CN103940713B - 一种雾霾颗粒物探测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种雾霾颗粒物探测装置，包括探测设备和显示设备，所述探测设备用于探测大气中的雾霾颗粒产生电信号，传输所述电信号至所述显示设备，所述探测设备包括进气口、第一光隔离室、暗室、出气口、第二光隔离室、激光器、全反射镜、光探测芯片、信号处理电路板。采用本发明提供的雾霾颗粒物探测装置，在暗室内进行光探测，避免外界光对探测的影响，并且利用全反射技术增加光通过探测芯片表面的次数，从而提高光探测的准确性和灵敏度。

Description

一种雾霾颗粒物探测装置
技术领域
本发明涉及一种大气污染监测领域，特别是涉及一种雾霾颗粒物探测装置。
背景技术
当前，以可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出。随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大。大气质量作为环境问题中不可或缺的一部分影响着我们的身体健康及日常生活,在当前中国城市空气质量不断恶化的情况下，亟需一条行之有效的方法来监察大气的污染。
光散射法探测雾霾颗粒物是一种被证明有效的大气污染探测方法。光散射法利用空气中的颗粒对不同波长的激光产生散射的现象，利用散射的光信号转化为电信号，通过相关的数学公式，将其转化成空气中实际的颗粒物数量。最具代表性的是美国Dylos公司推出的Dylos-DC1700，它选用绿激光作为激光光源，通过光敏材料将光信号转化为高低电平的电信号，进而粗略统计出空气中所含颗粒物的数量。
发明内容
本发明的目的是提供一种雾霾颗粒物探测装置，通过新型的装置构造来提高雾霾颗粒物探测的准确度。
为实现上述目的，本发明提供一种雾霾颗粒物探测装置，包括探测设备和显示设备，所述探测设备用于探测大气中的雾霾颗粒产生电信号，传输所述电信号至所述显示设备，所述显示设备用于显示探测结果，所述探测设备包括进气口、第一光隔离室、暗室、出气口、第二光隔离室、激光器、全反射镜、光探测芯片、信号处理电路板，其中
所述第一光隔离室的横向的一侧具有进气口，另一侧封闭，所述第一光隔离室的纵向具有进气口，使得大气通过进气口进入所述暗室，所述第一光隔离室隔离所述雾霾颗粒物探测装置外的光线；
所述第二光隔离室的横向的一侧具有与所述暗室连通的出气口，另一侧封闭，所述第二光隔离室的纵向具有出气口，使得大气通过所述暗室后经由出气口离开，所述第二光隔离室隔离所述雾霾颗粒物探测装置外的光线；
所述激光器用于产生激光，所述全反射镜用于使所述激光多次经过所述光探测芯片表面；
所述光探测芯片用于接收被雾霾颗粒散射的激光，产生电信号并传输至所述信号处理电路板；
所述信号处理电路板用于处理电信号并传输至所述显示设备。
优选地，所述第一光隔离室和/或所述第二光隔离室为长方体结构。
优选地，该雾霾颗粒物探测装置还包括第一辅助光隔离室，其在纵向具有与所述第一光隔离室连通的进气口，在横向具有与所述暗室连通的进气口。
优选地，该雾霾颗粒物探测装置还包括第二辅助光隔离室，其具有与所述第二光隔离室的纵向连通的所述出气口，还具有与外界连通的出气口。
优选地，所述第二辅助光隔离室内设置所述信号处理电路板。
优选地，所述第二光隔离室内设置所述信号处理电路板。
优选地，该雾霾颗粒物探测装置还包括风扇，用于在进气口侧向所述雾霾颗粒物探测装置内吹风。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
提供一种新型的雾霾颗粒物探测装置，在暗室内进行光探测，避免外界光对探测的影响，并且利用全反射技术增加光通过探测芯片表面的次数，从而提高光探测的准确性和灵敏度。
附图说明
图1为本发明中提供的雾霾颗粒物探测装置的结构示意图；
图2示出本发明一实施例提供的雾霾颗粒物探测装置中的探测设备的结构示意图；
图3示出本发明另一实施例提供的雾霾颗粒物探测装置中的探测设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
当激光束通过光探测芯片表面，根据光散射的原理，空气中的颗粒物和激光作用产生散射光，散射光强度和颗粒物的浓度成正比。根据薄膜所探测散射光强度就可以得出空气中颗粒物的浓度。
图1示出本发明中提供的雾霾颗粒物探测装置的结构示意图。如图1所示，该雾霾颗粒物探测装置包括探测设备10和显示设备20，所述探测设备10用于探测大气中的雾霾颗粒产生电信号，传输所述电信号至所述显示设备20，所述显示设备20用于显示探测结果。
图2示出本发明一实施例提供的雾霾颗粒物探测装置中的探测设备的结构示意图。如图2所示，所述探测设备10包括进气口11、第一光隔离室12、暗室13、出气口14、第二光隔离室15、激光器16、全反射镜17、光探测芯片18和信号处理电路板19，以及第一辅助光隔离室121和第二辅助光隔离室151。
其中，第一光隔离室12的横向的一侧具有进气口11，另一侧封闭，所述第一光隔离室的纵向具有进气口11，使得大气通过进气口11进入所述暗室13，所述第一光隔离室12隔离所述雾霾颗粒物探测装置外的光线。
第一辅助光隔离室121，其在纵向具有与所述第一光隔离室12连通的进气口11，在横向具有与所述暗室13连通的进气口11。
第二光隔离室15的横向的一侧具有与所述暗室13连通的出气口14，另一侧封闭，所述第二光隔离室15的纵向具有出气口14，使得大气通过所述暗室13后经由出气口14离开，所述第二光隔离室15隔离所述雾霾颗粒物探测装置外的光线。
第二辅助光隔离室151，其具有与所述第二光隔离室15的纵向连通的所述出气口14，还具有与外界连通的出气口14。
结合图2所示，气流从进气口11进入雾霾颗粒物探测装置的第一光隔离室12，然后通过进气口11进入第一辅助光隔离室121，然后通过进气口11进入暗室13。通过暗室13后，气流从出气口14进入第二光隔离室15，通过第二光隔离室15的出气口进入第二辅助光隔离室151，然后通过第二辅助光隔离室151与外界连通的出气口14离开雾霾颗粒物探测装置。
通过这种设计，使得气流可以顺利通过雾霾颗粒物探测装置，从而可以正常探测大气中的雾霾颗粒物。同时，通过光隔离室，隔离光探测芯片与雾霾颗粒物探测装置外的光线，从而提高进行雾霾颗粒物探测的准确度。
激光器16用于产生激光。
全反射镜17用于使激光器16产生的激光多次经过光探测芯片18的表面。
如图2中所示，激光器16产生的激光通过全反射镜17经由进光孔131进入暗室13，通过一系列全反射镜17产生相互平行的三束激光，该三束激光通过光探测芯片18的表面后通过出光孔132离开暗室。
光探测芯片18用于接收被雾霾颗粒散射的激光，产生电信号并传输至所述信号处理电路板19。
信号处理电路板19用于处理电信号并传输至显示设备。如图2所示，信号处理电路板19设置在第二辅助光隔离室151内。
需要说明，图2所示仅为本发明一实施例提供的雾霾颗粒物探测装置中的探测设备的结构示意图，并不用于限制本发明提供的雾霾颗粒物探测装置的结构。
例如，本发明提供的雾霾颗粒物探测装置中也可以不包括第一辅助光隔离室121和/或第二第二辅助光隔离室151。图3示出本发明另一实施例提供的雾霾颗粒物探测装置的结构示意图，该雾霾颗粒物探测装置中不包括第一辅助光隔离室121和第二第二辅助光隔离室151的结构示意图。
又例如，本发明提供的雾霾颗粒物探测装置中还可以包括风扇(未示出)，用于在进气口侧向所述雾霾颗粒物探测装置内吹风。
又例如，本发明提供的雾霾颗粒物探测装置中第一光隔离室和/或所述第二光隔离室可以为长方体结构(如图2所示)，也可以为其他形状，以能够满足气流顺利通过探测装置并且隔离外界光线为标准即可，本发明对此不做限制。
采用本发明提供的雾霾颗粒物探测装置，在暗室内进行光探测，避免外界光对探测的影响，并且利用全反射技术增加光通过探测芯片表面的次数，从而提高光探测的准确性和灵敏度。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，而应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种雾霾颗粒物探测装置，包括探测设备和显示设备，所述探测设备用于探测大气中的雾霾颗粒产生电信号，传输所述电信号至所述显示设备，所述显示设备用于显示探测结果，所述探测设备包括进气口和出气口；其特征在于，所述探测设备还包括第一光隔离室、暗室、第二光隔离室、激光器、全反射镜、光探测芯片、信号处理电路板，其中
所述第一光隔离室的横向的一侧具有进气口，另一侧封闭，所述第一光隔离室的纵向具有进气口，使得大气通过进气口进入所述暗室，所述第一光隔离室隔离所述雾霾颗粒物探测装置外的光线；
所述第二光隔离室的横向的一侧具有与所述暗室连通的出气口，另一侧封闭，所述第二光隔离室的纵向具有出气口，使得大气通过所述暗室后经由出气口离开，所述第二光隔离室隔离所述雾霾颗粒物探测装置外的光线；
所述激光器用于产生激光，所述全反射镜用于使所述激光多次经过所述光探测芯片表面；
所述光探测芯片用于接收被雾霾颗粒散射的激光，产生电信号并传输至所述信号处理电路板；
所述信号处理电路板用于处理电信号并传输至所述显示设备。
2.如权利要求1所述的雾霾颗粒物探测装置，其特征在于，所述第一光隔离室和/或所述第二光隔离室为长方体结构。
3.如权利要求1所述的雾霾颗粒物探测装置，其特征在于，还包括第一辅助光隔离室，其在纵向具有与所述第一光隔离室连通的进气口，在横向具有与所述暗室连通的进气口。
4.如权利要求1所述的雾霾颗粒物探测装置，其特征在于，还包括第二辅助光隔离室，其具有与所述第二光隔离室的纵向连通的出气口，还具有与外界连通的出气口。
5.如权利要求4所述的雾霾颗粒物探测装置，其特征在于，所述第二辅助光隔离室内设置所述信号处理电路板。
6.如权利要求1所述的雾霾颗粒物探测装置，其特征在于，所述第二光隔离室内设置所述信号处理电路板。
7.如权利要求1所述的雾霾颗粒物探测装置，其特征在于，还包括风扇，用于在进气口侧向所述雾霾颗粒物探测装置内吹风。
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