一种带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置及方法与流程

本发明属于汽车配件领域，具体涉及一种带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置及方法。

背景技术：

现有的激光粉尘传感器在使用过程中，随着设备工作时间增长，被测量的空气中包含的粉尘会逐渐在激光管的出射镜外表面(指能与被测量空气直接接触的那一面)和作为散射光接收器的硅光管外表面积累，积累的粉尘会对出射激光和接收管接收到的散射光信号产生遮挡，使得测量的值与真实值发生偏移，由此会造成测量结果的偏差，以及由于测量结果的大幅度偏差而造成应用这些测量值的设备被错误数据指导而做出错误的动作。

现有的激光粉尘传感器，主要有内置激光器、光电接收器件、微型风机和信号处理组件组成，采用光散射原理，激光器发出的激光束穿过测量腔体，微型风机工作产生流动的气体，气体经过激光束所在的测量腔体时，激光在被测气体中包含的颗粒物上产生散射，散射光由光电接收器件转变为电信号，再通过信号处理组件按照特定的算法算出pm2.5质量浓度、pm10质量浓度、pm0.3～pm2.5颗粒物个数、pm2.5～pm10颗粒物个数。

如图1和2所示，现有的激光粉尘传感器，在使用过程中，由于被测气体中的粉尘颗粒物不可避免地会有部分吸附或者沉淀在激光器1的出射镜外表面(指能与被测量空气直接接触的那一面)和作为散射光接收器的硅光管外的表面，由于激光粉尘传感器的测量腔体一般是密封的，这些吸附或者沉淀的颗粒物在不拆开测量腔体时是无法清洁的(尤其是当传感器被安装在空气净化器或者汽车内时)。这些吸附或者沉淀的粉尘会造成两个问题：

1.激光器出射光被粉尘遮挡，造成出射光强度降低；

2.散射光被作为接收器的硅光管表面的粉尘遮挡，造成实际接收的光信号强度变小。

现有的激光粉尘传感器一般是在产品制作过程中，在激光器和接收器件表面未被污染时，对激光器的出射光强e0和接收器接收到的散射光强进行标定，在后续的使用过程中，这个初始值e0会作为测量的基准。例如，在激光器和接收器件表面未被污染时，激光器的出射光强为e0，直径为d的颗粒物经过激光束时产生的散射光被接收器接收到的光强度为e1；当激光器和接收器件表面被污染后，直径为d的颗粒物经过激光束时产生的散射光被接收器接收到的光强度为e2，由于e2＜e1，在使用相同的计算方法计算出来的测量结果就会比实际值偏低。随着传感器使用时间的增长、颗粒物吸附或沉淀越来越多，这个偏差会越来越大。

作为测量粉尘质量浓度或者颗粒物个数的激光粉尘传感器，其对测量的精准度是有要求的，因而当激光粉尘传感器使用一定时间后，随着使用时间的增长、颗粒物吸附或沉淀越来越多，其偏差越来越大，使得测量的结果没有意义，或者使得应用这些测量结果的电器被错误的数据指导，而做出错误的运转动作。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是要提高激光粉尘传感器整个使用期间的精准度。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置，包括激光器、检测腔体和位于检测腔体内的散射光接收器，本发明还包括一个光源传射器，所述激光器用于发射激光束，激光束的部分或者全部通过光源传射器照在散射光接收器的接收面上。

上述的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置中，所述光源传射器设置在检测腔体的后侧。

上述的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置中，所述光源传射器的部分或者全部设置在检测腔体的内侧。

上述的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置中，所述光源传射器的结构为反光镜或者折射镜。

上述的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置中，，还包括用于遮挡光源传射器的遮挡机构，激光束通过遮挡机构无法传送到光源传射器上。

上述的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置中，还包括一个活动平台，所述活动平台控制遮挡机构移动以遮挡光源传射器。

上述的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置中，所述遮挡机构的结构为一块挡板。

一种带自定标装置的激光粉尘浓度测量检测方法，包含以下步骤：

a、进行首次定标，接收器接收到的信号强度e3被储存作为以后校准的基准光强；

b、在检测装置使用一段时间后，可以定时或者不定时的打开遮挡机构对传感器进行标定，这个时候接收器接收到的信号强度e4，令e4/e3＝η；

c、当遮挡机构复位后开始测量，直径为d的颗粒物经过激光束时产生的散射光被接收器接收到的光强度为e5；信号处理组件在处理e5时，把e5/η作为接收到的实际光强。

(三)有益效果

本发明的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置，通过一个用于反射光束的光源传射器，这个光源传射器带有一个可以被移开的挡板，挡板未移开时可以防止光源传射器表面被污染，挡板移开后光源传射器可以反射光束的一部分或者全部至接收器的接收面，对传感器的测量基准进行标定，从而检测非常基准。

附图说明

图1为现有技术的激光粉尘传感器的测试原理框图；

图2为现有技术的激光粉尘传感器的结构示意图；

图3为本发明的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置的第一实施例图；

图4为图3中光源传射器和遮挡机构的结构示意图；

图5为图3的俯视图；

图6为本发明的带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置的第二实施例图；

图中1为激光器、2为检测腔体、3为散射光接收器、4为光源传射器、5为激光束、6为遮挡机构、8为粉尘颗粒物、9为接收面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一：如图3-图5所示，一种带自定标装置的激光粉尘浓度测量装置，包括激光器1、光源传射器4、检测腔体2和位于检测腔体2内的散射光接收器3，所述光源传射器4设置在检测腔体2的后侧。激光器1用于发射激光束5，激光束5的部分或者全部通过光源传射器4照在散射光接收器3的接收面9上。

所述光源传射器4的部分或者全部设置在检测腔体2的内侧。

具体的说，所述光源传射器4的结构为反光镜或者折射镜，也可以为其他光源传播的设备。反射镜可以使用一组反射镜代替，反射镜也可以使用一个或一组折射光学元件代替。只要能够达到使被反射的光束的一部分或者全部能够照在接收器的接收面上的效果即可。

光源传射器4也可以使用其他光学元件或者几个光学元件的组件代替。只要能够达到使被反射的激光束5的一部分或者全部能够照在接收器的接收面上的效果即可。

为了防尘，本发明还包括用于遮挡光源传射器4的遮挡机构6，激光束通过遮挡机构无法传送到光源传射器4上，所述遮挡机构6的具体结构为一块挡板，为了方便自动控制挡板遮挡光源传射器4，本发明设置了设置了一个活动平台，该活动平台用电磁驱动或者是用电驱动的电机等组成，传感器内置芯片发出的指令或者外接组件通过传感器的信号线发出的指令使得该机构动作。

上述结构在机芯检测时，包含以下步骤：

a、进行首次定标，接收器接收到的信号强度e3被储存作为以后校准的基准光强；

b、在检测装置使用一段时间后，可以定时或者不定时的打开遮挡机构对传感器进行标定，这个时候接收器接收到的信号强度e4，令e4/e3＝η；

c、当遮挡机构复位后开始测量，直径为d的粉尘颗粒物8经过激光束时产生的散射光被接收器接收到的光强度为e5；信号处理组件在处理e5时，把e5/η作为接收到的实际光强。

因此便纠正了由于长时间使用粉尘沉淀造成的测量偏差，检测非常精确。

实施例二：本实施例与实施例一的方案基本相同，所不同的是所述光源传射器4的部分或者全部设置在检测腔体2的内侧。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。