颗粒物测量装置及测量方法_2

文档序号:8471552阅读:来源:国知局
发明需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反,如以下权利要求反映的,发明性方面在于,比单个以上公开的实施例的所有特征少。由此,【具体实施方式】之后的权利要求被明确地结合到该【具体实施方式】中,其中每项权利要求独立地代表本发明的一个单独的实施例。
[0032]此外,尽管此次描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但没有其他实施例中包括的其他特征,不同实施例的特征的组合意图落在本发明的范围内,并且形成将按本领域技术人员理解的不同实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求的实施例中的任何一个可以任何组合使用。
[0033]应当注意的是,在描述本发明的特定特征或方面时所使用的特定术语不应该被认为是暗示了该术语是此次被重新定义来限制为包括与本术语相关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。
[0034]在此次提供的描述中,阐述了多个具体细节。然而应当理解,本发明的实施例没有这些具体细节的情况下实践。在其他实施例中,为了不妨碍对本说明书的理解,未详细地示出公知方法、结构和技术。
[0035]本发明可以各种形式呈现,以下将描述其中一些示例。
[0036]参照图1和图2a_2c,描述了根据本发明的第一实施例的颗粒物测量装置100。图1示出了颗粒物测量装置100的立体示意图,图2a-2c分别示出了图1所示的颗粒物测量装置的示意性俯视图以及示意性截面图(沿A-A’横截面和B-B’横截面)。
[0037]该颗粒物测量装置100包括:第一气流通道10、第二气流通道20以及与第一气流通道10、第二气流通道20连通的测量室30。
[0038]在第一实施例中,利用第一部件15和第二部件16形成第一气流通道10、第二气流通道20和测量室30。第一部件15和第二部件16可以由可以限定空间形状的任何材料组成,例如塑料、玻璃、半导体、铝合金、不锈钢等。测量室30是在第一部件15的中间形成的开口,该开口贯穿第一部件15的上表面和下表面,使得第一气流通道10和第二气流通道30连通。
[0039]第一气流通道10形成在第一部件15的上方。然而,第一气流通道10的上方未受限制,例如为自由空间。第二气流通道20形成在第一部件15和第二部件16之间。第二气流通道20的空间形状由第一部件15和第二部件16之间的空间限定。第一部件15和第二部件16可以是彼此独立的部件,也可以是形成为一体(例如,至少一个侧面连接在一起)的部件。第一部件15的至少两个侧面相对并且倾斜,而第二部件16为平板状,使得第二气流通道20的至少一部分越接近测量室30其截面积越小。
[0040]在工作中,该颗粒物测量装置100在环境大气中运动或振动,由于颗粒物测量装置100和环境大气的相对运动而产生气流,该气流的至少一部分沿着图1中的箭头方向进入第一气流通道10和第二气流通道20中。进一步地,由于第一气流通道10和第二气流通道20的截面形状不同,第一气流通道10的气体流速小于第二气流通道20的气体流速,产生虹吸现象。图1主要用于说明该颗粒物测量装置100的空气采样装置。
[0041]由于虹吸现象,在测量室30中产生从第一气流通道10流向第二气流通道20的第三气流通道。并且,环境大气中的小颗粒物比大颗粒更容易吸入测量室中,从而可以将大气中的小颗粒物与大颗粒分离。结果,在测量室30中主要俘获小颗粒物。
[0042]参照图2a_2c,进一步描述根据本发明的第一实施例的颗粒物测量装置100中的颗粒物检测装置的细节。所述测量室30的侧壁设置有相对的光源11和光电探测器12。光源为LED阵列光源,能量分布均匀,可包括不同颜色的光源。针对小颗粒物,红外光源是优选的,可以获得较高的灵敏度。从光源11发出的光经过测量室30中的颗粒物散射后,到达光电探测器12。
[0043]可选地,光电探测器12周围设置有遮光板14。仍然可选地,在所述测量室30的侧壁设置有光吸收层17。例如,光吸收层17具有粗糙的表面。遮光板14和光吸收层17可以遮挡或吸收测量室30的侧壁的反射光。
[0044]在测量室中,颗粒的密度越高,从光源11发出的光到达光电探测器12的强度越低。结果,光电探测器12的测量值表示测量室中的浓度。由于在测量室30中主要俘获小颗粒物,因此,测量值主要表示小颗粒物的浓度。
[0045]该颗粒物测量装置100还包括气体流速计13。气体流速计13设置在第二部件16上,用于测量第二气流通道20中的气体流速。第二气流通道20的气体流速可以用于校正测量值,使得测量室30中的测量值进一步表示环境大气中的小颗粒物的浓度。
[0046]图3示出根据本发明的第二实施例的颗粒物测量装置的示意性截面图。与第一实施例的颗粒物测量装置不同,气体流速计13设置在第一部件15上。具体地,气体流速计13位于测量室30的侧壁上,用于测量第三气流通道中的气体流速。
[0047]应当注意,气体流速计13可以设置在第一部件15、第二部件16中的任一个的合适位置上,只要用于测量第一气流通道10、第二气流通道20和测量室30中的第三气流通道的任一个中的气体流速即可。此外,气体流速计13可以由加速度传感器替代,通过测量该颗粒物测量装置100的运动速度来估算气体流速。如上所述,利用气体流速可以校正测量值,使得测量室30中的测量值进一步表示环境大气中的小颗粒物的浓度。
[0048]根据第二实施例的颗粒物测量装置的其他方面与根据第一实施例的颗粒物测量装置相同。
[0049]图4示出根据本发明的第三实施例的颗粒物测量装置的示意性截面图。与第一实施例的颗粒物测量装置不同,本实施例的颗粒物测量装置还包括第三部件18。
[0050]第一气流通道10形成在第一部件15和第三部件18之间。第一气流通道10的空间形状由第一部件15和第三部件18之间的空间限定。第一部件15和第三部件18可以是彼此独立的部件,也可以是形成为一体(例如,至少一个侧面连接在一起)的部件。第三部件18例如为平板状,使得第一气流通道10的截面积基本不变。
[0051]第三部件18可以防止外部的风扰动影响测量室30中的检测结果。可选地,第三部件18与测量室30相对的部分设置有光吸收层17。例如,光吸收层17具有粗糙的表面。光吸收层17可以或第三部件18的表面的反射光。
[0052]根据第三实施例的颗粒物测量装置的其他方面与根据第一实施例的颗粒物测量装置相同。
[0053]图5示出根据本发明的第四实施例的颗粒物测量装置的示意性截面图。与第一实施例的颗粒物测量装置不同,本实施例的颗粒物测量装置还包括第三部件18,并且第二部件16的上表面凹陷。
[0054]第一气流通道10形成在第一部件15和第三部件18之间。第一气流通道10的空间形状由第一部件15和第三部件18之间的空间限定。第一部件15和第三部件18可以是彼此独立的部件,也可以是形成为一体(例如,至少一个侧面连接在一起)的部件。第三部件18例如为平板状。
[0055]第三部件18可以防止外部的风扰动影响测量室30中的检测结果。可选地,第三部件18与测量室30相对的部分设置有光吸收层17。例如,光吸收层17具有粗糙的表面。光吸收层17可以或第三部件18的表面的反射光。
[0056]第一部件15的上表面凹陷,而第三部件18为平板状,使得第一气流通道10的至少一部分越接近测量室30其截面积越大。第一部件15的至少两个侧面相对并且倾斜,而第二部件16为平板状,使得第二气流通道20的至少一部分越接近测量室30其截面积越小。
[0057]在工作中,该颗粒物测量装置100在环境大气中运动或振动,由于颗粒物测量装置100
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