยังถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคทั่วไป เช่น เครื่องดูดฝุ่น Dyson ซึ่งใช้เทคโนโลยีเลเซอร์และการตรวจจับฝุ่นเพื่อยกระดับประสิทธิภาพและสร้างความมั่นใจว่าพื้นที่ทำความสะอาดนั้นปราศจากฝุ่นละอองที่เล็กที่สุด

เครื่องดูดฝุ่น Dyson: การใช้เลเซอร์ในการตรวจจับฝุ่น

Dyson ได้นำเสนอฟังก์ชันเลเซอร์ในเครื่องดูดฝุ่นรุ่นใหม่ เช่น Dyson V15 Detect โดยใช้เลเซอร์สีเขียวที่ติดตั้งบนหัวดูดฝุ่นเพื่อช่วยตรวจจับฝุ่นละอองที่เล็กมากจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า

หลักการทำงานของเลเซอร์ในเครื่องดูดฝุ่น:

เลเซอร์แสงสีเขียว: ติดตั้งที่มุมเฉพาะบนหัวดูดฝุ่น ทำให้ฝุ่นละอองสะท้อนแสงกลับมาเมื่อเลเซอร์กระทบอนุภาคเล็ก ๆ บนพื้นผิว
การมองเห็นที่เพิ่มขึ้น: ฝุ่นที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่าจะปรากฏชัดขึ้น ทำให้ผู้ใช้งานสามารถระบุบริเวณที่ยังมีฝุ่นหลงเหลืออยู่และทำความสะอาดได้อย่างทั่วถึง
เซ็นเซอร์ Piezo: Dyson เพิ่มเซ็นเซอร์ Piezo ในรุ่น V15 ซึ่งช่วยวิเคราะห์อนุภาคฝุ่นที่ดูดเข้าไป โดยนับจำนวนและขนาดของอนุภาคเหล่านั้นแบบเรียลไทม์

การรวมเทคโนโลยีการตรวจจับด้วยแสงในเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านอย่างเครื่องดูดฝุ่น แสดงให้เห็นถึงการขยายตัวของการประยุกต์เทคโนโลยีแสงในผลิตภัณฑ์ทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพชีวิต เช่น:

เครื่องฟอกอากาศ: ใช้แสงเลเซอร์เพื่อวัดความเข้มข้นของฝุ่น PM2.5
เครื่องดูดฝุ่น: ใช้เลเซอร์ในการตรวจจับและแสดงตำแหน่งของฝุ่นละอองบนพื้น
สมาร์ทโฮม: การตรวจจับฝุ่นและคุณภาพอากาศเพื่อควบคุมระบบอัตโนมัติ เช่น การเปิดเครื่องฟอกอากาศเมื่อพบฝุ่นในระดับสูง

บทสรุป

เทคโนโลยีการตรวจจับฝุ่นด้วยแสง เช่น เลเซอร์ ไม่เพียงช่วยในการวัดคุณภาพอากาศ แต่ยังยกระดับอุปกรณ์ในชีวิตประจำวัน เช่น เครื่องดูดฝุ่น Dyson ให้มีประสิทธิภาพและความแม่นยำสูงขึ้น การพัฒนาเหล่านี้สะท้อนถึงความก้าวหน้าของนวัตกรรมที่เชื่อมโยงกับสุขภาพและความสะดวกสบายของผู้บริโภคในยุคปัจจุบัน

ref https://en.gassensor.com.cn/ApplicationsNews/info_itemid_926.html