CN102331394A - 一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，包括一个腔体，在以所述腔体的几何中心为原点的所述腔体的横向方向上设置有半导体激光器、柱形镜片及消光尾腔；半导体激光器和柱形镜片位于所述腔体的一侧，消光尾腔位于腔体的另一侧；柱形镜片使激光光源形成一光敏区；在所述腔体的纵向方向上设置有对称于光敏区分布的第一球面反射镜和第二球面反射镜，第一球面反射镜或第二球面反射镜上设置有小孔，在设置有小孔的第一球面反射镜或第二球面反射镜的后方设置有与小孔相对应的接收装置；所述腔体的纵向方向上还设置有气路系统。通过本发明可以实现在采样量不低于50L/min时能准确检测到尘埃颗粒的大小和数量。
Description
技术领域
本发明涉及一种洁净度检测装置，具体涉及一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器。
背景技术
尘埃粒子计数器是一种用于检测单位体积内尘埃颗粒的大小和数量的检测装置，可以准确地检测洁净工作室的洁净度，已广泛应用于制药、电子、卫生以及实验室等部门的洁净度检测。
光电传感器是尘埃粒子计数器的重要组成部分，当前尘埃粒子计数器的光电传感器所能检测的空气流量都不超过30L/min，采样量较小，使得对洁净度的检测不够全面，不能满足现有高洁净度环境的检测；而如果将流量提高至50L以上，使用现有尘埃粒子计数器的光电传感器进行处理，会由于气体流速太快而不能完整地处理尘埃颗粒的信号，导致误差太大，测量结果的准确性过低。
因此，一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器亟待出现。
发明内容
为解决上述技术问题，我们提出了一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，以实现可以在采样量为不低于50L/min时能准确检测到尘埃颗粒的大小和数量。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，包括一个腔体，在以所述腔体的几何中心为原点的所述腔体的横向方向上设置有半导体激光器、柱形镜片以及消光尾腔；所述半导体激光器和所述柱形镜片位于所述腔体的一侧，所述消光尾腔位于所述腔体的另一侧；所述柱形镜片使所述激光光源形成一光敏区；在所述腔体的纵向方向上设置有对称于所述光敏区分布的第一球面镜和第二球面镜，所述第一球面镜或第二球面镜上设置有小孔，在设置有小孔的所述第一球面镜或第二球面镜的后方设置有与所述小孔相对应的接收装置；所述腔体的纵向方向上还设置有气路系统。
优选的，在所述柱形镜片和所述消光尾腔之间还设置有第一柱形光栏和第二柱形光栏，所述第一柱形光栏和第二柱形光栏对称于所述光敏区。
优选的，所述腔体呈圆弧形，所述光敏区位于所述腔体内部的几何中心处。
优选的，所述小孔与所述第一柱形光栏或第二柱形光栏的焦点在一条直线上。
优选的，所述接收装置为光电接收器。
优选的，所述气路系统包括两路进气嘴和一路出气嘴，所述两路进气嘴和一出气嘴分布于所述光敏区两侧。
优选的，所述两路进气嘴和所述一路出气嘴为具有水平过度的扁平气嘴。
优选的，还包括用于支撑所述大功率半导体激光器的激光座。
优选的，所述消光尾腔呈牛角形。
通过上述技术方案，本发明在大功率半导体激光器前设置柱形镜片，使得光源可形成一扁长的光敏区，并在光敏区两侧分别设置球面镜，通过两球面镜的双重反射，可以提高所接收的尘埃粒子的散射光信号，通过本发明可以实现在采样量为不低于50L/mi n时能准确检测到尘埃颗粒的大小和数量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例所公开的一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器的结构示意图；
图2为本发明实施例所公开一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器的剖视图。
具体实施方式
本发明提供了一种提出了一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，以实现可以在采样量为不低于50L/min时能准确检测到尘埃颗粒的大小和数量。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，为本发明实施例所公开的一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器的结构示意图，包括腔体1，腔体1基本上呈圆弧状，下面以腔体1的几何中心为原点将腔体1分为横向方向和纵向方向进行描述。
在所述横向方向上设置有大功率半导体激光器3作为产生半导体激光的光源，在其下方还设置有激光座31，以起到支撑和稳固所述半导体激光器3的作用，同时还可以调节光路的角度和方向。
在所述光源的前进方向上，即，在所述大功率半导体激光器3的前方设置有柱形镜片4，通过柱形镜片4可以将主光拉长为扁长的光敏区5，通过计算柱形镜片4的位置，使光敏区分布于腔体1的几何中心处，参见图2。呈扁长状的光敏区5可使尘埃粒子通过光敏区5的时间缩短，减少尘埃粒子在光敏区5的重叠，提高计数的准确性。
柱形镜片4的前方设置有第一柱形光栏61和第二柱形光栏62，且两柱形光栏分别对称于光敏区5，形状上两柱形光栏基本上呈喇叭状，以防止杂散光的产生，并可以消除光路上的杂散光，可降低光噪声，提高信噪比。
第二柱形光栏62的前方设置有牛角形消光尾腔7，所述激光光束经过光敏区5后直接进入牛角形消光尾腔7，并被其吸收掉。
在所述纵向方向上，设置有第一球面反射镜81和第二球面反射镜82，两球面反射镜81和82对称于光敏区5分布，可参见图2。在第一球面反射镜81或者是第二球面反射镜82上设置有小孔，并在设置有小孔的球面反射镜81或82的后面设置有光电接收器，当被测气流通过光敏区5时，气流中的尘埃粒子产生的散射光信号一部分直接通过小孔进入光电接收器2，另一部分经过两球面反射镜81和82反射后会聚在光电接收器2上，经过两球面反射镜81和82的双重反射，使所接收的尘埃粒子的散射光信号增加。
在所述纵向方向上还设置有气路系统，包括进气嘴91和出气嘴92，进气嘴91可包括两路，用于使较大的采样气流分成两路进入，可以避免气流经过光电传感器内时由于流速较大所导致的噪音和负压过大的问题。当抽气泵将外界空气通过进气嘴91抽入至所述光电传感器内时，采样气流通过光敏区5，从而可得到粒子的散射光信号。两气嘴91和92在光敏区5两侧对称分布，并具有水平过度的扁平形状，该形状可减少气流在光敏区5的扩散，从而减少粒子出现在弱光区的概率，可大大提高光电传感器的粒子分辨率。
本发明实施例公开了一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，通过在大功率半导体激光器前设置柱形镜片，使得光源可形成一扁长的光敏区，并在光敏区两侧分别设置球面镜，通过两球面镜的双重反射，可以提高所接收的尘埃粒子的散射光信号，通过本发明所提出的技术方案，可以实现在采样量为不低于50L/min时能准确检测到尘埃颗粒的大小和数量。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，包括一个腔体，在以所述腔体的几何中心为原点的所述腔体的横向方向上设置有半导体激光器、柱形镜片以及消光尾腔；所述半导体激光器和所述柱形镜片位于所述腔体的一侧，所述消光尾腔位于所述腔体的另一侧；所述柱形镜片使所述激光光源形成一光敏区；在所述腔体的纵向方向上设置有对称于所述光敏区分布的第一球面反射镜和第二球面反射镜，所述第一球面反射镜或第二球面反射镜上设置有小孔，在设置有小孔的所述第一球面反射镜或第二球面反射镜的后方设置有与所述小孔相对应的接收装置；所述腔体的纵向方向上还设置有气路系统。
2.根据权利要求1所述的大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，在所述柱形镜片和所述消光尾腔之间还设置有第一柱形光栏和第二柱形光栏，所述第一柱形光栏和第二柱形光栏对称于所述光敏区。
3.根据权利要求1所述的大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，所述腔体呈圆弧形，所述光敏区位于所述腔体内部的几何中心处。
4.根据权利要求1所述的大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，所述小孔与所述第一柱形光栏或第二柱形光栏的焦点在一条直线上。
5.根据权利要求1所述的大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，所述接收装置为光电接收器。
6.根据权利要求1所述的大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，所述气路系统包括两路进气嘴和一路出气嘴，所述两路进气嘴和一出气嘴分布于所述光敏区两侧。
7.根据权利要求6所述的大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，所述两路进气嘴和所述一路出气嘴为具有水平过度的扁平气嘴。
8.根据权利要求1所述的大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，还包括用于支撑所述大功率半导体激光器的激光座。
9.根据权利要求1所述的大流量尘埃粒子计数器的光电传感器，其特征在于，所述消光尾腔呈牛角形。
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