4525DO-DS5AI001DP压力传感器在新风机系统监测的应用

大家好，我是【广州工控传感★科技】4525DO-DS5AI001DP传感器事业部，张工。

近年来，中国北方的大多数城市都屡屡受到雾霾的严重影响，新风机系统也作为一个顺应潮流的产品走进千家万户，而滤网作为新风系统的核心部件，在使用的过程中，滤网上的灰尘会越来越多，滤网的效果也会越来越差，而且会造成二次污染，因此，滤网的堵塞状况就成为新风机系统能否正常运行的重要因素。

滤网监测一般采用两种方式：一种是实际监测滤网的容尘量，这种方法对于传感器的要求相对高一些，一般需要高精度的压力传感器；另外一种是通过时间来估算滤网的容尘量，这种方法虽然不需要高质量的传感器，但是这种方式并不能非常准确的反应出滤网的堵塞情况。以下就基于第一种方式来说说压力传感器在新风机系统滤网堵塞状况监测中的应用，新风机系统中滤网工作原理大致如下图所示：

 

如上图1所示，新风机系统中风机将空气从滤网前端的进风口鼓入，经过多重滤网过滤掉空气中含有的诸如灰尘、PM2.5颗粒、霉菌等有害物质之后，从滤网后端出风口输出成为较为干净的空气，空气在通过滤网的过程中，滤网前端和滤网后端会产生一个风机压差（全压差），并且这个压差会随着滤网堵塞状况出现较为明显的变化，因此，4525DO-DS5AI001DP传感器通过检测这个压差来了解系统的阻力特性（这个压差会随系统阻力的变化而变化）变化，也就是说在系统初始运行时先测得一个气压数据，然后通过定期检测压差并与这个基础数据比较来判断系统的阻力特性变化，这样就大致了解了系统的阻力特性，如有无局部阻塞等情况。滤网堵塞增加会引起这个压差变化，就通过检测滤网前端和滤网后端的压差，根据压差情况，结合新风机的输出风量，从而判断出滤网的堵塞状况，并什么时候清洗滤网，以便节能和减少污染。

4525DO-DS5AI001DP
 

4525DO-DS5AI001DP压力传感器使用DIP封装结构，提供长、短两种接口型号，在0~60°C都具有良好的温度补偿耐冲击性，同时4525DO-DS5AI001DP传感器量程有0.15PSI、0.3PSI、0.8PSI、1.5PSI，满足-40°C~+125°C的宽温度工作及存储范围。

4525DO-DS5AI001DP压力传感器传感器是差压型，标定量程1PSI/7kPa，采用数字I2C输出，这里使用常见的可调压输出线性稳压芯片，在新风机中，实际测量滤网前后的压差变化最大可以使得传感器达到最大1.2mV左右的输出变化，因此需要对输出的信号电压进行放大之后才能被新风机系统使用的MCU识别，为了简化电路，对信号进行放大处理（集成型专用仪表运放），并综合4525DO-DS5AI001DP传感器的参考应用电路，设计如下图的I2C总线配置图以及图中的PCB板图：

4525DO-DS5AI001DP配置图
 

在滤网堵塞检测的过程中，只需要检测滤网前后端的风压差值，根据实际测量的效果，滤网前后端的压差最大值都在1kPa(0.15PSI)以内（送风机的全压基本都在1500Pa以内），这样的压差值的变化范围比较小，需要4525DO-DS5AI001DP差压传感器的量程需要接近这个差值范围（量程接近可以得到较大的测量值变化）。

4525DO-DS5AI001DP
 

这里需要注意4525DO-DS5AI001DP传感器的两个气管的连接方式，基板上有数字的那个气管需要接正气压，另一个接负气压（这里的正、负气压只是两者间的气压大与小），因此，在新风机系统中，我们需要把正气压接口的气管放置于滤网前端，负气压接口放置于滤网后端，这样才能正常的监测滤网前后端的气压差。