顆粒物濃度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種顆粒物濃度傳感器，包含：一種顆粒物濃度傳感器，包含：一激光發(fā)生器、一位于激光發(fā)生器前端使激光匯聚為一平行光束的匯聚透鏡、一氣路通道、一光電探測器、與光電探測器相連的信號處理電路、以及一設(shè)置在氣路通道一端的風(fēng)機，其特征在于：光電探測器被設(shè)置在氣路通道上方、且其光敏面位于平行光束上方，在平行光束進入氣路通道之前，在平行光束的光路上設(shè)有光闌。與在先技術(shù)相比，本實用新型的顆粒物濃度傳感器的光路和結(jié)構(gòu)簡單，便于批量加工；其體積小巧，重量輕，便于集成到其他儀器上；其成本也低，便于在民用市場推廣。
【專利說明】
顆粒物濃度傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及空氣中的顆粒物檢測，特別涉及檢測空氣中顆粒物濃度的傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，檢測空氣中懸浮顆粒物濃度主要采用的是塵埃粒子計數(shù)器，其采用的顆粒物濃度傳感器，例如中國專利CN201130141Y所公開的塵埃粒子計數(shù)器光學(xué)傳感器，一般采用復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對散射光信號的收集，采用復(fù)雜的包含進氣嘴與出氣嘴的氣路結(jié)構(gòu)把懸浮顆粒物引入傳感器，氣路結(jié)構(gòu)中還有提供氣流的采樣栗。這些都使得顆粒物濃度傳感器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大，對光學(xué)零件與機械零件的加工精度要求高，大大增加了它的成本，限制了其在民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服在先技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種顆粒物濃度傳感器，該傳感器能滿足民用空氣質(zhì)量檢測要求，并具有結(jié)構(gòu)簡單、個體一致性好，制造容易、易批量生產(chǎn)、成本低的特點。
[0004]本實用新型的顆粒物濃度傳感器包含:一種顆粒物濃度傳感器，包含:一激光發(fā)生器、一位于激光發(fā)生器前端使激光匯聚為一平行光束的匯聚透鏡、一氣路通道、一光電探測器、與光電探測器相連的信號處理電路、以及一設(shè)置在氣路通道一端的風(fēng)機，其特征在于:光電探測器被設(shè)置在氣路通道上方、且其光敏面位于平行光束上方，在平行光束進入氣路通道之前，在平行光束的光路上設(shè)有光闌。
[0005]進一步地，匯聚透鏡由兩凸透鏡組成，縮短焦距。
[0006]進一步地，光闌是在平行光束的光路上平行且依次設(shè)置的一組三個光闌孔。
[0007]作為本實用新型的另一個方面，氣路通道呈“幾”字形，其兩端分別和顆粒物濃度傳感器的進氣口和出氣口對應(yīng)，平行光束行經(jīng)氣路通道的中間段。
[0008]進一步地，進氣口和出氣口分別由多個小孔組合構(gòu)成。
[0009]進一步地，風(fēng)機為軸流式風(fēng)機。
[0010]作為本實用新型的另一個方面，顆粒物濃度傳感器還包含一消光腔，平行光束穿過氣路通道后進入消光腔，消光腔包含一消光裝置。
[0011]進一步地，消光裝置包含消光腔的周壁以及從周壁上伸出并靠近平行光束從氣路通道進入消光腔的入口處的一肋板。
[0012]作為本實用新型的另一個方面，顆粒物濃度傳感器進一步包含從下到上依次設(shè)置的一底板、一下腔體、一信號處理模塊、一上蓋，信號處理模塊包含信號處理電路的電路板、一覆蓋電路板的屏蔽殼、以及光電探測器，底板和屏蔽殼均為金屬制，構(gòu)成信號處理電路的電路板的屏蔽罩。
[0013]進一步地，上蓋的兩側(cè)與氣路通道的兩端對應(yīng)之處分別有一進氣口和一出氣口，上蓋的兩對角處還分別有一固定孔。
[0014]與在先技術(shù)相比，本實用新型的顆粒物濃度傳感器的光路和結(jié)構(gòu)簡單，便于批量加工;其體積小巧，重量輕，便于集成到其他儀器上;其成本也低，便于在民用市場推廣。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描寫和闡述。
[0016]圖1是本實用新型首選實施方式的顆粒物濃度傳感器示意圖；
[0017]圖2是本實用新型首選實施方式的顆粒物濃度傳感器結(jié)構(gòu)的爆炸示意圖；
[0018]圖3是本實用新型首選實施方式的顆粒物濃度傳感器信號處理模塊的示意圖；
[0019]圖4是本實用新型首選實施方式的顆粒物濃度傳感器下腔體的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實施方式】
[0020]如圖1至圖4所示，本實用新型首選實施方式的顆粒物濃度傳感器包含從下到上依次設(shè)置的一底板5、一下腔體7、一信號處理模塊2、以及一上蓋I。
[0021]—激光發(fā)生器3固定在下腔體7中的激光器座75內(nèi)，在激光發(fā)生器3前端設(shè)置有匯聚透鏡6，以將激光發(fā)生器3發(fā)射的激光匯聚成平行光束72。優(yōu)選地，在本首選實施方式中，激光發(fā)生器3采用小巧的半導(dǎo)體激光器。優(yōu)選地，在本首選實施方式中，匯聚透鏡6采用雙凸透鏡。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解到，在其他實施方式中，匯聚透鏡6還可以采用其他結(jié)構(gòu)。光闌孔74位于下腔體7中且設(shè)置在平行光束72的光路上，以消除平行光束72的雜散光，提高平行光束72的一致性，消除雜散光對測量結(jié)果的影響。優(yōu)選地，在本首選實施方式中，光闌孔74包含一組三個，如圖4所示，三個光闌孔相互平行且依次設(shè)置在平行光束72的光路上，以獲得最佳的消除雜散光的效果。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解到，在其他實施方式中，還可以采用其他消除雜散光的光學(xué)元器件或光學(xué)結(jié)構(gòu)。如圖1至圖4所示，本實用新型首選實施方式的顆粒物濃度傳感器。
[0022]下腔體7中還有一氣路通道73，呈“幾”字形。平行光束72從氣路通道73的一側(cè)進入其中行進一段距離后，從其另一側(cè)射出并進入消光腔71。消光腔71中設(shè)有消光裝置一一具體體現(xiàn)為與平行光束72成一定角度的擋光板，對射入消光腔71的平行光束72進行多次反射使其最終完全被吸收，以避免穿過氣路通道73的激光再被反射回氣路通道影響測量結(jié)果。優(yōu)選地，在本首選實施方式中，消光裝置由消光腔71的周壁、以及一從其周壁上伸出并靠近平行光束72從氣路通道73射入消光腔的入口處的肋板構(gòu)成。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解到，在其他實施方式中，消光裝置還可以是其他合適形式元器件或其他合適結(jié)構(gòu)的擋光板。
[0023]在上蓋I的兩側(cè)、與氣路通道73的兩端相對應(yīng)之處，分別設(shè)置有一進氣口 11、一出氣口 12。優(yōu)選地，在本實施方式中，進氣口 11和出氣口 12均設(shè)計成由多個小孔組合構(gòu)成，在不影響氣體正常流動的前提下，盡量避免了外部光進入氣路通道73影響測量結(jié)果。在氣路通道73與出氣口 12相對應(yīng)的一端處，設(shè)置有一風(fēng)機座76，風(fēng)機4固定在風(fēng)機座76中，其抽吸使得待測氣體在氣路通道73中均勻流動。優(yōu)選地，在本首選實施方式中，風(fēng)機4采用體積較小的軸流式風(fēng)機。優(yōu)選地，在本首選實施方式中，在上蓋I的兩對角處，還分別設(shè)置有固定孔13和固定孔14，便于螺釘從其中穿過將顆粒物濃度傳感器固定到其他集成設(shè)備上。
[0024]信號處理模塊2包含一屏蔽殼22。優(yōu)選地，屏蔽殼22和底板5為金屬制成，當信號處理模塊2、下腔體7(非金屬)、底板5合在一起時，屏蔽殼22和底板5形成一個屏蔽外罩，從而避免外部電磁干擾對顆粒物濃度傳感器內(nèi)部的電子元器件的影響。
[0025]信號處理模塊2還包含一對外接口 21、一信號處理電路板、一光電探測器24。對外接口 21和外部電源及信號傳輸線相連，用于電源供應(yīng)和信號傳遞。光電探測器24設(shè)置在信號處理電路板上，處于氣路通道73上方，并且其光敏面位于平行光束72的正上方，從而使得平行光束72在光電探測器24的光敏面的正下方形成一照明區(qū)域。
[0026]本首選實施方式的顆粒物濃度傳感器工作時:電源接通，平行光束72生成、并在氣路通道中位于光電探測器24的下方形成一照明區(qū)域;而風(fēng)機的抽吸使得待測氣體帶著待測顆粒物粒子一起從外部進入氣路通道73，并在氣路通道73中均勻流動；當待測顆粒物粒子經(jīng)過該照明區(qū)域時，待測顆粒物粒子使平行光束72中的激光反射，形成散射激光，部分散射激光投射到光電探測器24的光敏面上，激發(fā)光電探測器生成一電脈沖式的測量輸入信號，并傳到信號處理電路中，經(jīng)過信號處理電路的放大、去噪、分析，生成一測量輸出信號，并通過對外接口 21輸出測量輸出信號。該測量輸出信號與待測氣體中待測顆粒物粒子的濃度相關(guān)。
[0027]上述【具體實施方式】僅僅對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，而并非對本實用新型的保護范圍進行限定。在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思和精神范疇的前提下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)本實用新型所提供的文字描述、附圖對本實用新型的技術(shù)方案所作出的各種變形、替代和改進，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范疇。本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求確定。
【主權(quán)項】
1.一種顆粒物濃度傳感器，包含:一激光發(fā)生器、一位于所述激光發(fā)生器前端使激光匯聚為一平行光束的匯聚透鏡、一氣路通道、一光電探測器、與所述光電探測器相連的信號處理電路、以及一設(shè)置在所述氣路通道一端的風(fēng)機，其特征在于:所述光電探測器被設(shè)置在所述氣路通道上方、且其光敏面位于所述平行光束上方，在所述平行光束進入所述氣路通道之前，在所述平行光束的光路上設(shè)有光闌。2.如權(quán)利要求1所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述匯聚透鏡由兩凸透鏡組成。3.如權(quán)利要求1所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述光闌是在所述平行光束的光路上平行且依次設(shè)置的一組三個光闌孔。4.如權(quán)利要求1所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述氣路通道呈“幾”字形，其兩端分別和所述顆粒物濃度傳感器的進氣口和出氣口對應(yīng)，所述平行光束行經(jīng)所述氣路通道的中間段。5.如權(quán)利要求4所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于，所述進氣口和出氣口分別由多個小孔組合構(gòu)成。6.如權(quán)利要求1所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述風(fēng)機為軸流式風(fēng)機。7.如權(quán)利要求1所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述顆粒物濃度傳感器還包含一消光腔，所述平行光束穿過所述氣路通道后進入所述消光腔，所述消光腔包含一消光裝置。8.如權(quán)利要求7所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述消光裝置包含所述消光腔的周壁以及從所述周壁上伸出并靠近所述平行光束從所述氣路通道進入所述消光腔的入口處的一肋板。9.如權(quán)利要求1所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述顆粒物濃度傳感器進一步包含從下到上依次設(shè)置的一底板、一下腔體、一信號處理模塊、一上蓋，所述信號處理模塊包含所述信號處理電路的電路板、一覆蓋所述電路板的屏蔽殼、以及所述光電探測器，所述底板和所述屏蔽殼均為金屬制，構(gòu)成所述信號處理電路的電路板的屏蔽罩。10.如權(quán)利要求9所述的顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述上蓋的兩側(cè)與所述氣路通道的兩端對應(yīng)之處分別有一進氣口和一出氣口，所述上蓋的兩對角處還分別有一固定孔。
【文檔編號】G01N15/06GK205538574SQ201620295480
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】楊巍, 朱永康, 陳正巖, 王振
【申請人】南京伊萊創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰?br>