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前言

本文简单介绍了SGP30气体传感器。
SGP30气体传感器，测量测量TVOC（总挥发性有机化合物）和eCO2（等效二氧化碳）反应空气质量以及空气流通度（数值在500左右为正常）

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一、SGP30 气体传感器详解

（一）基本概述

SGP30 是由瑞士 Sensirion（盛思锐）公司推出的一款高精度、低功耗的气体传感器模块，属于金属氧化物（MOX）传感器类型。其核心功能是实时监测空气中的 ** 总挥发性有机化合物（TVOC）和等效二氧化碳（eCO2）** 浓度，广泛应用于智能家居、空气质量监测设备、智能建筑、汽车座舱等场景。

（二）工作原理

传感器结构

传感器结构：内置两个独立的金属氧化物传感元件，分别对有机挥发物和无机气体（如 CO₂）的反应敏感。

检测机制

检测机制：通过加热金属氧化物表面，当目标气体吸附到传感器表面时，会引起材料电导率变化，芯片通过算法将电信号转化为 TVOC 和 eCO2 的浓度值。

自校准功能

自校准功能：支持动态基线校正（Dynamic Baseline Correction, DBC），可减少长期使用中环境变化（如湿度、温度）对数据的干扰，提升长期稳定性。

（三）主要特性

特性 详情
检测范围 TVOC：0 - 1000 ppb；eCO2：400 - 32768 ppm
精度 TVOC：±50 ppb（<500 ppb 时）；eCO2：±(50 ppm + 5% 测量值)
分辨率 TVOC：1 ppb；eCO2：1 ppm
功耗 平均电流约 3.6 mA（加热状态），支持休眠模式（功耗低至 μA 级）
接口 I²C 数字接口，兼容 3.3V 和 5V 系统
环境适应性 工作温度：-20°C ~ 80°C；相对湿度：0% ~ 95%（非冷凝）
响应时间 典型值 < 60 秒（达到 90% 响应）

（四）应用场景

智能家居

智能家居：联动空调、新风系统，自动调节室内空气质量。

空气质量检测仪

空气质量监测仪：实时显示 TVOC 和 eCO2 数据，预警污染超标。

汽车行业

汽车行业：监测车内甲醛、苯等挥发物，优化空调循环系统。

商业建筑

商业建筑：用于办公室、商场的通风控制，降低能耗并提升舒适度。

二、TVOC 与 eCO2 的含义

（一）TVOC（总挥发性有机化合物）

定义

定义：TVOC（Total Volatile Organic Compounds）是室温下饱和蒸气压大于 70 Pa、沸点在 50 - 260°C 之间的挥发性有机化合物的总称。常见成分包括苯、甲醛、甲苯、二甲苯、乙酸丁酯等，主要来源于装修材料、家具、化妆品、香烟烟雾、清洁剂等。

危害

低浓度时：可能引起头痛、头晕、嗜睡、恶心等不适。
高浓度时：长期接触可能损伤肝脏、肾脏、中枢神经系统，部分化合物（如苯）具有致癌性。

健康标准

世界卫生组织（WHO）建议：室内 TVOC 浓度宜低于 0.3 mg/m³（约 500 ppb，不同化合物换算系数不同）。
中国《室内空气质量标准》（GB/T 18883-2022）：8 小时均值≤0.6 mg/m³。

（二）eCO2（等效二氧化碳）

定义

定义：eCO2（Equivalent Carbon Dioxide）并非真实的 CO₂浓度，而是通过传感器算法将多种气体（如 VOCs）的综合影响转化为等效 CO₂浓度的数值。其原理基于：人类呼吸会释放 CO₂和 VOCs，在封闭空间中，eCO2 浓度升高可间接反映人群密度或通风状况。

意义

通风评估：eCO2 浓度与室内人员活动密切相关，400 - 600 ppm 为清洁空气（接近室外水平），>1000 ppm 时可能出现空气浑浊、人体舒适度下降，>1500 ppm 时建议加强通风。
非直接测量：传感器无法直接检测 CO₂，而是通过 VOCs 等气体的变化趋势，结合算法模拟 CO₂的等效值，适用于评估人群聚集场景的空气质量。

三、SGP30 与 TVOC/eCO2 的关联

SGP30 通过同时监测 TVOC 和 eCO2，为用户提供更全面的空气质量数据：

TVOC：直接反映装修污染、化学污染物等 “显性” 危害。
eCO2：间接评估人群密度和通风效率，提示 “隐性” 空气流通问题。
两者结合可帮助用户判断是否需要通风、净化或调整室内活动模式，尤其适合家庭、办公室等长期居住 / 工作场景。

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