光纖塵埃粒子傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種塵埃粒子傳感器，尤其涉及一種光纖式、大流量、高分辨率的塵埃粒子計(jì)數(shù)器，屬于空氣潔凈度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)，尤其是精密加工行業(yè)，如照相機(jī)生產(chǎn)、芯片制造、液晶屏加工和汽車(chē)噴漆等都需要有一個(gè)潔凈度非常高的空氣環(huán)境，如何檢測(cè)這種空氣環(huán)境需要有相關(guān)的測(cè)試手段，目前，國(guó)內(nèi)外在這方面有較多的產(chǎn)品和專利申請(qǐng)，但這些產(chǎn)品和專利普遍存在一些不足:一是傳感器的體積較大，不便攜帶;二是采樣流量受限，采樣流量一般均在50L/min以內(nèi)；三是存在小概率誤判，對(duì)同時(shí)進(jìn)入光敏區(qū)的兩個(gè)粒徑較小的粒子可能誤判成一個(gè)粒徑較大的粒子，這是由于感光元件是一個(gè)整體的原因造成；四是容易受到環(huán)境50Hz工頻干擾，這是由于傳感器內(nèi)部有放大電路和電纜線造成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種小型化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、信噪比高、粒徑分辨率高、采樣流量大、使用壽命長(zhǎng)和抗干擾強(qiáng)的光纖塵埃粒子傳感器。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:光纖塵埃粒子傳感器包括入射光纖1、光纖護(hù)套2、出射光纖3、光纖護(hù)套4、進(jìn)氣管5、傳感器外殼6、出氣管7、光纖支架8、入射光9、主光束10、柱面反射擴(kuò)束鏡11、暗盒12、準(zhǔn)直器13、球面反射鏡14、反射光15、光敏區(qū)16、出射光闌17、吸收層18、光陷阱19、支架20、主遮光罩21、子遮光罩22、微型透鏡23、透鏡支架24、底座25、柱面透鏡26、激光源27、信號(hào)處理板28和光纖塵埃粒子分析主機(jī)29，激光源27、入射光纖1、柱面反射擴(kuò)束鏡11、準(zhǔn)直器13、主光束10和光敏區(qū)16構(gòu)成照明機(jī)構(gòu)，進(jìn)氣管5和出氣管7構(gòu)成氣路機(jī)構(gòu)，柱面透鏡26、球面反射鏡14、反射光15、微型透鏡23、出射光纖3和信號(hào)處理板28構(gòu)成測(cè)量機(jī)構(gòu)，主光束10和氣路機(jī)構(gòu)相互垂直構(gòu)成直角散射型光學(xué)系統(tǒng)；
[0005]傳感器外殼6內(nèi)部設(shè)有入射光纖1、出射光纖3、光纖支架8、柱面反射擴(kuò)束鏡11、暗盒12、準(zhǔn)直器13、出射光闌17、吸收層18、光陷阱19、支架20、球面反射鏡14、柱面透鏡26、主遮光罩21、子遮光罩22、微型透鏡23、透鏡支架24和底座25，傳感器外殼6外部設(shè)有光纖護(hù)套
2、光纖護(hù)套4、激光源27、信號(hào)處理板28和光纖塵埃粒子分析主機(jī)29，主光路前進(jìn)方向上依次為激光源27、入射光纖1、入射光9、柱面反射擴(kuò)束鏡11、主光束10、準(zhǔn)直器13、光敏區(qū)16、出射光闌17、光陷阱19、吸收層18，光敏區(qū)16發(fā)出的散射光分兩路，一路向下，由柱面透鏡26聚焦，一路向上，由球面反射鏡14聚焦，兩路聚焦后的光投射在微型透鏡23的頂面，經(jīng)微型透鏡23匯聚后通過(guò)出射光纖3輸送到信號(hào)處理板28;
[0006]主光束10的中心線、反射光15的中心線、進(jìn)氣管5和出氣管7的中心線三者之間互相垂直，進(jìn)氣管5和出氣管7位于光敏區(qū)16的兩側(cè)，進(jìn)氣管5和出氣管7縫隙中的氣流與主光束10的相交部分形成光敏區(qū)16，光敏區(qū)16的上方設(shè)有一個(gè)球面反射鏡14，下方設(shè)有一個(gè)柱面透鏡26、一個(gè)主遮光罩21、四個(gè)子遮光罩22、五個(gè)微型透鏡23和五根出射光纖3，五個(gè)微型透鏡23和五根出射光纖3組成分立式感光部件，微型透鏡23的外部設(shè)置一個(gè)透鏡支架24，透鏡支架24設(shè)置在底座25的上方；
[0007]柱面反射擴(kuò)束鏡11的外部設(shè)有一個(gè)暗盒12，暗盒12、傳感器外殼6和光陷阱19的內(nèi)側(cè)均為黑色磨砂面，光陷阱19的內(nèi)部設(shè)有一層吸收層18，吸收層18為黑色細(xì)絨布，入射光纖1和出射光纖3的纖芯直徑為200μπι，包層外徑為230μπι，為塑料階躍型光纖，柱面反射擴(kuò)束鏡11的反射面為鏡面不銹鋼，微型透鏡23的頂面為長(zhǎng)方形球面，底面為圓形平面，圓形的直徑與出射光纖3的纖芯直徑相匹配，為200μπι，從長(zhǎng)方形到圓形有過(guò)渡，微型透鏡23的頂面和底面都有一層氟化鎂鍍膜。
[0008]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:傳感器內(nèi)部采用光纖傳感和分立式感光后，省略了一部分體積較大的透鏡、光闌和前置放大電路，消除了傳感器部分的50Hz工頻干擾、縮短了照明主光束的長(zhǎng)度，減少了主光束的散射，縮減了傳感器的體積，增強(qiáng)了照明主光束在光敏區(qū)的均勻度，降低了塵埃粒徑和塵埃數(shù)量的誤判概率，提高了傳感器的粒徑分辨率和單位時(shí)間內(nèi)的采樣流量。
【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明有如下10幅附圖:
[0010]圖1是本發(fā)明光纖塵埃粒子傳感器外形正視圖，
[0011 ]圖2是本傳感器外形仰視圖，
[0012]圖3是本傳感器正視剖視圖A-A，
[0013]圖4是本傳感器主要光路圖，
[0014]圖5是本傳感器仰視剖視圖B-B，
[0015]圖6是本傳感器俯視剖視圖C-C，
[0016]圖7是本傳感器主遮光罩、子遮光罩、微型透鏡、透鏡支架的正視圖，
[0017]圖8是本傳感器主遮光罩、子遮光罩、微型透鏡的正視圖，
[0018]圖9是本傳感器微型透鏡立體圖，
[0019]圖10是本傳感器系統(tǒng)圖。
[0020]1.入射光纖，2.光纖護(hù)套，3.出射光纖，4.光纖護(hù)套，5.進(jìn)氣管，6.傳感器外殼，7.出氣管，8.光纖支架，9.入射光，10.主光束，11.柱面反射擴(kuò)束鏡，12.暗盒，13.準(zhǔn)直器，14.球面反射鏡，15.反射光，16.光敏區(qū)，17.出射光闌，18.吸收層，19.光陷阱，20.支架，21.主遮光罩，22.子遮光罩，23.微型透鏡，24.透鏡支架，25.底座，26.柱面透鏡，27.激光源，28.信號(hào)處理板，29.光纖塵埃粒子分析主機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 1.根據(jù)圖1至圖6、圖10，光纖塵埃粒子傳感器包括入射光纖1、光纖護(hù)套2、出射光纖3、光纖護(hù)套4、進(jìn)氣管5、傳感器外殼6、出氣管7、光纖支架8、入射光9、主光束10、柱面反射擴(kuò)束鏡11、暗盒12、準(zhǔn)直器13、球面反射鏡14、反射光15、光敏區(qū)16、出射光闌17、吸收層18、光陷阱19、支架20、主遮光罩21、子遮光罩22、微型透鏡23、透鏡支架24、底座25、柱面透鏡26、激光源27、信號(hào)處理板28和光纖塵埃粒子分析主機(jī)29，激光源27、入射光纖1、柱面反射擴(kuò)束鏡11、準(zhǔn)直器13、主光束10和光敏區(qū)16構(gòu)成照明機(jī)構(gòu)，進(jìn)氣管5和出氣管7構(gòu)成氣路機(jī)構(gòu)，柱面透鏡26、球面反射鏡14、反射光15、微型透鏡23、出射光纖3和信號(hào)處理板28構(gòu)成測(cè)量機(jī)構(gòu)，主光束10和氣路機(jī)構(gòu)相互垂直構(gòu)成直角散射型光學(xué)系統(tǒng)。
[0022]2.根據(jù)圖3和圖10，傳感器外殼6內(nèi)部設(shè)有入射光纖1、出射光纖3、光纖支架8、柱面反射擴(kuò)束鏡11、暗盒12、準(zhǔn)直器13、出射光闌17、吸收層18、光陷阱19、支架20、球面反射鏡14、柱面透鏡26、主遮光罩21、子遮光罩22、微型透鏡23、透鏡支架24和底座25，傳感器外殼6外部設(shè)有光纖護(hù)套2、光纖護(hù)套4、激光源27、信號(hào)處理板28和光纖塵埃粒子分析主機(jī)29，主光路前進(jìn)方向上依次為激光源27、入射光纖1、入射光9、柱面反射擴(kuò)束鏡11、主光束10、準(zhǔn)直器13、光敏區(qū)16、出射光闌17、光陷講19、吸收層18，光敏區(qū)16發(fā)出的散射光分兩路，一路向下，由柱面透鏡26聚焦，一路向上，由球面反射鏡14聚焦，兩路聚焦后的光投射在微型透鏡23的頂面，經(jīng)微型透鏡23匯聚后通過(guò)出射光纖3輸送到信號(hào)處理板28。
[0023]3.根據(jù)圖4至圖6，主光束10的中心線、反射光15的中心線、進(jìn)氣管5和出氣管7的中心線三者之間互相垂直，進(jìn)氣管5和出氣管7位于光敏區(qū)16的兩側(cè)，進(jìn)氣管5和出氣管7縫隙中的氣流與主光束10的相交部分形成光敏區(qū)16，光敏區(qū)16的上方設(shè)有一個(gè)球面反射鏡14，下方設(shè)有一個(gè)柱面透鏡26、一個(gè)主遮光罩21、四個(gè)子遮光罩22、五個(gè)微型透鏡23和五根出射光纖3，根據(jù)圖7和圖8，五個(gè)微型透鏡23和五根出射光纖3組成分立式感光部件，微型透鏡23的外部設(shè)有透鏡支架24，透鏡支架24設(shè)置在底座25的上方，五個(gè)微型透鏡23和五根出射光纖3的編號(hào)由左向右依次為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)和5號(hào)。
[0024]4.根據(jù)圖3，柱面反射擴(kuò)