颗粒物浓度检测设备的制作方法

本实用新型涉及颗粒物浓度检测技术，更具体地，涉及一种能够以低成本高精度检测颗粒物浓度的颗粒物浓度检测设备。

背景技术：

随着中国经济的持续发展，人们的生活标准也逐步改善。但是，环境污染问题日益突出。PM2.5(直径小于2.5um的颗粒物)与人们的健康密切相关。PM2.5的增加将引起各种呼吸道的疾病。由于空气质量越来越差，空气净化技术和净化产生发展非常迅速。当前，小颗粒物的检测方法主要有以下几种：

1)简单的光散射原理和热空气动力学的原理。通过对空气进行加热以产生热对流，小颗粒物流动到检测光区域，从而被检测。其光学系统通常采用具有一个发光设备和一个光电二极管的光学检测模式。但是，该光学系统无法分别检测大颗粒物和小颗粒物的浓度。因此，该光学系统需要二次开发。

2)现有颗粒物浓度检测设备由于其内部的光学腔非常狭小，因此光的反射和散射会引起干扰，造成精度较低。

因此，需要一种能够适合于以低成本高精度检测颗粒物浓度的颗粒物浓度检测设备。

技术实现要素：

本公开提出了一种颗粒物浓度检测设备，成本较低且能够高精度地检测颗粒物浓度。

根据本实用新型的一个方面，提出了一种颗粒物浓度检测设备，包括：通孔区域，用于从外部接收待检测气体，所述待检测气体包含至少一种颗粒物；光源，用于产生光并照射到所述通孔区域，所述光 由所述通孔区域中的待检测气体散射；至少一个光检测器，布置在从所述通孔区域散射的光的前进方向上，用于检测散射光的强度；光学陷阱，包括：入射光引导组件，用于引导所述光源产生的光照射到所述通孔区域之外的部分，使之不再照射到所述通孔区域；以及散射光引导组件，用于引导从所述通孔区域散射的光照射到所述至少一个光检测器之外的部分，使之不再反射到所述至少一个光检测器。

根据实施例，所述入射光引导组件是光阻挡器件，用于阻挡所述光源产生的光照射到所述通孔区域之外的部分。

根据实施例，所述入射光引导组件是光吸收器件，用于吸收所述光源产生的光照射到所述通孔区域之外的部分。

根据实施例，所述散射光引导组件是光吸收器件，用于吸收从所述通孔区域散射的光照射到所述至少一个光检测器之外的部分。

根据实施例，所述散射光引导组件包括至少一个挡板，用于将从所述通孔区域散射的光照射到所述至少一个光检测器之外的部分引导到所述颗粒物浓度检测设备中除所述至少一个光检测器和所述通孔区域之外的其他组件，以最后被耗散掉。

根据实施例，所述颗粒物浓度检测设备还包括：布置在所述光源之前的准直透镜，用于对所述光源产生的光进行准直，以使准直后的光沿着预定路径照射到所述通孔区域。

根据实施例，所述颗粒物浓度检测设备还包括：布置在所述至少一个光检测器之前的准直透镜，用于对从所述通孔区域散射的光进行准直，以使准直后的散射光汇聚到所述至少一个光检测器上。

根据实施例，所述光源是发光二极管。

根据实施例，所述光检测器是光电二极管。

与现有技术不同，根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备改善了颗粒物检测的性能，至少包括：

1.通过设置光学陷阱，提高了颗粒物检测的精度；

2.通过设置光学陷阱，成本较低。

附图说明

通过下面结合附图说明本实用新型的优选实施例，将使本实用新型的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：

图1是示出了根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备的基本原理的示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备中的光学陷阱的一个示例；

图3示出了图2中颗粒物浓度检测设备的光路图的示意图；

图4(a)、图4(b)和图4(c)是示出了根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备的多个示例的示意图。

具体实施方式

以下参照附图，对本实用新型的示例实施例进行详细描述。在以下描述中，一些具体实施例仅用于描述目的，而不应该理解为对本实用新型有任何限制，而只是本实用新型的示例。在可能导致对本实用新型的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

图1是示出了根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备的基本原理的示意图。

根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备利用光散射原理。

如图1所示，该颗粒物浓度检测设备包括：通孔区域，用于从外部接收待检测气体，所述待检测气体包含至少一种颗粒物；光源，用于产生光并照射到所述通孔区域，所述光由所述通孔区域中的待检测气体散射；至少一个光检测器，布置在从所述通孔区域散射的光的前进方向上，用于检测散射光的强度。当光照射到通孔区域中的颗粒物上时，颗粒物将产生光散射效应。光电二极管在光前进方向的不同角度处检测散射光的强度，以获得颗粒物的浓度。

由于颗粒物浓度检测设备的内部腔非常狭小，光检测器将检测到光源产生的入射光的多次反射的反射光和漫射光。这对检测的唯一性和精确度会有不利影响，降低检测精度。

根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备还包括：光学陷阱， 包括：入射光引导组件，用于引导所述光源产生的光照射到所述通孔区域之外的部分，使之不再照射到所述通孔区域；以及散射光引导组件，用于引导从所述通孔区域散射的光照射到所述至少一个光检测器之外的部分，使之不再反射到所述至少一个光检测器。

图2示出了根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备中的光学陷阱的一个示例。

如果光源产生的光的发散角超出通孔区域，则光可能会被其他组件反射而到达区域1。这显然是对于检测而言无关的光。因此，设置入射光引导组件，用于引导所述光源产生的光照射到所述通孔区域之外的部分，使之不再照射到所述通孔区域。

根据一个实施例，所述入射光引导组件可以是光阻挡器件，用于阻挡所述光源产生的光照射到所述通孔区域之外的部分。例如，入射光引导组件可以是挡板，用于将光源产生的光照射到通孔区域之外的部分引导到不会再次照射到通孔区域的位置。

考虑到光的反射，在设置时，需要仔细布置入射光引导组件，以使得由入射光引导组件所阻挡的光不会被反射而重新照射到通孔区域。

根据另一个实施例，所述入射光引导组件可以是光吸收器件，用于吸收所述光源产生的光照射到所述通孔区域之外的部分。这样，直接消除了光源产生的光在通孔区域之外的部分。

光源产生的光照射到所述通孔区域，所述光由所述通孔区域中的待检测气体散射，到达区域2。而区域2中未直接到达光检测器的散射光可能由于多次反射到达光检测器，这显然对于光检测精度而言是不利的。因此，设置散射光引导组件，用于引导从所述通孔区域散射的光照射到所述至少一个光检测器之外的部分，使之不再反射到所述至少一个光检测器。

根据一个实施例，所述散射光引导组件可以是光吸收器件，用于吸收从所述通孔区域散射的光照射到所述至少一个光检测器之外的部分。这样，直接消除了散射光在光检测器之外的部分。

根据另一个实施例，所述散射光引导组件包括至少一个挡板，用于将从所述通孔区域散射的光照射到所述至少一个光检测器之外的部 分引导到所述颗粒物浓度检测设备中的其他组件，以最后被耗散掉。

为了更加好地引导光，根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备还可以包括：布置在所述光源之前的准直透镜，用于对所述光源产生的光进行准直，以使准直后的光沿着预定路径照射到所述通孔区域。

同样，为了更加好地引导光，根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备还可以包括：布置在所述至少一个光检测器之前的准直透镜，用于对从所述通孔区域散射的光进行准直，以使准直后的散射光汇聚到所述至少一个光检测器上。

根据一个实施例，光源可以是发光二极管、激光器等。

根据一个实施例，光检测器可以是光电二极管等。

图2中示出了布置在光源和光检测器之前的准直透镜。

图3示出了图2中颗粒物浓度检测设备的光路图的示意图。如图所示，光源产生的光照射到所述通孔区域之外的部分被挡板3和4阻挡，而散射光由挡板5、6、7引导，使得照射到光检测器之外的部分被引导到颗粒物浓度检测设备的角落里，以最后被耗散掉。

图4(a)、图4(b)和图4(c)是示出了根据本实用新型实施例的颗粒物浓度检测设备的多个示例的示意图。

从图中可以看出，根据本实用新型的光学陷阱可以以不同的形式布置，只要能够良好地将无关的光引导的无关的方向上，以消除干扰。

应当注意的是，在以上的描述中，仅以示例的方式，示出了本实用新型的技术方案，但并不意味着本实用新型局限于上述单元结构。在可能的情形下，可以根据需要对单元结构进行调整和取舍。因此，某些单元并非实施本实用新型的总体思想所必需的元素。因此，本实用新型所必需的技术特征仅受限于能够实现本实用新型的总体思想的最低要求，而不受以上具体实例的限制。

至此已经结合优选实施例对本实用新型进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本实用新型的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。