颗粒物浓度传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种颗粒物浓度传感器，包含：一种颗粒物浓度传感器，包含：一激光发生器、一位于激光发生器前端使激光汇聚为一平行光束的汇聚透镜、一气路通道、一光电探测器、与光电探测器相连的信号处理电路、以及一设置在气路通道一端的风机，其特征在于：光电探测器被设置在气路通道上方、且其光敏面位于平行光束上方，在平行光束进入气路通道之前，在平行光束的光路上设有光阑。与在先技术相比，本实用新型的颗粒物浓度传感器的光路和结构简单，便于批量加工；其体积小巧，重量轻，便于集成到其他仪器上；其成本也低，便于在民用市场推广。
【专利说明】
颗粒物浓度传感器
技术领域
[0001]本实用新型涉及空气中的颗粒物检测，特别涉及检测空气中颗粒物浓度的传感器。
【背景技术】
[0002]目前，检测空气中悬浮颗粒物浓度主要采用的是尘埃粒子计数器，其采用的颗粒物浓度传感器，例如中国专利CN201130141Y所公开的尘埃粒子计数器光学传感器，一般采用复杂的光学结构实现对散射光信号的收集，采用复杂的包含进气嘴与出气嘴的气路结构把悬浮颗粒物引入传感器，气路结构中还有提供气流的采样栗。这些都使得颗粒物浓度传感器的结构复杂、体积大，对光学零件与机械零件的加工精度要求高，大大增加了它的成本，限制了其在民用领域的广泛应用。
【发明内容】
[0003]为克服在先技术的不足，本实用新型提供了一种颗粒物浓度传感器，该传感器能满足民用空气质量检测要求，并具有结构简单、个体一致性好，制造容易、易批量生产、成本低的特点。
[0004]本实用新型的颗粒物浓度传感器包含:一种颗粒物浓度传感器，包含:一激光发生器、一位于激光发生器前端使激光汇聚为一平行光束的汇聚透镜、一气路通道、一光电探测器、与光电探测器相连的信号处理电路、以及一设置在气路通道一端的风机，其特征在于:光电探测器被设置在气路通道上方、且其光敏面位于平行光束上方，在平行光束进入气路通道之前，在平行光束的光路上设有光阑。
[0005]进一步地，汇聚透镜由两凸透镜组成，缩短焦距。
[0006]进一步地，光阑是在平行光束的光路上平行且依次设置的一组三个光阑孔。
[0007]作为本实用新型的另一个方面，气路通道呈“几”字形，其两端分别和颗粒物浓度传感器的进气口和出气口对应，平行光束行经气路通道的中间段。
[0008]进一步地，进气口和出气口分别由多个小孔组合构成。
[0009]进一步地，风机为轴流式风机。
[0010]作为本实用新型的另一个方面，颗粒物浓度传感器还包含一消光腔，平行光束穿过气路通道后进入消光腔，消光腔包含一消光装置。
[0011]进一步地，消光装置包含消光腔的周壁以及从周壁上伸出并靠近平行光束从气路通道进入消光腔的入口处的一肋板。
[0012]作为本实用新型的另一个方面，颗粒物浓度传感器进一步包含从下到上依次设置的一底板、一下腔体、一信号处理模块、一上盖，信号处理模块包含信号处理电路的电路板、一覆盖电路板的屏蔽壳、以及光电探测器，底板和屏蔽壳均为金属制，构成信号处理电路的电路板的屏蔽罩。
[0013]进一步地，上盖的两侧与气路通道的两端对应之处分别有一进气口和一出气口，上盖的两对角处还分别有一固定孔。
[0014]与在先技术相比，本实用新型的颗粒物浓度传感器的光路和结构简单，便于批量加工;其体积小巧，重量轻，便于集成到其他仪器上;其成本也低，便于在民用市场推广。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步描写和阐述。
[0016]图1是本实用新型首选实施方式的颗粒物浓度传感器示意图；
[0017]图2是本实用新型首选实施方式的颗粒物浓度传感器结构的爆炸示意图；
[0018]图3是本实用新型首选实施方式的颗粒物浓度传感器信号处理模块的示意图；
[0019]图4是本实用新型首选实施方式的颗粒物浓度传感器下腔体的结构示意图
【具体实施方式】
[0020]如图1至图4所示，本实用新型首选实施方式的颗粒物浓度传感器包含从下到上依次设置的一底板5、一下腔体7、一信号处理模块2、以及一上盖I。
[0021]—激光发生器3固定在下腔体7中的激光器座75内，在激光发生器3前端设置有汇聚透镜6，以将激光发生器3发射的激光汇聚成平行光束72。优选地，在本首选实施方式中，激光发生器3采用小巧的半导体激光器。优选地，在本首选实施方式中，汇聚透镜6采用双凸透镜。本领域的普通技术人员可以理解到，在其他实施方式中，汇聚透镜6还可以采用其他结构。光阑孔74位于下腔体7中且设置在平行光束72的光路上，以消除平行光束72的杂散光，提高平行光束72的一致性，消除杂散光对测量结果的影响。优选地，在本首选实施方式中，光阑孔74包含一组三个，如图4所示，三个光阑孔相互平行且依次设置在平行光束72的光路上，以获得最佳的消除杂散光的效果。本领域的普通技术人员可以理解到，在其他实施方式中，还可以采用其他消除杂散光的光学元器件或光学结构。如图1至图4所示，本实用新型首选实施方式的颗粒物浓度传感器。
[0022]下腔体7中还有一气路通道73，呈“几”字形。平行光束72从气路通道73的一侧进入其中行进一段距离后，从其另一侧射出并进入消光腔71。消光腔71中设有消光装置一一具体体现为与平行光束72成一定角度的挡光板，对射入消光腔71的平行光束72进行多次反射使其最终完全被吸收，以避免穿过气路通道73的激光再被反射回气路通道影响测量结果。优选地，在本首选实施方式中，消光装置由消光腔71的周壁、以及一从其周壁上伸出并靠近平行光束72从气路通道73射入消光腔的入口处的肋板构成。本领域的普通技术人员可以理解到，在其他实施方式中，消光装置还可以是其他合适形式元器件或其他合适结构的挡光板。
[0023]在上盖I的两侧、与气路通道73的两端相对应之处，分别设置有一进气口 11、一出气口 12。优选地，在本实施方式中，进气口 11和出气口 12均设计成由多个小孔组合构成，在不影响气体正常流动的前提下，尽量避免了外部光进入气路通道73影响测量结果。在气路通道73与出气口 12相对应的一端处，设置有一风机座76，风机4固定在风机座76中，其抽吸使得待测气体在气路通道73中均匀流动。优选地，在本首选实施方式中，风机4采用体积较小的轴流式风机。优选地，在本首选实施方式中，在上盖I的两对角处，还分别设置有固定孔13和固定孔14，便于螺钉从其中穿过将颗粒物浓度传感器固定到其他集成设备上。
[0024]信号处理模块2包含一屏蔽壳22。优选地，屏蔽壳22和底板5为金属制成，当信号处理模块2、下腔体7(非金属)、底板5合在一起时，屏蔽壳22和底板5形成一个屏蔽外罩，从而避免外部电磁干扰对颗粒物浓度传感器内部的电子元器件的影响。
[0025]信号处理模块2还包含一对外接口 21、一信号处理电路板、一光电探测器24。对外接口 21和外部电源及信号传输线相连，用于电源供应和信号传递。光电探测器24设置在信号处理电路板上，处于气路通道73上方，并且其光敏面位于平行光束72的正上方，从而使得平行光束72在光电探测器24的光敏面的正下方形成一照明区域。
[0026]本首选实施方式的颗粒物浓度传感器工作时:电源接通，平行光束72生成、并在气路通道中位于光电探测器24的下方形成一照明区域;而风机的抽吸使得待测气体带着待测颗粒物粒子一起从外部进入气路通道73，并在气路通道73中均匀流动；当待测颗粒物粒子经过该照明区域时，待测颗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电探测器24的光敏面上，激发光电探测器生成一电脉冲式的测量输入信号，并传到信号处理电路中，经过信号处理电路的放大、去噪、分析，生成一测量输出信号，并通过对外接口 21输出测量输出信号。该测量输出信号与待测气体中待测颗粒物粒子的浓度相关。
[0027]上述【具体实施方式】仅仅对本实用新型的优选实施方式进行描述，而并非对本实用新型的保护范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本实用新型所提供的文字描述、附图对本实用新型的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本实用新型的保护范畴。本实用新型的保护范围由权利要求确定。
【主权项】
1.一种颗粒物浓度传感器，包含:一激光发生器、一位于所述激光发生器前端使激光汇聚为一平行光束的汇聚透镜、一气路通道、一光电探测器、与所述光电探测器相连的信号处理电路、以及一设置在所述气路通道一端的风机，其特征在于:所述光电探测器被设置在所述气路通道上方、且其光敏面位于所述平行光束上方，在所述平行光束进入所述气路通道之前，在所述平行光束的光路上设有光阑。2.如权利要求1所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于:所述汇聚透镜由两凸透镜组成。3.如权利要求1所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于:所述光阑是在所述平行光束的光路上平行且依次设置的一组三个光阑孔。4.如权利要求1所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于:所述气路通道呈“几”字形，其两端分别和所述颗粒物浓度传感器的进气口和出气口对应，所述平行光束行经所述气路通道的中间段。5.如权利要求4所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于，所述进气口和出气口分别由多个小孔组合构成。6.如权利要求1所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于:所述风机为轴流式风机。7.如权利要求1所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于:所述颗粒物浓度传感器还包含一消光腔，所述平行光束穿过所述气路通道后进入所述消光腔，所述消光腔包含一消光装置。8.如权利要求7所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于:所述消光装置包含所述消光腔的周壁以及从所述周壁上伸出并靠近所述平行光束从所述气路通道进入所述消光腔的入口处的一肋板。9.如权利要求1所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于:所述颗粒物浓度传感器进一步包含从下到上依次设置的一底板、一下腔体、一信号处理模块、一上盖，所述信号处理模块包含所述信号处理电路的电路板、一覆盖所述电路板的屏蔽壳、以及所述光电探测器，所述底板和所述屏蔽壳均为金属制，构成所述信号处理电路的电路板的屏蔽罩。10.如权利要求9所述的颗粒物浓度传感器，其特征在于:所述上盖的两侧与所述气路通道的两端对应之处分别有一进气口和一出气口，所述上盖的两对角处还分别有一固定孔。
【文档编号】G01N15/06GK205538574SQ201620295480
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】杨巍, 朱永康, 陈正岩, 王振
【申请人】南京伊莱创环保科技有限公司