專利名稱：塵埃粒子計數(shù)器光學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及潔凈環(huán)境潔凈度的檢測儀器，特別是一種采用保護(hù)氣套采樣氣 路的塵埃粒子計數(shù)器光學(xué)傳感器。
背景技術(shù)：
光學(xué)塵埃粒子計數(shù)器是檢測潔凈環(huán)境中塵埃顆粒濃度的儀器，它是以塵埃粒子在 激光束中產(chǎn)生的光散射現(xiàn)象為原理設(shè)計而成的。其通常由光學(xué)系統(tǒng)，采樣氣路和信 號處理電路組成。其中采樣氣路由主要有進(jìn)氣管和出氣管組成。打開氣泵，采樣氣 流通過進(jìn)氣管進(jìn)入光敏區(qū)，產(chǎn)生與粒徑相當(dāng)?shù)纳⑸涔饷}沖。經(jīng)電路甄別后，得到各 粒徑檔的粒子數(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)中塵埃粒子計數(shù)器的采樣氣路一般比較簡單，由進(jìn)氣氣管和排氣氣管組 成，這種結(jié)構(gòu)無法防止采樣氣流在光敏區(qū)的擴(kuò)散,在實際應(yīng)用中造成大量小信號的出 現(xiàn)甚至漏記數(shù)，造成傳感器的計數(shù)效率下降和對粒子的分辨率降低。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種對粒子計數(shù)效率高，分辨率高的激光塵埃粒子 計數(shù)器的光學(xué)傳感器。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案是 一種激光塵埃粒子計數(shù)器的光學(xué)傳感 器，包括半導(dǎo)體激光器，非球面透鏡，球面反射鏡，光陷阱及采樣氣路，采樣氣路 由進(jìn)氣管和出氣管組成，其特征在于進(jìn)氣管由兩部分組成，其中內(nèi)管內(nèi)為采樣氣 路，外管內(nèi)為潔凈氣流氣路，釆樣氣路中的進(jìn)氣管和出氣管相對于光敏區(qū)對稱分布。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點是由于保護(hù)氣套限制了采樣氣流在 光敏區(qū)的擴(kuò)散，減少了粒子出現(xiàn)在弱光區(qū)的概率，減少了漏計數(shù)的發(fā)生，實際測試
中小信號的數(shù)量大大減少，極大的提高了傳感器的計數(shù)效率，對于0.38/zm的標(biāo)準(zhǔn)粒 子計數(shù)效率接近100%，粒子的分辨率也有了很大的提高，對于0.38^w、 0.54//m標(biāo) 準(zhǔn)粒子的分辨率達(dá)85%以上，與現(xiàn)有技術(shù)相比提高10%以上。

圖1為本實用新型的塵埃粒子計數(shù)器光學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實用新型的傳感器對標(biāo)準(zhǔn)粒子標(biāo)定的信號響應(yīng)曲線圖。
具體實施方式

結(jié)合圖1，本實用新型塵埃粒子計數(shù)器光學(xué)傳感器是一個直角散射型光學(xué)系統(tǒng)， 包括照明系統(tǒng)、散射光收集系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)。照明系統(tǒng)由半導(dǎo)體激光器8、非球面 鏡9、光陷阱10組成，半導(dǎo)體激光器8功率為5mW波長650nm，其發(fā)出發(fā)散光束經(jīng) 過短焦距非球面鏡9二維聚焦，會聚點在光敏區(qū)5的后面，以此保證光敏區(qū)5沿軸 向光強(qiáng)的均勻，光敏區(qū)5處光束的寬度是采樣氣管3寬度的兩倍。激光光束穿過光 敏感區(qū)5后進(jìn)入光陷阱10,并被光陷阱10吸收掉。散射光收集系統(tǒng)主要由球面反 射鏡7和光電倍增管組成。光敏區(qū)與光電倍增管的光敏面分別處于球面發(fā)射鏡球心 兩側(cè)，并滿足幾何光學(xué)物像關(guān)系，當(dāng)被測氣流通過光敏區(qū)5時，其中的塵埃粒子產(chǎn) 生的散射光的一部分直接進(jìn)入光電倍增管，另一部分經(jīng)過球面反射鏡7反射后會 聚在光電倍增管的光敏面上，氣路系統(tǒng)主要由進(jìn)氣嘴2 、排氣嘴1構(gòu)成。進(jìn)氣管 和出氣管對稱分布于光敏區(qū)兩側(cè)，兩者間距為5mm，它的采樣氣路采用了保護(hù)氣套， 進(jìn)氣管2由兩部分組成，其中內(nèi)管3內(nèi)為采樣氣路12， 口徑lmm。外管4內(nèi)為潔凈 氣流氣路11， 口徑為6mm。氣泵工作時，采樣氣流12在潔凈氣流11形成的負(fù)壓帶 動下進(jìn)入光敏區(qū)5,其流速小于潔凈氣流，這樣潔凈氣流在采樣氣流外形成一層保 護(hù)氣套，限制了采樣氣流在光敏區(qū)的擴(kuò)散。排氣管1的直徑為3mm，小于進(jìn)氣管外管 4的直徑，同樣對氣流起到約束作用，這樣可以極大的減少采樣粒子出現(xiàn)的弱光區(qū) 的概率，從而減少的小信號的出現(xiàn)，減少漏計數(shù)的出現(xiàn)，大大提高了傳感器對粒子
的分辨率。附圖2即是本實施方式對0.38;/m、 0.499//m、 0.54/Ym標(biāo)準(zhǔn)粒子標(biāo)定的
信號響應(yīng)曲線圖，其小信號大大減少，同時對于0.38/i附、0.54//m標(biāo)準(zhǔn)粒子的分辨 率可以作到85%。
權(quán)利要求1、一種激光塵埃粒子計數(shù)器的光學(xué)傳感器，包括半導(dǎo)體激光器[8]，非球面透鏡[9]，球面反射鏡[7]，光陷阱[10]及采樣氣路，采樣氣路由進(jìn)氣管[2]和出氣管[1]組成，其特征在于進(jìn)氣管[2]由兩部分組成，其中內(nèi)管[3]內(nèi)為采樣氣路[12]，外管[4]內(nèi)為潔凈氣流氣路[11]，采樣氣路中的進(jìn)氣管[2]和出氣管[1]相對于光敏區(qū)[5]對稱分布。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光塵埃粒子計數(shù)器的光學(xué)傳感器，其特征在于潔凈 氣流氣路[11]采用L形結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光塵埃粒子計數(shù)器的光學(xué)傳感器，其特征在于 排氣管[1]的直徑小于進(jìn)氣管外管[4]的直徑。斗、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光塵埃粒子計數(shù)器的光學(xué)傳感器，其特征在于 采樣氣路中排氣管的直徑為保護(hù)氣管直徑的一半。
專利摘要本實用新型涉及一種采用保護(hù)氣套采樣氣路的塵埃粒子計數(shù)器光學(xué)傳感器。包括半導(dǎo)體激光器，非球面透鏡，球面反射鏡，光陷阱及采樣氣路，采樣氣路由進(jìn)氣管和出氣管組成，進(jìn)氣管由兩部分組成，其中內(nèi)管內(nèi)為采樣氣路，外管內(nèi)為潔凈氣流氣路，采樣氣路中的進(jìn)氣管和出氣管相對于光敏區(qū)對稱分布。本實用新型由于保護(hù)氣套限制了采樣氣流在光敏區(qū)的擴(kuò)散，減少了粒子出現(xiàn)在弱光區(qū)的概率，減少了漏計數(shù)的發(fā)生，實際測試中小信號的數(shù)量大大減少，極大的提高了傳感器的計數(shù)效率，對于0.38μm的標(biāo)準(zhǔn)粒子計數(shù)效率接近100％，粒子的分辨率也有了很大的提高，對于0.38μm、0.54μm標(biāo)準(zhǔn)粒子的分辨率達(dá)85％以上。
文檔編號G01N21/51GK201130141SQ20072013195
公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者卞保民, 剛 彭, 娟 楊, 王春勇 申請人:南京理工大學(xué)