CN101074911A - 用于监测环境空气颗物浓度的传感器 - Google Patents

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周正
王凯
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Abstract

本发明公开了一种用于监测空气颗粒物浓度的传感器，由传感器本体(7)、光源发射器(2)、光探测器(6)和气流通道组成，光源发射器的光线通道与气流通道交汇于气流通道的检测口(4)处，从检测口(4)折射的光线通过检测通道进入光探测器。在气流通道检测口(4)的一侧设有进气口，在检测口(4)的另一侧设有抽气风扇。采用抽气风扇作为排气装置就无须另外安装并定期更换粉尘过滤器，从而使传感器可以长时间连续工作。

Description

用于监测环境空气颗物浓度的传感器
技术领域
本发明涉及一种用于监测环境空气颗粒物浓度的传感器。
背景技术
现有的大气颗粒物浓度监测仪器常用的传感器方法有两种：β射线吸收法和光学散射法。其中由于β射线吸收法具有不受颗料物种类、颜色、形状等因素影响而被广泛应用。但β射线吸收法需要用滤膜做载体将空气中的颗粒物截取在滤膜表面才能实现仪器的测量工作。由此β射线吸收法的缺陷是不仅单个测量时间长、不能连续测量，而且有必须定期更换滤膜等较为烦琐的维护工作，从而不利于仪器传感器长期在线监测。光学散射法对各种浓度条件下的颗粒物均有良好的响应，且可以连续测量，但其所采用的采样抽气泵必须有粉尘过滤器的保护才能工作，所以需要定期更换粉尘过滤器，造成仪器维护量大，不能长时间连续工作。采用抽气泵所需的成本也较高，而且长时间使用容易造成叶轮磨损，从而影响抽气量的稳定，进而影响传感器输出数据的准确性。另外一些现有的光学散射法传感器在气路上串联有机械式流量计，增加了气路阻力，从而增大了抽气装置的能耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可长时间连续工作的用于监测环境空气颗粒物浓度的传感器。
为解决上述技术问题，本发明的传感器由传感器本体、光源发射器、光探测器和气流通道组成；在气流通道上，在检测口的一侧设有进气口，在检测口的另一侧设有抽气风扇。
作为本发明的一种改进，在气流通道上接有电子流量计。
作为本发明的进一步改进，电子流量计旁通安装在抽气风扇和检测口之间的位置。
作为本发明的进一步改进，在电子流量计上连接有稳定抽气风扇转速的流量反馈电路。
作为本发明的进一步改进，所述气流通道为位于传感器本体内部的中空气路。
作为本发明的进一步改进，所述抽气风扇为防尘风扇。
采用本发明的结构，将排气装置由以往采用的采样抽气泵改为抽气风扇，不再需要粉尘过滤器的保护，从而减少了传感器的定期维护工作，也使传感器能够长时间连续工作。另外，取消粉尘过滤器，在节省了传感器部件，从而简化了制造工艺、降低制造成本的同时，降低了气流通道的阻力，从而降低了抽气装置的功耗，起到节能的作用。以往采用的采样抽气泵也存在成本较高的问题，改用抽气风扇也降低了制造成本。旁通式安装电子流量计，一方面便于工作人员监视通过传感器的气流量，另一方面也避免了串联安装机械式流量计所带来的增加气路阻力从而增加抽气装置功耗的问题。设置流量反馈电路可以使通过光散射检测线路的气流量始终保持稳定，进而使传感器的输出数据更为准确。气流通道采用中空气路，本发明整体结构比采用外置气流通道更为对称，并能节省单独的气流通道这一部件，从而节约了制造材料，进而节省了制造成本。抽气风扇采用防尘风扇，可以延长风扇的使用寿命，从而进一步减少传感器的维护工作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的正视剖视图；
图2是本发明的左视剖视图；
图3是图1的A-A剖视图。
具体实施方式
如附图1、2、3所示，本发明的传感器由传感器本体7、气路、光散射检测线路、流量检测和反馈装置组成。如图1所示，气路包括伸出传感器本体的进气接头1、位于传感器本体7内部的中空气路、气路末端的抽气风扇，其中进气接头内部气路与传感器本体7的内部中空气路相通。光散射检测线路由光源发射器2(如白炽灯、激光二级管、近红外源等)、与光源发射器和光探测器对应设置的位于传感器本体7内部的检测口4、光探测器6(如半导体光探测器、光电倍增管等)组成，且光源发射器2及光探测器6皆水平连接固定在检测口4的周围。流量检测和反馈装置由与中空气路并联安装的电子流量计和流量反馈电路组成。
如图1、2、3所示，当含有粉尘、气态胶、油污、无机盐等颗粒物的气流经过进气接头1进入传感器本体7的内部检测口4时，由光源发射器2产生的可见光通过含尘气流时发生光散射现象，其中散射光的强度与颗粒物浓度成正比。当散射光进入由光敏元件组成的光控测器6时被转换为一个与光强度成正比的电信号，即一与颗粒物浓度成正比的电信号。因为无需定期更换粉尘过滤器，本发明能够长期连续工作。工作人员可以通过电子流量计随时监视传感器内部的气流量。传感器长期工作时，抽气风扇5的供电电压的变化以及风扇磨损等因素可能造成流经光散射检测线路的气流量的变化。这时旁通式电子流量计3通过流量反馈电路调整安装在中空气路下方的抽气风扇5的转速，从而使得通过光散射检测线路的气流量始终保持稳定，进而使传感器的输出数据更为准确。

Claims (6)

1.一种用于监测环境空气颗粒物浓度的传感器，包括传感器本体(7)、光源发射器(2)、光探测器(6)和气流通道，光源发射器(2)的光线通道与气流通道交汇于气流通道的检测口(4)处，从检测口(4)折射的光线通过检测通道进入光探测器(6)，其特征在于：在气流通道上，在检测口(4)的一侧设有进气口，在检测口(4)的另一侧设有抽气风扇(5)。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述气流通道上，接有电子流量计(3)。
3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述电子流量计(3)旁通安装在抽气风扇(5)和检测口(4)之间的位置。
4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于：在所述电子流量计(3)上连接有稳定所述抽气风扇(5)转速的流量反馈电路。
5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：所述气流通道为位于传感器本体(7)内部的中空气路。
6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于：所述抽气风扇为防尘风扇。
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