新型颗粒物传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光电分析，特别涉及气体中颗粒物的检测。
【背景技术】
[0002]颗粒物指环境空气中直径小于2.5微米的固体颗粒物。由于它富含大量有毒、有害物质，能够长时间悬浮于空气中，吸入肺深处无法排出，因此对居民呼吸系统发病率、心血管发病率及死亡率都造成严重威胁。颗粒物浓度直接影响着环境空气质量，因此对颗粒物的检测重要意义。弹性光散射测量法具有速度快、灵敏度高等特点，是监测颗粒物浓度的主要方法之一。采用弹性光散射测量法的颗粒物浓度传感器的基本工作原理如下:空气中的粒子在光束的照射下会产生与粒子大小成比例的散射光信号，该散射光信号通过光电探测器和前置放大电路后转换为适当幅度的电压脉冲信号，再经过电子线路的甄别，从而完成对电脉冲信号的分档计数。此时，电压脉冲数量对应于微粒的个数，电压脉冲的幅值对应于粒子的大小。
[0003]目前颗粒物传感器主要用于被集成至如空气净化仪器的设备中，不易更换。随空气净化设备的长时间开启，颗粒物传感器的半导体激光器输出性能变差。目前颗粒物传感器使用的半导体激光器寿命普遍不长(约10000小时)，不能满足如空气净化仪器等设备的需要。且随着输出功率的明显降低，会造成颗粒物散射信号甄别的误判，造成颗粒物浓度测量结果不准确。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种检测准确、结构简单、体积小、低成本的颗粒物传感器。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种新型颗粒物传感器，所述新型颗粒物传感器包括测量光源、检测池、探测器及分析模块;所述颗粒物传感器进一步包括:
[0007]校准光源，所述探测器设置在所述校准光源输出的校准光路径上，输出的电信号传送到分析模块。
[0008]根据上述的新型颗粒物传感器，优选地，所述校准光直接入射到所述探测器上。
[0009]根据上述的新型颗粒物传感器，优选地，所述探测器的光敏面的法线垂直于所述测量光源发出的测量光的路径。
[0010]根据上述的新型颗粒物传感器，可选地，所述新型颗粒物传感器进一步包括:
[0011]消光模块，产生散射光后的测量光进入所述消光模块内。
[0012]根据上述的新型颗粒物传感器，优选地，所述消光模块为空腔结构，所述测量光在所述消光模块内多次反射。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为:
[0014]1.检测准确
[0015]能够在颗粒物检测前，根据所述校准光源输出的光强重新确定颗粒物检测信号的甄别电压，避免了探测器光敏面由于受颗粒物遮挡而造成误判，保证了了检测结果的准确；
[0016]利用散射光信号与颗粒物大小的关系，可获得气体中颗粒物的含量，如PM10值、PM2.5值。
[0017]2.结构简单、体积小、低成本
[0018]使用了体积小、低功率的半导体激光器，使得整个传感器集成度高，显著地降低了体积及成本，使得颗粒物传感器真正做到了轻便、易携带。
【附图说明】
[0019]参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中:
[0020]图1是根据本实用新型实施例1的新型颗粒物传感器的结构简图。
【具体实施方式】
[0021]图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0022]实施例:
[0023]图1示意性地给出了本实用新型的新型颗粒物传感器的结构简图，如图1所示，所述新型颗粒物传感器包括:
[0024]测量光源，如半导体激光器，所述测量光源用于发出测量光；
[0025]校准光源，如脉冲式半导体激光器，探测器设置在所述校准光源输出的校准光路径上，所述校准光直接入射到所述探测器上，无需经过其他光学器件，探测器输出的第二电信号传送到分析模块；
[0026]检测池，所述检测池具有气体进口和出口，用于容纳携带有颗粒物的气体；
[0027]探测器，所述探测器设置在非测量光路径上，用于将接收到的所述测量光在所述检测池内的散射光转换为第一电信号;探测器的光敏面的法线与测量光路径垂直；
[0028]消光模块，所述消光模块为空腔结构，产生散射光后的测量光在所述消光模块内多次反射，从而达到消光的目的；
[0029]分析模块，所述分析模块用于根据散射技术处理探测器输出的信号，从而获知检测池内气体中颗粒物的含量，如PM10、PM2.5。
[0030]根据上述的新型颗粒物传感器的检测方法，也即新型颗粒物传感器的工作方法，所述检测方法包括以下步骤:
[0031](A1)在颗粒物检测之前，没有气体通入检测池；
[0032]校准光源发出的校准光直接入射到探测器上，探测器输出的第二电信号送分析模块，从而形成具有标准幅度的电压脉冲信号，基于此标准重新确定颗粒物检测信号的甄别电压；
[0033](A2)测量光源发出的测量光进入检测池内，所述检测池内容纳待测气体，待测气体内具有颗粒物；
[0034](A3)所述测量光与所述颗粒物发生相互作用，产生与颗粒物大小相对应的散射光；
[0035](A4)探测器将所述散射光转换为第一电信号，并送分析模块；
[0036](A5)所述分析模块根据光散射技术处理接收到的所述电信号，从而获得检测池内气体中颗粒物含量，如?]?10、?]\12.5。
[0037]根据本实用新型实施例的新型颗粒物传感器达到的益处在于:每次正式检测前，均利用校准光源发出的校准光去重新确定颗粒物(如PM10、PM2.5)检测信号的甄别电压，避免了探测器光敏面由于受颗粒物污染而造成的误判。
【主权项】
1.一种新型颗粒物传感器，所述新型颗粒物传感器包括测量光源、检测池、探测器及分析模块;其特征在于:所述颗粒物传感器进一步包括: 校准光源，所述探测器设置在所述校准光源输出的校准光路径上，输出的电信号传送到分析模块。2.根据权利要求1所述的新型颗粒物传感器，其特征在于:所述校准光直接入射到所述探测器上。3.根据权利要求2所述的新型颗粒物传感器，其特征在于:所述探测器的光敏面的法线垂直于所述测量光源发出的测量光的路径。4.根据权利要求1所述的新型颗粒物传感器，其特征在于:所述新型颗粒物传感器进一步包括: 消光模块，产生散射光后的测量光进入所述消光模块内。5.根据权利要求4所述的新型颗粒物传感器，其特征在于:所述消光模块为空腔结构，所述测量光在所述消光模块内多次反射。
【专利摘要】本实用新型提供了一种新型颗粒物传感器，所述新型颗粒物传感器包括测量光源、检测池、探测器及分析模块；所述颗粒物传感器进一步包括：校准光源，所述探测器设置在所述校准光源输出的校准光路径上，输出的电信号传送到分析模块。本实用新型具有精度高、结构简单、体积小、低成本等优点。
【IPC分类】G01N15/06
【公开号】CN205103129
【申请号】CN201520888171
【发明人】向少卿, 马云峰, 许森, 孙文婷, 李一帆
【申请人】上海禾赛光电科技有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月10日