光纤尘埃粒子传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种尘埃粒子传感器，尤其涉及一种光纤式、大流量、高分辨率的尘埃粒子计数器，属于空气洁净度检测技术领域。
【背景技术】
[0002]现代工业技术，尤其是精密加工行业，如照相机生产、芯片制造、液晶屏加工和汽车喷漆等都需要有一个洁净度非常高的空气环境，如何检测这种空气环境需要有相关的测试手段，目前，国内外在这方面有较多的产品和专利申请，但这些产品和专利普遍存在一些不足:一是传感器的体积较大，不便携带;二是采样流量受限，采样流量一般均在50L/min以内；三是存在小概率误判，对同时进入光敏区的两个粒径较小的粒子可能误判成一个粒径较大的粒子，这是由于感光元件是一个整体的原因造成；四是容易受到环境50Hz工频干扰，这是由于传感器内部有放大电路和电缆线造成。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种小型化、结构简单、信噪比高、粒径分辨率高、采样流量大、使用寿命长和抗干扰强的光纤尘埃粒子传感器。
[0004]本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的:光纤尘埃粒子传感器包括入射光纤1、光纤护套2、出射光纤3、光纤护套4、进气管5、传感器外壳6、出气管7、光纤支架8、入射光9、主光束10、柱面反射扩束镜11、暗盒12、准直器13、球面反射镜14、反射光15、光敏区16、出射光阑17、吸收层18、光陷阱19、支架20、主遮光罩21、子遮光罩22、微型透镜23、透镜支架24、底座25、柱面透镜26、激光源27、信号处理板28和光纤尘埃粒子分析主机29，激光源27、入射光纤1、柱面反射扩束镜11、准直器13、主光束10和光敏区16构成照明机构，进气管5和出气管7构成气路机构，柱面透镜26、球面反射镜14、反射光15、微型透镜23、出射光纤3和信号处理板28构成测量机构，主光束10和气路机构相互垂直构成直角散射型光学系统；
[0005]传感器外壳6内部设有入射光纤1、出射光纤3、光纤支架8、柱面反射扩束镜11、暗盒12、准直器13、出射光阑17、吸收层18、光陷阱19、支架20、球面反射镜14、柱面透镜26、主遮光罩21、子遮光罩22、微型透镜23、透镜支架24和底座25，传感器外壳6外部设有光纤护套
2、光纤护套4、激光源27、信号处理板28和光纤尘埃粒子分析主机29，主光路前进方向上依次为激光源27、入射光纤1、入射光9、柱面反射扩束镜11、主光束10、准直器13、光敏区16、出射光阑17、光陷阱19、吸收层18，光敏区16发出的散射光分两路，一路向下，由柱面透镜26聚焦，一路向上，由球面反射镜14聚焦，两路聚焦后的光投射在微型透镜23的顶面，经微型透镜23汇聚后通过出射光纤3输送到信号处理板28;
[0006]主光束10的中心线、反射光15的中心线、进气管5和出气管7的中心线三者之间互相垂直，进气管5和出气管7位于光敏区16的两侧，进气管5和出气管7缝隙中的气流与主光束10的相交部分形成光敏区16，光敏区16的上方设有一个球面反射镜14，下方设有一个柱面透镜26、一个主遮光罩21、四个子遮光罩22、五个微型透镜23和五根出射光纤3，五个微型透镜23和五根出射光纤3组成分立式感光部件，微型透镜23的外部设置一个透镜支架24，透镜支架24设置在底座25的上方；
[0007]柱面反射扩束镜11的外部设有一个暗盒12，暗盒12、传感器外壳6和光陷阱19的内侧均为黑色磨砂面，光陷阱19的内部设有一层吸收层18，吸收层18为黑色细绒布，入射光纤1和出射光纤3的纤芯直径为200μπι，包层外径为230μπι，为塑料阶跃型光纤，柱面反射扩束镜11的反射面为镜面不锈钢，微型透镜23的顶面为长方形球面，底面为圆形平面，圆形的直径与出射光纤3的纤芯直径相匹配，为200μπι，从长方形到圆形有过渡，微型透镜23的顶面和底面都有一层氟化镁镀膜。
[0008]由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是:传感器内部采用光纤传感和分立式感光后，省略了一部分体积较大的透镜、光阑和前置放大电路，消除了传感器部分的50Hz工频干扰、缩短了照明主光束的长度，减少了主光束的散射，缩减了传感器的体积，增强了照明主光束在光敏区的均匀度，降低了尘埃粒径和尘埃数量的误判概率，提高了传感器的粒径分辨率和单位时间内的采样流量。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下10幅附图:
[0010]图1是本发明光纤尘埃粒子传感器外形正视图，
[0011 ]图2是本传感器外形仰视图，
[0012]图3是本传感器正视剖视图A-A，
[0013]图4是本传感器主要光路图，
[0014]图5是本传感器仰视剖视图B-B，
[0015]图6是本传感器俯视剖视图C-C，
[0016]图7是本传感器主遮光罩、子遮光罩、微型透镜、透镜支架的正视图，
[0017]图8是本传感器主遮光罩、子遮光罩、微型透镜的正视图，
[0018]图9是本传感器微型透镜立体图，
[0019]图10是本传感器系统图。
[0020]1.入射光纤，2.光纤护套，3.出射光纤，4.光纤护套，5.进气管，6.传感器外壳，7.出气管，8.光纤支架，9.入射光，10.主光束，11.柱面反射扩束镜，12.暗盒，13.准直器，14.球面反射镜，15.反射光，16.光敏区，17.出射光阑，18.吸收层，19.光陷阱，20.支架，21.主遮光罩，22.子遮光罩，23.微型透镜，24.透镜支架，25.底座，26.柱面透镜，27.激光源，28.信号处理板，29.光纤尘埃粒子分析主机。
【具体实施方式】
[0021 ] 1.根据图1至图6、图10，光纤尘埃粒子传感器包括入射光纤1、光纤护套2、出射光纤3、光纤护套4、进气管5、传感器外壳6、出气管7、光纤支架8、入射光9、主光束10、柱面反射扩束镜11、暗盒12、准直器13、球面反射镜14、反射光15、光敏区16、出射光阑17、吸收层18、光陷阱19、支架20、主遮光罩21、子遮光罩22、微型透镜23、透镜支架24、底座25、柱面透镜26、激光源27、信号处理板28和光纤尘埃粒子分析主机29，激光源27、入射光纤1、柱面反射扩束镜11、准直器13、主光束10和光敏区16构成照明机构，进气管5和出气管7构成气路机构，柱面透镜26、球面反射镜14、反射光15、微型透镜23、出射光纤3和信号处理板28构成测量机构，主光束10和气路机构相互垂直构成直角散射型光学系统。
[0022]2.根据图3和图10，传感器外壳6内部设有入射光纤1、出射光纤3、光纤支架8、柱面反射扩束镜11、暗盒12、准直器13、出射光阑17、吸收层18、光陷阱19、支架20、球面反射镜14、柱面透镜26、主遮光罩21、子遮光罩22、微型透镜23、透镜支架24和底座25，传感器外壳6外部设有光纤护套2、光纤护套4、激光源27、信号处理板28和光纤尘埃粒子分析主机29，主光路前进方向上依次为激光源27、入射光纤1、入射光9、柱面反射扩束镜11、主光束10、准直器13、光敏区16、出射光阑17、光陷讲19、吸收层18，光敏区16发出的散射光分两路，一路向下，由柱面透镜26聚焦，一路向上，由球面反射镜14聚焦，两路聚焦后的光投射在微型透镜23的顶面，经微型透镜23汇聚后通过出射光纤3输送到信号处理板28。
[0023]3.根据图4至图6，主光束10的中心线、反射光15的中心线、进气管5和出气管7的中心线三者之间互相垂直，进气管5和出气管7位于光敏区16的两侧，进气管5和出气管7缝隙中的气流与主光束10的相交部分形成光敏区16，光敏区16的上方设有一个球面反射镜14，下方设有一个柱面透镜26、一个主遮光罩21、四个子遮光罩22、五个微型透镜23和五根出射光纤3，根据图7和图8，五个微型透镜23和五根出射光纤3组成分立式感光部件，微型透镜23的外部设有透镜支架24，透镜支架24设置在底座25的上方，五个微型透镜23和五根出射光纤3的编号由左向右依次为1号、2号、3号、4号和5号。
[0024]4.根据图3，柱面反射扩