一种粒子计数器的制作方法

1.本实用新型涉及粒子计数检测技术领域，特别是涉及一种粒子计数器。


背景技术：

2.粒子计数器是一种利用光的散射原理进行尘粒计数的仪器，其原理是利用粒子计数传感器将含粒子气流穿过光束形成散射光，再利用光电探测器接收并转换形成电信号，并处理识别获取粒子的尺寸及数目信息。光束形成的散射光和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关，且散射光的强度随微粒的表面积增加而增大；当一定流量的含尘气体通过一束强光，使粒子发射出散射光，经过聚光透镜投射到光电倍增管上，将光脉冲变为电脉冲，由脉冲数求得颗粒数，根据粒子散射光的强度与粒径的函数关系得出粒子直径；并且只要测定散射光的强度即可推知微粒的大小。
3.粒子计数器可以用于检测环境气体中的粒子的尺寸及数目进而实现对环境空气质量的监测，但在实际应用中粒子速度、气流压力、温度等因素均会或多活少影响粒子计数传感器监测精确度。由此，如何降低不利因素对粒子计数的干扰，对保证粒子计数监测准确性至关重要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种粒子计数器，能够在一定程度上提升对粒子计数检测的精准度。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种粒子计数器，包括：气流管道以及和所述气流管道的输出端相连接的粒子计数检测装置；还包括温度调节装置，其中所述气流管道从所述温度调节装置内部穿过；
6.所述温度调节装置用于通过对流入所述气流管道内的待测气流进行热传导，使得所述待测气流以设定温度从所述气流管道的输出端输入至所述粒子计数检测装置。
7.在本技术的一种可选地实施例中，所述温度调节装置包括腔体外壳，贴合所述腔体外壳的外壁设置的半导体制冷片，设置在所述气流管道的输出端的温度传感器；和所述半导体制冷片以及所述温度传感器相连接的控制器；
8.所述气流管道从所述腔体外壳的内部穿过设置；
9.所述控制器用于根据所述温度传感器测得的温度数据控制所述半导体制冷片的工作电流，以控制所述半导体制冷片的导热温度。
10.在本技术的一种可选地实施例中，所述腔体外壳内填充有导热介质。
11.在本技术的一种可选地实施例中，所述温度传感器设置于所述气流管道的输出端管道的外壁；
12.或，所述气流管道的输出端管道上设置有测量口，所述温度传感器设置在所述测量口内，以便和所述输出端管道内的所述待测气流相接触。
13.在本技术的一种可选地实施例中，所述气流管道的输入端和输出端分别位于所述
腔体外壳的顶端部位和底端部位；
14.所述气流管道位于所述腔体外壳内部的结构为蛇形弯曲管道或螺旋管道；
15.所述气流管道还连接有相对于水平面向下倾斜的排水管道，且所述气流管道的输出端管道相对于水平面向上倾斜。
16.在本技术的一种可选地实施例中，所述气流管道的输入端和输出端分别位于所述腔体外壳的顶端部位和底端部位；
17.所述气流管道位于所述腔体外壳内部的结构包括沿竖直方向依次排布且首尾相连的多个管道段以及相连的管道段之间衔接连通的弯管；每个所述管道段所在平面和水平面之间的夹角为0
°
～45
°
，且每个所述管道段和相邻上方管道段相连接的端部高于和相邻的下方管道段相连接的端部，以使每个所述管道段中所述待测气流流动方向斜向下；
18.所述气流管道还连接有相对于水平面向下倾斜的排水管道，且所述气流管道的输出端管道相对于水平面向上倾斜。
19.在本技术的一种可选地实施例中，所述气流管道的输入端和输出端分别位于所述腔体外壳的顶端部位和底端部位；
20.所述气流管道位于所述腔体外壳内部的结构包括沿竖直方向依次排布且首尾相连的多个管道段以及相连的管道段之间衔接连通的弯管；每个所述管道段和水平面之间的夹角为0
°
～45
°
，且每个所述管道段和相邻上方管道段相连接的端部低于和相邻的下方管道段相连接的端部，以使每个所述管道段中所述待测气流流动方向斜向上；
21.所述气流管道还连接有相对于水平面向下倾斜的第一排水管道和第二排水管道；其中，所述第一排水管道和所述管道段中间隔相邻的多个管道段相连通，所述第二排水管道和所述管道段中未和所述第一排水管道相连接的间隔相邻的多个管道段相连接；且所述第一排水管和所述第二排水管分别连接各个所述管道段的最低点位置。
22.在本技术的一种可选地实施例中，各个所述管道段为直线型管道，且相邻所述管道段在水平面上投影夹角为0
°
～90
°
。
23.本实用新型所提供的一种粒子计数器，包括：气流管道以及和气流管道的输出端相连接的粒子计数检测装置；还包括温度调节装置，其中气流管道从温度调节装置内部穿过；温度调节装置用于对流入气流管道内的待测气流进行温度调节，并以设定温度并从气流管道的输出端输入至粒子计数检测装置。
24.本技术中考虑到在对环境气体等进行粒子检测过程中，检测结果的准确性容易受环境影响，而环境气体可能是夏季或冬季等极热或极寒的环境下采集的气体，导致待测气流本身的温度就过高或过低，进而影响检测精度；为此，本技术中在粒子计数器中增加了温度调节装置，使得待测气流在进入粒子计数检测装置被检测之前，先通过所述温度调节装置进行温度控制调节使得待测气流的温度达到适合进行粒子计数检测的温度之后再输出至粒子计数检测装置进行粒子检测，从而在一定程度上避免了对待测气流进行粒子检测过程中，气流温度对检测结果的干扰，进而提升了对待测气流检测结果的准确性，有利于粒子计数器的广泛应用。
附图说明
25.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或
现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例提供的粒子计数器的温度调节装置的结构示意图；
27.图2为本技术实施例提供的位于温度调节装置内部的气流管道的一种结构示意图；
28.图3为本技术实施例提供的位于温度调节装置内部的气流管道的另一结构示意图；
29.图4为本技术实施例提供的位于温度调节装置内部的气流管道的又一结构示意图。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.参照图1、图2、图3以及图4，图1为本技术实施例提供的粒子计数器的温度调节装置的结构示意图，图2为本技术实施例提供的位于温度调节装置内部的气流管道的一种结构示意图，图3为本技术实施例提供的位于温度调节装置内部的气流管道的另一结构示意图，图4为本技术实施例提供的位于温度调节装置内部的气流管道的又一结构示意图。
32.在本技术的具体实施例中，该粒子计数器可以包括：
33.气流管道30以及和气流管道30的输出端相连接的粒子计数检测装置10。
34.可以理解的是，在气流管道30的输出端32所连接的粒子计数检测装置10主要可以包括，具有输出激光光束的光路模块、气流流通的气路模块、散射光收集及接收转换模块的粒子计数传感器、抽气装置、流量监测装置、以及粒子计数器中其他常规的结构部件，本技术中气流管道30的输出端与粒子计数传感器中气路模块的进气口连接，对于该粒子计数检测装置10所包含的其他结构部件，参照常规的粒子计数器的结构即可，本技术中的该部分结构部件和常规的粒子计数器完全相同，对此，本技术中不详细赘述。
35.不同的是，本技术中还进一步地设置有温度调节装置，其中气流管道30从温度调节装置内部穿过；温度调节装置用于对流入气流管道30内的待测气流进行温度调节，例如加热或冷却，使得待测气流以设定温度并从气流管道的输出端输入至粒子计数检测装置。
36.当需要对待测气流进行检测时，待测气流可以从气流管道30的输入端31流入，并沿着气流管道30位于温度调节装置内部的管道部分流动；在此过程中，温度调节装置可以和气流管道内的待测气流进行热交换，进而实现对待测气流的温度进行调节，使得待测气流的温度可以维持在适合进行粒子计数检测的温度范围区间内之后，再从该气流管道30的输出端32输出并进行粒子计数检测。
37.由此可见，本技术中相对于常规的粒子计数设备而言，增加了温度调节装置，能够将待测气流先经过气流管道30被温度调节装置进行温度的调节控制，使得待测气流的温度最终达到合适的温度区间；进而在冬季或夏季等极端环境下，也能够保证对环境气体中的
尘粒进行更为准确的测量，在一定程度上保证了粒子计数结果的精确度。
38.对于温度调节装置的具体结构可以存在多种不同的结构形式，在本技术的一种可选地实施例中，温度调节装置可以进一步地包括：
39.腔体外壳20，贴合腔体外壳20的外壁设置的半导体制冷片21，设置在气流管道30的输出端管道上的温度传感器22；和半导体制冷片21以及温度传感器22相连接的控制器23；
40.气流管道30从腔体外壳20的内部穿过设置；
41.控制器23用于根据温度传感器22测得的温度数据控制半导体制冷片21的工作电流，以控制半导体制冷片21的导热温度。
42.作为温度调节装置，腔体外壳20以及气流管道30均由导热材质制成，例如不锈钢、铝合金等，这里不做具体限定。可以理解的是，本实施例中还应当配置有用于对温度调节装置供电的电源与控制器电连接，电源可以是粒子计数器配置的蓄电电源，也可以是外接电源，控制器23包括信号接收处理的处理器及对输出电压、电流的大小、方向进行控制的电源控制单元；温度传感器和半导体制冷片21与电源控制单元电连接获取供电，电源控制单元及温度传感器与处理器连接，温度传感器将采集到的温度数据发送给处理器，处理器获取温度传感器的温度数据并依据温度数据控制电源控制单元对半导体制冷片21的输出进而控制半导体制冷片的工作电流。
43.参照图1至图4，腔体外壳20内部形成对气流管道30内的待测气流进行热交换的密闭空间；在此基础上，还进一步地在腔体外壳20的外壁上设置半导体制冷片21。
44.需要说明的是，半导体制冷片21又称之为热电制冷片，其原理是peltier效应(帕尔帖效应)，既可制冷又可加热，可以通过改变直流电流的极性来决定在同一半导体制冷片21上实现制冷或加热，半导体制冷简单、安全、绿色，制冷迅速，且半导体制冷片21热惯性非常小，制冷制热时间很快。由此在实际应用中可以根据当前的待测气流的温度相对于适合进行粒子检测的温度区间而言是温度偏高还是温度偏低决定该半导体制冷片21是进行制冷还是进行制热。
45.以该半导体制冷片21对待测气流制冷为例，该导体制冷片21可以通过腔体外壳20内部的空气和气流管道30内的待测气流产生热交换，进而实现对待测气流的降温；也可以将气流管道30贴合腔体外壳20的内壁设置，实现气流管道30和腔体外壳20之间的直接热传导。
46.当然为了提升该半导体制冷片21和待测气流之间的传热效率，可以在腔体外壳20的内部气流管道30的外部空间中填充导热效率高的介质，例如可以填充液态水。
47.为了进一步地避免外部环境对该腔体外壳20内部的温度产生干扰，还可以进一步地在腔体外壳20的外表面设置隔热层，减少腔体外壳20的内外之间的热交换。当然，该隔热层在腔体外壳的外表面设置位置应当避开半导体制冷片21的设置位置。
48.此外，为了更准确的对待测气流进行温度控制调节，在气流管道30的输出端32位置设置有温度传感器22，且该温度传感器22和控制器23相连接，控制器23即可根据温度传感器22测得的气流管道30内输出的待测气流的温度高低，确定半导体制冷片21对待测气流制冷或制热的温度是否合适，如果偏高，则该控制器23即可控制半导体制冷片21的温度适当降低，而如果偏低，则控制器23控制半导体制冷片21的温度适当升高。
49.可以理解的是，尽管本实施例中的控制器23涉及执行根据温度传感器22控制半导体制冷片21制冷或制热的计算机程序，但显然这一计算机程序是结合目前已有的计算机程序能够实现的计数，并不属于本技术的改进点，本技术中的关键在于利用具有这一功能的控制器23和半导体制冷片21以及温度传感器22相连接，从而实现对腔体外壳20内的温度进行控制调节，由此，本技术的技术方案符合实用新型的保护客体。
50.另外，参照图1，该温度传感器22可以设置于气流管道30的输出端管道32的外壁；
51.或，气流管道30的输出端管道35上设置有测量口，温度传感器22设置在测量口内，以便和输出端管道35内的待测气流相接触。
52.可以理解的是，在实际应用中，也可以采用其他能够和待测气流进行热传递的控温结构实现对待测气流的温度调节，对此本技术中不一一列举。
53.另外，为了进一步地保证气流管道中的待测气流可以充分的在腔体外壳内部进行热交换，在本技术的一种可选地实施例中，还可以进一步地包括：
54.气流管道30的输入端31和输出端32分别位于腔体外壳20的顶端部位和底端部位；
55.气流管道30位于腔体外壳20内部的结构为蛇形弯曲管道或螺旋管道；
56.气流管道30还连接有相对于水平面向下倾斜的排水管道40，且气流管道30的输出端管道35相对于水平面向上倾斜。
57.如图2所示，为了待测气流能够更顺畅的从气流管道30的输入端31流向输出端32，本实施例中的气流管道30整体上有输入端31到输出端32是沿竖直方向由上向下延伸的。由此气流管道30的输入端31位于腔体外壳20的顶端部位，而气流管道30的输出端32位于腔体外壳20的底端部位。为了增大气流管道30中的待测气流在腔体外壳20内进行热交换的时长，气流管道30在腔体外壳20内的部分可以设置成蛇形弯曲管道或者是螺旋管道，进而使得气流管道30在腔体外壳20内部的管道长度增加，使得待测流体在气流管道30内流动的路径更长，也就可以有更长的时间进行热交换，从而保证待测气流从气流管道30内流出时，气流温度能够达到需求的温度。
58.此外，本实施例中进一步地考虑到，在对待测气流的温度进行控制调节时，尤其是对待测气流进行降温时，待测气流的温度降低，待测气流中的水蒸气也就可能液化形成水滴，为避免该水滴从气流管道30的输出端32流出，本实施例中进一步地在气流管道30的输出端32设置排水管道40，使得待测气流在气流管道30内中产生的水可以顺排水管道40排出。
59.参照图2至图4所示的实施例中，排水管道40均是沿竖直向下设置的，使得水滴可以受重力的作用流入该排水管道40流出；但在实际应用中，该排水管道40并不必然是竖直向下的，也可以是斜向下和竖直方向呈一定夹角，也并不影响本实施例的实现。
60.此外，为避免水滴向气流管道30的输出端32流出，该排水管道40应当和气流管道30的输出端管道35的最低点位置相连接，显然该输出管道34的最低点位置不能是气流管道30的输出端32的最末端位置，也即是说该气流管道30的输出端管道35呈水平方向设置，或者是微微向上倾斜设置，总之，只要避免凝结的水滴从输出端管道35流出即可。
61.此外，为了避免待测气流从排水管道40中流出，或者外部气流从排水管道40流入，该排水管道40的末端，也即是不和气流管道30相连接的端部应当是非开放结构的端部，该排水管道40的末端可以连接一个封闭的储水装置，该储水装置可以从排水管道40的末端拆
卸下来将水清理掉之后再安装在排水管道40的末端，也可以是排水管道40的末端具有封闭的阀门亦或者与排水管道40的末端适配的螺帽、塞等，由此使得该排水管道40相当于一个盲端，避免待测气流向排水管道40流出。
62.可以理解的是，对于气流管道30内的水也并不必然在待测气流降温的过程产生的，例如在阴雨天气或者空气湿度较大的环境气流，在进入气流管道30之后，同样会慢慢凝结出水滴附着于气流管道30内的内壁上，由此将气流管道30上连接排水管道40，能够避免水滴进入下一测量器件，对粒子计数造成不必要的干扰。
63.当然，对于气流管道30而言，其位于腔体外壳20内的结构也并不仅限于蛇形弯曲管道或者是螺旋管道，在本技术的另一可选地实施例中，还可以进一步的包括：
64.气流管道30的输入端和输出端分别位于腔体外壳20的顶端部位和底端部位；
65.气流管道30位于腔体外壳20内部的结构包括沿竖直方向依次排布且首尾相连的多个管道段33以及相连的管道段33之间衔接连通的弯管34，即包括沿竖直方向依次排布且首尾通过弯管34连接连通的多个管道段33；每个管道段33所在平面和水平面之间的夹角为0
°
～45
°
，且每个管道段33和相邻上方管道段33相连接的端部高于和相邻的下方管道段33相连接的端部；以使每个管道段33中待测气流流动方向斜向下；
66.气流管道30还连接有相对于水平面向下倾斜的排水管道40，且气流管道30的输出端管道35相对于水平面向上倾斜。
67.在图3所示的实施例中，在腔体外壳20的内部，气流管道30的各个管道段33大致上由上到小依次排布，而各个管道段33中左高右低的管道段33和左低右高的管道段33交替设置，进而使得每段管道段33均是和水平方向呈一定夹角倾斜设置，且待测气流在每段管道段33内均是向斜向下的方向流动；从而使得待测气流在重力作用下即可沿着气流管道30向下流动，而凝结的水滴则沿排水管道40向下流动排出。
68.在本技术的另一可选地实施例中，还可以进一步的包括：
69.气流管道30的输入端和输出端分别位于腔体外壳20的顶端部位和底端部位；
70.气流管道30位于腔体外壳20内部的结构包括沿竖直方向依次排布且首尾相连的多个管道段33以及相连的管道段33之间衔接连通的弯管34，即包括沿竖直方向依次排布且首尾通过弯管34连接连通的多个管道段33；每个管道段33和水平面之间的夹角为0
°
～45
°
，且每个管道段33和相邻上方管道段33相连接的端部低于和相邻的下方管道段33相连接的端部，以使每个管道段33中待测气流流动方向斜向上；
71.气流管道30还连接有相对于水平面向下倾斜的第一排水管道41和第二排水管道42；其中，第一排水管道41和管道段33中间隔相邻的多个管道段33相连通，第二排水管道42和管道段33中未和第一排水管道41相连接的间隔相邻的多个管道段33相连接；且第一排水管41和第二排水管42分别连接各个管道段33的最低点位置。
72.在图4所示的实施例中，向左上方倾斜设置的管道段33和向右上方倾斜设置的管道段33之间交替设置，由此所有右上方倾斜设置的管道段33均和第一排水管道41相连通，而向左上方倾斜设置的管道段33则均和第二排水管道42相连通。由此可见该第一排水管道41和第二排水管道42分别沿竖直方向上贯穿连接气流管道30上的多个不同位置点，也即可在气流管道30上各个不同位置点分别对凝结的水滴进行收集，在一定程度上减少气流管道30的输出端管道35水滴的汇聚量。
73.需要说明的是，当排水管道40和气流管道30内多个不同位置点相连通时，会在一定程度上增加排气管道40和气流管道30所共同形成的管道结构的复杂度，进而可能在一定程度上导致待测气流在气流管道30和排气管道40内的流向较为复杂且流动缓慢。但是在粒子计数检测装置中内置的用于将待测气流抽入粒子计数传感器的抽气装置诸如气泵、风机，可以在一定程度上驱动待测气流在气流管道30内的流动，通常抽气装置设置于粒子计数传感器中气路模块的出气口的输出端。
74.此外，如图3和图4所示，管道段33可以是直线型管道，且相邻管道段33之间在水平面上投影夹角为0
°
～90
°
。但可以理解的是每个管道段33也可以是在垂直于纸面方向弯曲的管道，对此，本实施例中不做具体限制。
75.综上所述，本技术中相对于常规的粒子计数器而言，新增加了温度调节装置，使得待测气流在进行粒子计数检测之前，可以先通过气流管道流经温度调节装置的内部，最终以适合进行粒子计数检测的温度输出至粒子计数检测装置，从而避免待测气流温度不合适导致检测结果不准确的问题，在一定程度上提升了粒子计数器的检测精度，有利于粒子计数器的广泛应用。
76.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本技术实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
77.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。