实施方式，监测所有颗粒物的总浓度，包括:
[0127]所述PCB电路统计预第一预设时间间隔所接收到的放大的电信号的个数；
[0128]PCB电路根据恒定流速计算所述监测气流的颗粒物的浓度。
[0129]由于监测气流的流速恒定，可以根据恒定流速计算第一预设时间间隔内所通过的监测气流的体积。每个被激光光束照射到的颗粒物都能对激光光束散射产生一个光信号。每个光信号经过光电探测器转换成一个电信号。PCB电路统计所接收到的电信号的个数，就可以计算监测气流中颗粒物的浓度。
[0130]第二种可能的实施方式，分别监测每种直径的颗粒物的数量，包括:
[0131]用颗粒物传感器预先标定多种直径的颗粒物所散射的光信号所产生的电信号的电压区间；
[0132]PCB电路分析每个所接收到的放大后的电信号的电压所属的电压区间；
[0133]PCB电路根据所述电信号的电压所属的电压区间确定产生所述电信号的颗粒物的直径；
[0134]PCB电路统计第二预设时间间隔中所述监测气流中每种直径的颗粒物的数量；
[0135]PCB电路根据恒定流速计算所述监测气流中每种直径的颗粒物的浓度。
[0136]激光光束照射到监测气流中的颗粒物时，直径较大的颗粒物对激光光束散射所产生的光信号能量大，被光电探测器接收后转换成的电信号的电压大；直径较小的颗粒物对激光光束散射所产生的光信号能量小，被光电探测器接收后转换所产生的电信号电压小。
[0137]当只监测两种直径不同的颗粒物时，可以采用标准粒子发生器向颗粒物传感器输出第一直径的颗粒物，预先标定第一直径的颗粒物所产生的电信号的电压区间。当监测所述监测气流中的颗粒物时，将光电探测器每次接收到散射的光信号所产生的电信号的电压与所述电压区间进行比较，若电信号的电压在电压区间内，则所述光信号是由第一直径的颗粒物散射激光光束得到的；若电信号的电压不再电压区间内，则所述光信号是由第二直径的颗粒物散射激光光束得到的。分别统计在第二预设时间间隔内第一直径颗粒物的数量以及第二直径颗粒物的数量，并计算第二预设时间内所监测的监测气流的体积，即可分别算出第一直径颗粒物的浓度以及第二直径颗粒物的浓度。
[0138]举例说明:例如在监测PM2.5和PMlO的颗粒物时，可以标定PM2.5的颗粒物散射激光光束所产生的光信号被光电探测器所转换成的电信号的电压区间。当监测所述监测气流中的颗粒物时，光电探测器将探测到的光信号转换成电信号，比较所述电信号的电压是否在电压区间内，若电信号的电压在电压区间内，则产生所述光信号的颗粒物为PM2.5;若电信号的电压不再电压区间内，则产生所述光信号的颗粒物为PM10。
[0139]当监测多种直径不同的颗粒物时，可以采用标准粒子发生器向颗粒物传感器分别输出这几种直径的颗粒物，预先标定每种直径颗粒物所产生的电信号的电压区间。当监测所述监测气流中的颗粒物时，将光电探测器每次接收到散射的光信号所产生的电信号的电压与每种颗粒物所的电压区间进行比较，若电信号的电压属于直径为D的颗粒物的电压区间，即产生所述光信号的颗粒物的直径也为D。分别统计第二预设时间间隔中所监测到的每种直径的颗粒物的数量，并计算第二预设时间内所监测的监测气流的体积，即可分别算出每种直径颗粒物的浓度。
[0140]本实用新型所提供的颗粒物传感器可以监测ΡΜ0.3，ΡΜ0.5，PMl, PM2.5，PM5以及PMlO等多种直径的颗粒物。采用现有技术中的LED红外光源的颗粒物传感器，监测到上述直径较小的颗粒物时，误差大，甚至无法监测到上述颗粒物的存在。
[0141]可选的，PCB电路可以将所计算得到的监测气流中每种直径颗粒物的浓度输出至监测结果显示器中进行显示。
[0142]由上述内容可知，本实用新型还有如下有益效果:
[0143]本实用新型所提供的颗粒物传感器，不仅能够一段时间内监测气流中颗粒物的数量，还可以恒定抽气风扇的抽气速率，在气流通道中产生恒定流速的监测气流，实现精确的监测气流中颗粒物的浓度；还可以预先标定每种直径的颗粒物所散射的光信号所产生的电信号的电压区间，可以实现分别监测每种直径的颗粒物的浓度。
[0144]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种颗粒物传感器，其特征在于，所述颗粒物传感器包括: 上盖和底座，所述上盖和底座形成一个包括气流通道和光传输通道的避光空间；所述气流通道与所述光传输通道相互垂直，并且所述气流通道与所述光传输通道相交区域正下方设置有光电探测器； 所述光传输通道一端设置有激光器，另一端设置有光吸收装置； PCB电路与所述光电探测器相连； 携带颗粒物的监测气流从气流通道一端进入，穿过所述气流通道与所述光传输通道的相交区域时，光传输通道上的由激光器输出的激光光束照射在所述监测气流中的颗粒物发生散射，光电探测器接收颗粒物对所述激光光束的散射的光信号，将所述光信号转化成电信号发送至PCB电路，所述PCB电路对所接收到的电信号进行放大，分析所述放大后的电信号获得所述监测气流中颗粒物的监测结果，透过所述监测气流的剩余的激光光束被光吸收装置吸收，所述监测气流从所述气流通道的另一端排出。
2.根据权利要求1所述的颗粒物传感器，其特征在于，所述颗粒物传感器还包括: 所述避光空间的气流通道的一端设置有一个采样喇叭口，所述气流通道的另一端设置有一个腔室，所述腔室远离气流通道的一端设置有抽气风扇； 所述抽气风扇将所述腔室中的空气排出颗粒物传感器，以使得所述腔室中的气压低于所述颗粒物传感器外部气压，监测气流从所述采样喇叭口进入所述气流通道，所述采样喇叭口、所述气流通道、所述腔室以及所述抽气风扇实现在颗粒物传感器中形成恒定流速的监测气流。
3.根据权利要求1所述的颗粒物传感器，其特征在于，所述颗粒物传感器还包括: 聚焦透镜，所述聚焦透镜设置在激光器的激光光束输出口，用于将所述激光光束聚焦在所述气流通道和所述光传输通道的相交区域。
4.根据权利要求1所述的颗粒物传感器，其特征在于，所述颗粒物传感器还包括: 监测结果显示器，所述监测结果显示器与所述PCB电路相连，设置在所述颗粒物传感器的上盖，用于显示所述PCB电路输出的所述监测气流中颗粒物的监测结果。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的颗粒物传感器，其特征在于，所述PCB电路包括: 放大电路和微处理器； 所述放大电路用于对所接收到的电信号进行放大； 所述微处理器用于分析所述放大后的电信号获得所述监测气流中颗粒物的监测结果。
6.根据权利要求2-4任意一项所述的颗粒物传感器，其特征在于，所述PCB电路包括: 放大电路、电压比较电路和微处理器； 所述放大电路，用于对从光电探测器所接收到的电信号进行放大； 所述电压比较电路，所述电压比较电路中至少包括一个电压比较器，每个电压比较器与所述微处理器的一个端口相连，每个电压比较器设置一个标准电压区间，当从所述放大电路所接收到的放大后的电信号属于一个标准电压区间时，此标准电压区间所属的电压比较器向所述微处理器输出所述电信号，每个标准电压区间是由颗粒物传感器预先标定的所要检测的一种直径的颗粒物散射光信号所产生的电信号的电压区间； 所述微处理器用于分别统计从所述电压比较电路的每个电压比较器输出的电信号个数获得所述监测气流中颗粒物的监测结果。
7.根据权利要求5所述的颗粒物传感器，其特征在于，所述PCB电路还包括: 激光器控制电路以及风扇控制电路，所述激光器控制电路与所述风扇控制电路都与所述微处理器相连； 所述激光器控制电路，用于接收微处理器输出的第一控制信号，所述第一控制信号用于控制激光器的工作状态； 所述风扇控制电路，用于接收微处理器输出的第二控制信号，所述第二控制信号用于控制抽气风扇的工作状态。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的颗粒物传感器，其特征在于，所述光吸收装置包括: 光陷讲或光接收器。
9.根据权利要求8所述的颗粒物传感器，其特征在于，所述光陷阱包括: 五边形光陷阱，三角形光陷阱或圆形光陷阱。
【专利摘要】本实用新型提供了一种颗粒物传感器，所述颗粒物传感器包括：上盖和底座，所述上盖和底座形成一个包括气流通道和光传输通道的避光空间；所述气流通道与所述光传输通道相互垂直，并且所述气流通道与所述光传输通道相交区域正下方设置有光电探测器；所述光传输通道一端设置有激光器，另一端设置有光吸收装置；所述PCB电路与所述光电探测器相连；采用激光器输出的激光光束作为颗粒物传感器中的监测光源，由于激光是准直光，发散角小，单位面积光能量密度高，即使监测PM2.5或者直径更小的颗粒物时，颗粒物散射激光所产生的光信号也可以被光电探测器监测到，提高了颗粒物传感器监测空气中PM2.5或者直径更小的颗粒物的精确度。
【IPC分类】G01N15-06
【公开号】CN204302153
【申请号】CN201420606678
【发明人】崔海林
【申请人】崔海林
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月20日