本實(shí)用新型涉及粉塵濃度檢測(cè)領(lǐng)域，具體地，涉及一種家用電器、粉塵傳感器及其標(biāo)定裝置。

背景技術(shù)：

粉塵傳感器，例如激光粉塵濃度傳感器是利用MIE散射理論對(duì)空氣中懸浮顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)或者質(zhì)量濃度測(cè)量的方式來獲得粉塵濃度的器件。通常具有一個(gè)導(dǎo)風(fēng)通道、一個(gè)激光發(fā)射管和一個(gè)感光元件。氣流在導(dǎo)風(fēng)通道中流動(dòng)，流過感光原件上方時(shí)受到激光照射產(chǎn)生散射光，感光原件接收散射光，通過對(duì)散射光進(jìn)行分析以得到氣流中粉塵的情況。

通常粉塵傳感器氣體自由流過檢測(cè)點(diǎn)上方，檢測(cè)點(diǎn)位置設(shè)置于激光發(fā)射管匯聚的焦點(diǎn)處。通常情況下，為了保證氣流穩(wěn)定性使用一個(gè)直流風(fēng)機(jī)引導(dǎo)氣流流過檢測(cè)點(diǎn)的上方。直流風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性會(huì)影響傳感器的穩(wěn)定性，直流風(fēng)機(jī)的使用壽命則會(huì)影響傳感器的實(shí)際使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種家用電器、粉塵傳感器及其標(biāo)定裝置，該家用電器、粉塵傳感器及其標(biāo)定方法、標(biāo)定裝置能夠避免氣流對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，提高了粉塵傳感器的準(zhǔn)確度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種粉塵傳感器，所述粉塵傳感器包括：粒子檢測(cè)裝置，檢測(cè)氣流中待測(cè)粉塵的粒子數(shù)；氣流檢測(cè)裝置，安裝在所述氣流通過的位置處，檢測(cè)氣流參數(shù)；以及處理裝置，與所述粒子檢測(cè)裝置和所述氣流檢測(cè)裝置連接，根據(jù)所述粒子數(shù)及所述氣流參數(shù)來確定粉塵濃度。

可選地，所述粒子檢測(cè)裝置包括：光發(fā)射組件和感光元件。

可選地，所述光發(fā)射組件包括：光發(fā)射管，發(fā)射光以照射風(fēng)道中流通的氣流，及透鏡組件，位于所述光的光路上，用于匯聚所述光發(fā)射管發(fā)射的光；其中，所述感光元件位于所述風(fēng)道中，用于接收所述光照射粉塵后產(chǎn)生的散射光。

可選地，所述光發(fā)射組件還包括：前置光闌和后置光闌。

可選地，所述氣流檢測(cè)裝置安裝在風(fēng)道中，其中，待測(cè)粉塵含量的氣流在所述風(fēng)道中流通。

可選地，所述粉塵傳感器還包括抽氣裝置，安裝在所述粉塵傳感器的壁上，用于引導(dǎo)氣流在風(fēng)道中流通。

可選地，所述粉塵傳感器的上蓋設(shè)置有擋板結(jié)構(gòu)，對(duì)進(jìn)入所述粉塵傳感器的氣流進(jìn)行阻擋使其流至所述風(fēng)道中。

可選地，所述氣流檢測(cè)裝置為流量傳感器或氣壓傳感器。

相應(yīng)地，本實(shí)用新型還提供一種家用電器，所述家用電器包括上述粉塵傳感器。

相應(yīng)地，本實(shí)用新型還提供一種粉塵傳感器的標(biāo)定裝置，所述標(biāo)定裝置包括：上述粉塵傳感器，檢測(cè)n個(gè)標(biāo)定點(diǎn)處的粉塵的粒子數(shù)以及所述粉塵傳感器中的氣流參數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)儀器，檢測(cè)n個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的粉塵濃度；處理器，與所述粉塵傳感器和所述標(biāo)準(zhǔn)儀器連接，根據(jù)所有標(biāo)定點(diǎn)處的上述粉塵的粒子數(shù)、所述氣流參數(shù)及所述粉塵濃度確定標(biāo)定系數(shù)。

通過上述技術(shù)方案，在粉塵傳感器中安裝氣流檢測(cè)裝置來檢測(cè)氣流情況，基于待測(cè)粉塵的粒子數(shù)及粉塵傳感器中的氣流參數(shù)來確定粉塵濃度。如此能夠避免氣流對(duì)結(jié)果的影響，提高了粉塵傳感器的準(zhǔn)確度。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的整體圖示；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的主腔體的圖示；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的上蓋的圖示；

圖6是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的上蓋底部的圖示；

圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的激光發(fā)射組件的裝配圖；

圖8是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的激光發(fā)射組件的側(cè)視圖；

圖9是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的激光發(fā)射組件底部圖示；

圖10是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的標(biāo)定方法的流程圖；

圖11是根據(jù)本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的標(biāo)定方法的流程圖；以及

圖12是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)記說明

1 前壁 2 流量傳感器

4 后壁 5 上蓋

6 主腔體 7 電路板

8 風(fēng)扇 9 光陷阱

10 激光發(fā)射組件安裝槽 11 U形風(fēng)道

12 風(fēng)扇安裝槽 13 入氣口

14 出氣口 15 激光發(fā)射組件

16 感光元件 17 激光發(fā)射管安裝位置

18 前置光闌 19 后置光闌

20 檢測(cè)孔 22 激光發(fā)射組件散熱孔

23 擋板結(jié)構(gòu) 24 電路板進(jìn)氣口

25 插座安裝孔 26 流量傳感器安裝位置

27 激光發(fā)射管 100 粒子檢測(cè)裝置

200 氣流檢測(cè)裝置 300 處理裝置

120 粉塵傳感器 130 標(biāo)準(zhǔn)儀器

140 處理器

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的一種粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的粉塵傳感器可以包括：粒子檢測(cè)裝置100，檢測(cè)氣流中待測(cè)粉塵的粒子數(shù)；氣流檢測(cè)裝置200，安裝在所述氣流通過的位置處，檢測(cè)氣流參數(shù)；以及處理裝置300，與所述粒子檢測(cè)裝置100和所述氣流檢測(cè)裝置200連接，根據(jù)所述粒子數(shù)及所述氣流參數(shù)來確定粉塵濃度。如此能夠避免氣流對(duì)結(jié)果的影響，提高了粉塵傳感器的準(zhǔn)確度。

通常，粉塵傳感器包括風(fēng)道，待測(cè)粉塵含量的氣流在風(fēng)道中流通，由于粒子檢測(cè)裝置100檢測(cè)是風(fēng)道中待測(cè)粉塵的粒子數(shù)，因此，可以將氣流檢測(cè)裝置200安裝在所述風(fēng)道中，以使其檢測(cè)的氣流對(duì)應(yīng)于粒子檢測(cè)裝置100所處的氣流，從而提高檢測(cè)精度。

在一種實(shí)施方式中，所述粒子檢測(cè)裝置100可以包括：光發(fā)射組件和感光元件，光可以為但不限于激光。

其中，所述光發(fā)射組件可以包括：光發(fā)射管，發(fā)射光以照射風(fēng)道中流通的氣流，及透鏡組件，位于所述光的光路上，用于匯聚所述光發(fā)射管發(fā)射的光；其中，所述感光元件位于所述風(fēng)道中，用于接收所述光照射粉塵后產(chǎn)生的散射光。

所述光發(fā)射組件還可以包括：前置光闌和后置光闌，以防止光反射。

所述粉塵傳感器還可以包括抽氣裝置，安裝在所述粉塵傳感器的壁上，用于引導(dǎo)氣流在風(fēng)道中流通。其中，所述抽氣裝置例如可以是安裝在與入口相對(duì)的傳感器的壁上的風(fēng)扇。

所述粉塵傳感器的上蓋可以設(shè)置有擋板結(jié)構(gòu)，對(duì)進(jìn)入所述粉塵傳感器的氣流進(jìn)行阻擋使其流至所述風(fēng)道中。

以下將參考圖2至圖6通過具體實(shí)施方式來詳細(xì)描述本實(shí)用新型，但是應(yīng)該注意的是本實(shí)用新型并不限制于此。

如圖2至圖6所示，處理裝置300可以是電路板7的形式。入氣口13可以但不限于設(shè)置在粉塵傳感器的主腔體6的前壁1上，其后壁4上可以通過風(fēng)扇安裝槽12來設(shè)置風(fēng)扇8，風(fēng)扇8可以與出氣口14的位置相重合；如果電路板7位于入氣口13的下方，則可以在其上設(shè)置電路板進(jìn)氣口24，以使得氣流進(jìn)入U(xiǎn)形風(fēng)道11。應(yīng)該注意的是，風(fēng)道并不限制于U形，其可以是任意合適的形狀，例如L形。風(fēng)扇8可以引導(dǎo)氣流進(jìn)入U(xiǎn)形風(fēng)道。

粉塵傳感器的上蓋5上可以設(shè)置一擋板結(jié)構(gòu)23，氣流被擋板結(jié)構(gòu)23阻擋后，通過電路板進(jìn)氣口24進(jìn)入主腔體6中的U形風(fēng)道11中。上蓋5可以通過螺絲柱24利用螺絲與主腔體6組裝在一起。粉塵傳感器可以通過安裝于插座安裝孔25處的插座來供電。激光發(fā)射組件可以通過激光發(fā)射組件安裝槽10安裝于粉塵傳感器中，并可以設(shè)置激光發(fā)射組件散熱孔22，以散發(fā)熱量，避免激光組件過熱。

圖7至9是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式提供的粉塵傳感器的激光發(fā)射組件15的圖示。

所述主腔體6中可以設(shè)置有光陷阱9，用于吸收在安裝于激光發(fā)射管安裝位置17處的激光發(fā)射管27發(fā)射的光，所述透鏡組件位于所述光陷阱9和所述激光發(fā)射管27之間。感光元件16可以置于U形風(fēng)道11中，激光發(fā)射管27發(fā)出的激光可以與感光元件16平行。所發(fā)射的激光可以經(jīng)過感光元件16的正上方，照射入主腔體6中的光陷阱9中，光陷阱9吸收射入的激光，以減少反射光的噪聲。所述光陷阱9可以使用吸光材料制作，或?qū)Ψ俏獠牧线M(jìn)行亞光處理。如圖7至圖9所示，激光發(fā)射組件15可以設(shè)置與電路板7上。感光元件16可以位于檢測(cè)孔20的內(nèi)部或檢測(cè)孔20的下方。與后置光闌19相比，前置光闌18與檢測(cè)孔距離較小。另外，可以設(shè)置激光發(fā)射管散熱孔，以進(jìn)行散熱。

在一個(gè)實(shí)施例中，激光發(fā)射管27可以選用直徑6mm、功率3.6mw、650波段的激光發(fā)射管。所述激光發(fā)射管27前端設(shè)置有透鏡，將激光光束匯聚在前端15cm的位置，即感光元件16正上方。

在一個(gè)實(shí)施方式中，安裝于位置26的流量傳感器2可以作為氣流檢測(cè)裝置。其可以安裝位置可以與感光元件16位于同一平面上，以便盡可能檢測(cè)同樣的氣流。

針對(duì)上述粉塵傳感器，本實(shí)用新型還提供一種粉塵傳感器的標(biāo)定方法。如圖10所示，在步驟101處，選擇n個(gè)標(biāo)定點(diǎn)；在步驟102處，針對(duì)每個(gè)標(biāo)定點(diǎn)來獲取粉塵的粒子數(shù)Ni、粉塵濃度Mi以及所述粉塵傳感器中的氣流參數(shù)Xi，其中i＝1,2,……,n；以及在步驟103處，根據(jù)所有標(biāo)定點(diǎn)處的所述粉塵的粒子數(shù)、粉塵濃度以及氣流參數(shù)來確定所述粉塵傳感器的標(biāo)定系數(shù)。如此能夠避免氣流對(duì)結(jié)果的影響，提高了粉塵傳感器的準(zhǔn)確度。

其中，確定所述粉塵傳感器的標(biāo)定系數(shù)包括：針對(duì)所有標(biāo)定點(diǎn)處的所述粉塵的粒子數(shù)、粉塵濃度以及氣流參數(shù)進(jìn)行最小二乘法線性擬合以獲得所述標(biāo)定系數(shù)。

在所述氣流參數(shù)與所述粉塵的粒子數(shù)成正比的情況下，標(biāo)定系數(shù)可以從等式(1)和(2)得出：

上述標(biāo)定系數(shù)可以被存儲(chǔ)于粉塵傳感器中，當(dāng)粉塵傳感器進(jìn)行粉塵檢測(cè)時(shí)，可以基于所述標(biāo)定系數(shù)通過等式(3)來計(jì)算粉塵濃度：

M＝a*N/X+b (3)

其中，N為所述粉塵傳感器所測(cè)得的粉塵的粒子數(shù)，X為粉塵傳感器中的氣流參數(shù)。

在所述氣流參數(shù)與所述粉塵的粒子數(shù)成反比的情況下，標(biāo)定系數(shù)可以從等式(4)和(5)得出：

上述標(biāo)定系數(shù)可以被存儲(chǔ)于粉塵傳感器中，當(dāng)粉塵傳感器進(jìn)行粉塵檢測(cè)時(shí)，可以基于所述標(biāo)定系數(shù)通過等式(6)來計(jì)算粉塵濃度：

M＝a*N*X+b (6)

其中，N為所述粉塵傳感器所測(cè)得的粉塵的粒子數(shù)，X為粉塵傳感器中的氣流參數(shù)。

所述氣流參數(shù)為以下項(xiàng)中的一者：所述粉塵傳感器中的氣體流量、氣體壓力及所述氣流檢測(cè)裝置的電參數(shù)。

以下將參考圖11通過具體實(shí)施方式來詳細(xì)描述本實(shí)用新型，但是應(yīng)該注意的是，本實(shí)用新型并不限制于此。

在該實(shí)施方式中，通過使用流量傳感器來測(cè)量氣體流量，由于在外部環(huán)境不變的情況下，同一風(fēng)道中的氣體流量和粉塵的粒子數(shù)成正比。即流量傳感器的輸出和通過檢測(cè)點(diǎn)的粒子數(shù)成正比。

在使用流量傳感器的實(shí)施方式中，在粉塵傳感器標(biāo)定時(shí)由于流量L和粉塵傳感器識(shí)別的粒子數(shù)N成正比，在外界粉塵濃度一定的時(shí)候N/L＝常數(shù)，該常數(shù)與當(dāng)前環(huán)境中的實(shí)際粉塵濃度相關(guān)。

通常粉塵傳感器在標(biāo)定時(shí)直接使用粒子數(shù)N和質(zhì)量密度M進(jìn)行曲線擬合來標(biāo)定，但是該方法由于受到氣流影響，準(zhǔn)確性會(huì)被降低。本實(shí)用新型提供的粉塵傳感器在標(biāo)定時(shí)可以使用N/L和質(zhì)量密度M進(jìn)行曲線擬合，來將流量相關(guān)參數(shù)考慮在標(biāo)定流程中，從而提供粉塵檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

如圖11所示，在步驟111處，確定n個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，標(biāo)定點(diǎn)1、標(biāo)定點(diǎn)2、標(biāo)定點(diǎn)3、標(biāo)定點(diǎn)4……標(biāo)定點(diǎn)n；

在步驟112處，初始化i＝1；

在步驟113處，記錄第i個(gè)標(biāo)定點(diǎn)處的粒子數(shù)Ni、粉塵濃度Mi以及流量傳感器的流量Li；

在步驟114處，判斷i是否大于或等于n；

如果i小于n，則在步驟115處，設(shè)置i＝i+1，然后轉(zhuǎn)至步驟113；

例如：記錄第1個(gè)標(biāo)定點(diǎn)處的粒子數(shù)N1、標(biāo)準(zhǔn)儀器所測(cè)量的粉塵濃度M1以及流量傳感器所測(cè)量的氣體流量L1；

記錄第2個(gè)標(biāo)定點(diǎn)處的粒子數(shù)N2、標(biāo)準(zhǔn)儀器所測(cè)量的粉塵濃度M2以及流量傳感器所測(cè)量的氣體流量L2；

記錄第3個(gè)標(biāo)定點(diǎn)處的粒子數(shù)N3、標(biāo)準(zhǔn)儀器所測(cè)量的粉塵濃度M3以及流量傳感器所測(cè)量的氣體流量L3；

……

直至記錄完n個(gè)標(biāo)定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的(Ni,Vi,Mi)。

在步驟116處，對(duì)(N1/L1，N2/L2...Nn/Ln)和(M1,M2,...Mn)兩組數(shù)進(jìn)行線性擬合以計(jì)算傳感器標(biāo)定系數(shù)，由于氣體流量與粒子數(shù)成正比，因此標(biāo)定系數(shù)即將等式(1)和(2)中的Xi替換為氣體流量Li后所得到的結(jié)果；

在步驟117處，將標(biāo)定系數(shù)保存至粉塵傳感器的存儲(chǔ)器中，以便在測(cè)試粉塵時(shí)利用等式(3)來計(jì)算粉塵濃度。

當(dāng)然上述氣體流量也可以使用流量傳感器的電參數(shù)來表示，該電參數(shù)與氣體流量相關(guān)聯(lián)，例如電流、電壓或功率等等。

當(dāng)然，也可以采用氣壓傳感器來檢測(cè)氣流參數(shù)，例如氣壓。外部環(huán)境不變的情況下，同一風(fēng)道中氣體的壓力和流速成反比，流速和流量成正比。也就是說，氣壓傳感器的輸出和通過檢測(cè)點(diǎn)的粒子數(shù)成反比。

在粉塵傳感器標(biāo)定時(shí)，由于壓強(qiáng)P和傳感器識(shí)別的粒子數(shù)N成反比，在外界粉塵濃度一定的時(shí)候N*P＝常數(shù)，該常數(shù)與當(dāng)前環(huán)境中的實(shí)際粉塵濃度相關(guān)。

通常傳感器在標(biāo)定時(shí)直接使用粒子數(shù)N和質(zhì)量密度M進(jìn)行曲線擬合標(biāo)定，如上所述該方法由于受到氣流影響，準(zhǔn)確性會(huì)被降低。本實(shí)用新型提供的粉塵傳感器在在標(biāo)定時(shí)使用N*P和質(zhì)量密度M進(jìn)行曲線擬合，將流量相關(guān)參數(shù)寫體先在標(biāo)定流程中。

由于氣壓傳感器所測(cè)量的氣壓與粒子數(shù)成反比，因此標(biāo)定系數(shù)可以根據(jù)等式(4)和(5)來確定，并將確定的標(biāo)定系數(shù)存儲(chǔ)至粉塵傳感器的存儲(chǔ)器中，以便檢測(cè)粉塵濃度時(shí)根據(jù)等式(6)來計(jì)算粉塵濃度(例如PM2.5的濃度)。

本實(shí)用新型將流量相關(guān)參數(shù)預(yù)先寫在標(biāo)定流程中。在流量變化的同時(shí)及時(shí)可以對(duì)傳感器的參數(shù)進(jìn)行修正，從而克服了傳感器容易受到外界氣流的影響的問題。同時(shí)由于流量傳感器和氣壓傳感器的壽命和可靠性完全超過通常使用的直流風(fēng)機(jī)，因而降低了傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)穩(wěn)定性的要求，并提升了粉塵傳感器的壽命和使用穩(wěn)定性。

相應(yīng)地，本實(shí)用新型還提供一種家用電器，所述家用電器包括上述粉塵傳感器。

另外，本實(shí)用新型還提供一種粉塵傳感器的標(biāo)定裝置，所述標(biāo)定裝置包括：上述粉塵傳感器120，檢測(cè)n個(gè)標(biāo)定點(diǎn)處的粉塵的粒子數(shù)以及所述粉塵傳感器120中的氣流參數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)儀器130，檢測(cè)n個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的粉塵濃度；處理器140，與所述粉塵傳感器120和所述標(biāo)準(zhǔn)儀器130連接，根據(jù)所有標(biāo)定點(diǎn)處的上述粉塵的粒子數(shù)、所述氣流參數(shù)及所述粉塵濃度確定標(biāo)定系數(shù)。如此能夠避免氣流對(duì)結(jié)果的影響，提高了粉塵傳感器的準(zhǔn)確度。

有關(guān)粉塵傳感器的標(biāo)定裝置的具體細(xì)節(jié)及益處與上述針對(duì)粉塵傳感器的標(biāo)定方法細(xì)節(jié)及益處相同，于此不再贅述。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。