CN104655539A - 双通道粉尘浓度传感器及其粉尘浓度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双通道粉尘浓度传感器及其粉尘浓度检测方法，属于传感器技术领域。本发明的传感器包括检测光源单元、校准光源单元、光接收单元、信号处理单元和光源控制单元。检测光源单元和校准光源单元分别采用红外光光源和激光光源，从而采用本发明的传感器及其检测方法能够利用激光光源的检测结果对红外光源检测进行补偿，有效提高利用红外光光源的检测精度，同时减少激光光源的使用时间，延长使用寿命，且本发明双通道粉尘浓度传感器，其结构简单，成本低廉；采用该传感器的粉尘浓度检测方法，应用方式简便，应用范围也相当广泛。

Description

双通道粉尘浓度传感器及其粉尘浓度检测方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及气体传感器技术领域，具体是指一种双通道粉尘浓度传感器及其粉尘浓度检测方法。

背景技术

随着国民经济的发展和人们生活水平的提高，空气环境质量的好坏引起了人们的高度重视。近年来，粉尘作为空气中最重要的污染物之一备受关注。粉尘对人类危害极大，尤其是小粒径颗粒物，能长时间飘浮在大气中，难以沉降到地面，易进入人体呼吸道，且粒径越小，在人体呼吸道中的沉降位置越深，危害就越大。因此粉尘浓度的测量在环境保护领域中具有十分重要的意义，是迫切需要解决的问题。

国家环保部新修订的《环境空气质量标准》将环境空气中空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物称为可吸入颗粒物(PM10)；将环境空气中空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物称为细颗粒物(PM2.5)。PM10易沉积在上呼吸道，引发各种疾病；细颗粒物(PM2.5)可以沉积在支气管和肺部，且更易吸附有毒害的物质进入体内，危害人体健康。因此，对空气中粉尘浓度的准确测量显得格外重要。

目前国内外采用光学发测量粉尘浓度的传感器主要是通过光散射原理。携带粉尘气流可以认为是空气中散布着固体颗粒的气溶胶，当光束通过含尘空气时，会发生吸收和散射，从而使光在原来传播方向上的光强减弱。激光、红外粉尘传感器可用于测量粉尘，花粉，毛屑，香烟烟雾等颗粒物。光发射单元和光接收单元形成一个测量区域。当携带粉尘的空气流进入传感器的测量区域时，会产生吸收和散射。粉尘产生的散射光被接收单元接收，转换成电信号，通过电路处理得到粉尘的粒径和浓度。

目前主要采用的光源有红外光和激光:使用红外光光源的特性包括核心光组件光衰减慢，一般使用寿命在7年以上，数据漂移基本没有，成本低，目前被大量采用在各类粉尘传感器上面，但其主要问题是由于红外光的波长导致可检测的最小粒径在1微米以上，精度也很低；而采用激光光源的传感器可以检测到最小粒径0.3微米的粉尘颗粒，测量精度大大提高，但是其缺陷在于激光光源的使用寿命约8000小时，并且随着使用衰减很快，导致测量数据漂移严重，而且成本也很高。因此，如何提供一种既有较长的使用寿命，又具有较高的检测精度，且成本较低的粉尘浓度检测设备成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种既包括红外光光源又包括激光光源，同时能够利用激光光源的检测结果对红外光源检测进行补偿，从而提高利用红外光光源的检测精度，延长使用寿命，且结构简单，成本低廉，应用范围广泛的双通道粉尘浓度传感器及其粉尘浓度检测方法。

为了实现上述的目的，本发明的双通道粉尘浓度传感器具有如下构成：

该双通道粉尘浓度传感器包括：检测光源单元、校准光源单元、光接收单元、信号处理单元和光源控制单元。其中，检测光源单元用以产生第一种光，并将所述的第一种光投射到粉尘检测区域；校准光源单元用以产生第二种光，并将所述的第二种光投射到所述的粉尘检测区域；光接收单元用于接收所述的第一种光和第二种光分别投射到所述的粉尘检测区域后，经粉尘散射产生的第一散射光和第二散射光，并根据所述的第一散射光和第二散射光生成对应的第一电信号和第二电信号；信号处理单元用以根据所述的光接收单元产生的第一电信号和第二电信号计算获得对应的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度，并利用所述的第二粉尘浓度校准所述的第一粉尘浓度；光源控制单元用以控制所述的检测光源单元和校准光源单元中的一个处于工作状态。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的第一种光为红外光，所述的检测光源单元包括红外二极管和第一透镜，所述的红外二极管产生的红外光通过所述的第一透镜投射到所述的粉尘检测区域；所述的第二种光为激光，所述的校准光源单元包括激光二极管和第二透镜，所述的激光二极管产生的激光通过所述的第二透镜投射到所述的粉尘检测区域。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的光接收单元包括第三透镜和光接收端，所述的第三透镜将所述的粉尘检测区域内的第一散射光和第二散射光汇聚到所述的光接收端，该光接收端生成对应的第一电信号和第二电信号，并将所述的第一电信号和第二电信号发送至所述的信号处理单元。

该双通道粉尘浓度传感器中，该传感器还包括前置放大单元，所述的第一电信号和第二电信号从所述的光接收端通过所述的前置放大单元传输至所述的信号处理单元。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的第一透镜、第二透镜和第三透镜的光轴相交于所述的粉尘检测区域内的一点。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的第一透镜、第二透镜和第三透镜中任意两个透镜的光轴之间的夹角为120°。

该双通道粉尘浓度传感器中，还包括盒体，所述的检测光源单元、校准光源单元和光接收单元均设置于所述的盒体内，所述的盒体内还设置有风道，所述风道的两端连通盒体外，所述的粉尘检测区域位于所述的风道中。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的风道包括顺序连通的进风口、进风风道、环形缓流风道、出风风道和出风口，所述的粉尘检测区域位于所述的环形缓流风道中。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的进风风道的孔径大于所述的进风口的口径。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的信号处理单元包括：浓度计算子单元、存储子单元和校准子单元。其中浓度计算子单元用以根据所述的光接收单元产生的第一电信号和第二电信号计算获得对应的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度；存储子单元用以存储所述的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度；校准子单元用以计算所述的第一粉尘浓度与第二粉尘浓度之间的差值，根据该差值校准所述的第一粉尘浓度。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的光源控制单元包括：计时子单元和光源切换控制子单元。其中，计时子单元用于根据设定在经过确定的时间后发出光源切换控制信号；光源切换控制子单元用于根据所述的光源切换控制信号控制所述的检测光源单元和校准光源单元中的一个处于工作状态。

该双通道粉尘浓度传感器中，所述的光源控制单元还包括浓度变化判断子单元，该浓度变化判断子单元用以判断所述的第一粉尘浓度在单位时间内的变化量是否超出预设值，若超出该预设值则向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号，并控制所述的计时子单元重新开始计时。

本发明还提供一种利用上述的传感器实现的粉尘浓度检测方法，该方法包括以下步骤：

(1)所述的光源控制单元控制所述的校准光源单元处于工作状态，并控制所述的检测光源单元处于非工作状态；

(2)所述的光接收单元接收到所述的第二种光投射到所述的粉尘检测区域后经粉尘散射产生的第二散射光，并生成对应的第二电信号；

(3)所述的信号处理单元根据所述的光接收单元产生的第二电信号计算获得对应的第二粉尘浓度；

(4)所述的光源控制单元判断是否满足第一预设条件，当满足该第一预设条件时，进入步骤(5)；

(5)所述的光源控制单元控制所述的检测光源单元处于工作状态，并控制所述的校准光源单元处于非工作状态；

(6)所述的光接收单元接收到所述的第一种光投射到所述的粉尘检测区域后经粉尘散射产生的第一散射光，并生成对应的第一电信号；

(7)所述的信号处理单元根据所述的光接收单元产生的第一电信号计算获得对应的第一粉尘浓度，并利用所述的第二粉尘浓度校准所述的第一粉尘浓度；

(8)所述的光源控制单元判断是否满足第二预设条件，当满足该第二预设条件时，返回步骤(1)。

该粉尘浓度检测方法中，所述的信号处理单元包括浓度计算子单元、存储子单元和校准子单元，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(31)所述的浓度计算子单元根据所述的光接收单元产生的第二电信号计算获得对应的第二粉尘浓度；

(32)存所述的储子单元存储所述的第二粉尘浓度；

且，所述的步骤(7)具体包括以下步骤：

(71)所述的浓度计算子单元根据所述的光接收单元产生的第一电信号计算获得对应的第一粉尘浓度；

(72)所述的存储子单元存储所述的第一粉尘浓度；

(73)所述的校准子单元计算所述的第一粉尘浓度与第二粉尘浓度之间的差值，并根据该差值校准所述的第一粉尘浓度。

该粉尘浓度检测方法中，所述的光源控制单元包括：计时子单元和光源切换控制子单元，所述的第一预设条件为预设的校准光源单元工作时长，所述的步骤(4)具体为：

所述的计时子单元在计时达到所述的校准光源单元工作时长后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号；

所述的第二预设条件包括预设的检测光源单元工作时长，所述的步骤(8)具体包括：

(81)所述的计时子单元在计时达到所述的检测光源单元工作时长后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号。

该粉尘浓度检测方法中，所述的光源控制单元还包括：浓度变化判断子单元，所述的第二预设条件还包括第一粉尘浓度在单位时间内的变化量是否超出预设值，所述的步骤(8)具体包括：

(81')所述的浓度变化判断子单元判断所述的第一粉尘浓度在单位时间内的变化量超出预设值后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号，并控制所述的计时子单元重新开始计时。

采用了该发明的双通道粉尘浓度传感器及其粉尘浓度检测方法，其传感器包括检测光源单元、校准光源单元、光接收单元、信号处理单元和光源控制单元。检测光源单元和校准光源单元分别采用红外光光源和激光光源，从而能够利用激光光源的检测结果对红外光源检测进行补偿，有效提高利用红外光光源的检测精度，同时减少激光光源的使用时间，延长使用寿命，且本发明双通道粉尘浓度传感器，其结构简单，成本低廉；采用该传感器的粉尘浓度检测方法，应用方式简便，应用范围也相当广泛。

附图说明

图1为本发明的双通道粉尘浓度传感器的结构示意图。

图2为本发明的粉尘浓度检测方法的步骤流程图。

图3为本发明的双通道粉尘浓度传感器的光路设计示意图。

图4为本发明的双通道粉尘浓度传感器的工作原理示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，为本发明的双通道粉尘浓度传感器的结构示意图。

在一种实施方式中，如图1及图4所示，该双通道粉尘浓度传感器包括检测光源单元1、校准光源单元2、光接收单元3、信号处理单元4和光源控制单元5。其中，检测光源单元1用以产生第一种光，并将所述的第一种光投射到粉尘检测区域7；校准光源单元2用以产生第二种光，并将所述的第二种光投射到所述的粉尘检测区域7；光接收单元3用于接收所述的第一种光和第二种光分别投射到所述的粉尘检测区域7后，经粉尘散射产生的第一散射光和第二散射光，并根据所述的第一散射光和第二散射光生成对应的第一电信号和第二电信号；信号处理单元4用以根据所述的光接收单元3产生的第一电信号和第二电信号计算获得对应的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度，并利用所述的第二粉尘浓度校准所述的第一粉尘浓度；光源控制单元5用以控制所述的检测光源单元1和校准光源单元2中的一个处于工作状态。

利用该实施方式所述的传感器实现的粉尘浓度检测方法，如图2所示，包括以下步骤：

(1)所述的光源控制单元控制所述的校准光源单元处于工作状态，并控制所述的检测光源单元处于非工作状态；

(2)所述的光接收单元接收到所述的第二种光投射到所述的粉尘检测区域后经粉尘散射产生的第二散射光，并生成对应的第二电信号；

(3)所述的信号处理单元根据所述的光接收单元产生的第二电信号计算获得对应的第二粉尘浓度；

(4)所述的光源控制单元判断是否满足第一预设条件，当满足该第一预设条件时，进入步骤(5)；

(5)所述的光源控制单元控制所述的检测光源单元处于工作状态，并控制所述的校准光源单元处于非工作状态；

(6)所述的光接收单元接收到所述的第一种光投射到所述的粉尘检测区域后经粉尘散射产生的第一散射光，并生成对应的第一电信号；

(7)所述的信号处理单元根据所述的光接收单元产生的第一电信号计算获得对应的第一粉尘浓度，并利用所述的第二粉尘浓度校准所述的第一粉尘浓度；

(8)所述的光源控制单元判断是否满足第二预设条件，当满足该第二预设条件时，返回步骤(1)。

在一种较优选的实施方式中，如图1、图3及图4所示，所述的第一种光为红外光，所述的检测光源单元1包括红外二极管11和第一透镜12，所述的红外二极管11产生的红外光通过所述的第一透镜12投射到所述的粉尘检测区域7；所述的第二种光为激光，所述的校准光源单元2包括激光二极管21和第二透镜22，所述的激光二极管21产生的激光通过所述的第二透镜22投射到所述的粉尘检测区域7。且所述的光接收单元3包括第三透镜32和光接收端31，所述的第三透镜32将所述的粉尘检测区域内的第一散射光和第二散射光汇聚到所述的光接收端31，该光接收端31生成对应的第一电信号和第二电信号，并将所述的第一电信号和第二电信号发送至所述的信号处理单元4。

在一种进一步优选的实施方式中，如图4所示，该传感器还包括前置放大单元6，所述的第一电信号和第二电信号从所述的光接收端31通过所述的前置放大单元6传输至所述的信号处理单元4。

在另一种较优选的实施方式中，如图3所示，所述的第一透镜12、第二透镜22和第三透镜32的光轴相交于所述的粉尘检测区域7内的一点。且所述的第一透镜12、第二透镜22和第三透镜32中任意两个透镜的光轴之间的夹角为120°。

在另一种优选的实施方式中，如图1所示，该传感器还包括盒体8，所述的检测光源单元1、校准光源单元2和光接收单元3均设置于所述的盒体8内，所述的盒体8内还设置有风道9，所述风道9的两端连通盒体8外，所述的粉尘检测区域7位于所述的风道9中。

在一种进一步优选的实施方式中，如图1所示，所述的风道9包括顺序连通的进风口91、进风风道92、环形缓流风道93、出风风道94和出风口95，所述的粉尘检测区域7位于所述的环形缓流风道93中。且所述的进风风道92的孔径大于所述的进风口91的口径。

在又一种较优选的实施方式中，所述的信号处理单元4包括浓度计算子单元、存储子单元和校准子单元。其中浓度计算子单元用以根据所述的光接收单元产生的第一电信号和第二电信号计算获得对应的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度；存储子单元用以存储所述的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度；校准子单元用以计算所述的第一粉尘浓度与第二粉尘浓度之间的差值，根据该差值校准所述的第一粉尘浓度。

在利用该较优选的实施方式所述的传感器实现的粉尘浓度检测方法中，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(31)所述的浓度计算子单元根据所述的光接收单元产生的第二电信号计算获得对应的第二粉尘浓度；

(32)存所述的储子单元存储所述的第二粉尘浓度；

且，所述的步骤(7)具体包括以下步骤：

(71)所述的浓度计算子单元根据所述的光接收单元产生的第一电信号计算获得对应的第一粉尘浓度；

(72)所述的存储子单元存储所述的第一粉尘浓度；

(73)所述的校准子单元计算所述的第一粉尘浓度与第二粉尘浓度之间的差值，并根据该差值校准所述的第一粉尘浓度。

在一种进一步优选的实施方式中，所述的光源控制单元5包括计时子单元和光源切换控制子单元。其中，计时子单元用于根据设定在经过确定的时间后发出光源切换控制信号；光源切换控制子单元用于根据所述的光源切换控制信号控制所述的检测光源单元和校准光源单元中的一个处于工作状态。

在利用该进一步优选的实施方式所述的传感器实现的粉尘浓度检测方法中，所述的第一预设条件为预设的校准光源单元工作时长，所述的步骤(4)具体为：

所述的计时子单元在计时达到所述的校准光源单元工作时长后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号；

所述的第二预设条件包括预设的检测光源单元工作时长，所述的步骤(8)具体包括：

(81)所述的计时子单元在计时达到所述的检测光源单元工作时长后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号。

在一种更优选的实施方式中，所述的光源控制单元5还包括浓度变化判断子单元，该浓度变化判断子单元用以判断所述的第一粉尘浓度在单位时间内的变化量是否超出预设值，若超出该预设值则向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号，并控制所述的计时子单元重新开始计时。

在利用该更优选的实施方式所述的传感器实现的粉尘浓度检测方法中，所述的第二预设条件还包括第一粉尘浓度在单位时间内的变化量是否超出预设值，所述的步骤(8)具体包括：

(81')所述的浓度变化判断子单元判断所述的第一粉尘浓度在单位时间内的变化量超出预设值后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号，并控制所述的计时子单元重新开始计时。

在实际应用中，本发明提供两种发射光源提高传感器的使用寿命和精度。采用激光二极管及红外发射二极管作为光源。红外发射光作为测量单元，可以连续工作以保证传感器的使用寿命。激光二极管单元作为校准单元，可以解决红外光测量精度低，测量粒径偏大的缺点。

采用红外发射光的测量单元中：红外二极管发射出红外光，准直透镜将发散的红外光会聚至光敏区，光敏区内设置被检测气体通过的气路，颗粒物通过气路时产生光散射，光电二极管用于接收散射光并将光信号转换为电信号，最终通过软件算法从电信号中提取与颗粒物浓度相关的信号数据。

采用激光二极管单元的校准单元中：激光二极管相较红外二极管发射光单色性好、强度高，因此测量精度更高。红外测量单元长期连续工作，会造成测量精度下降。同等测试条件下，关闭红外二极管测量单元，激光二极管单元采用同样方法进行测试，通过比对方法校准红外二极管测量单元测试结果。这样可实现实时校准测试，提高红外二极管测量单元测试精度。，从而实现整个测量周期内的精度保证。

本发明采用特殊的光学设计，实现探测部分的宽动态范围，消除红外光二极管部分及激光二极管部分之间的光学差异。既可以探测颗粒物反射的红外光部分的微弱的光信号，并处理成粉尘浓度的输出。也可以探测颗粒物反射的激光部分较强的光信号，以校准红外探测部分测量单元的光信号的输出。

本发明采取双通道光路设计方案，根据红外二极管和激光二极管的光谱特性和光发射特性设计两组汇聚透镜组合分别用于测量单元和校准单元。第一透镜作为红外LED的准直透镜，第二透镜作为激光二极管的准直透镜，第三透镜作为接收端的汇聚透镜。三者的透镜光轴交为一点，且互为120°夹角，光轴的交叉区域为粉尘的测量区域。该设计可以保证接收端探测器能接收到最大粉尘散射的光强；同时，接收透镜只能接收到测量区域内的散射光强，减少整个空间分布上粉尘的散射光对测量结果的影响。

同时，本发明的双通道粉尘浓度传感器还采用了特殊的风道设计，增加风扇吸风。风道外口采用小口径或增加导气接口便于气体吸入或是外接导气管。内部增加孔径，减缓气流的流速。最后进入环形的通道，形成环绕气流，使气流趋于平稳。当外界环境气流发生变化或是风扇转速不稳定时，该风道设计可以逐步减缓气流的变化，使进入测量区域的风速趋于恒定，减少因风速变化对测量的影响，提高传感器的精度。

在本发明的检测方法中，能够根据实时监测情况智能切换双通道，实现自动校准，并提高使用寿命。本发明可以通过软件控制通道打开和关闭，由于共用一个接受端，所以在数据采集上可以实现无缝切换。激光由于波长更短，对最小粒径的粉尘分辨率高于红外，即可以识别出更多细小粒径粉尘颗粒。当粉尘浓度变化超出一定范围时，软件会自动从红外检测单元切换到激光检测单元采集数据一段时间，通过比较前后两个连续时间内采集的粉尘浓度值，可以通过软件补偿红外检测单元的采集值，然后再从激光通道切换到红外通道，经过补偿之后红外检测单元采集的粉尘浓度精度得到提高。在粉尘浓度比较稳定的时候，传感器会定时切换回激光检测单元采集一段时间再切换回红外检测单元，通过比较前后两个连续时间内采集的粉尘浓度值，在软件上补偿红外检测单元。通过本发明的软件算法，传感器大部分时候都通过红外检测单元采集数据，并且智能地根据实时粉尘浓度切换到激光检测单元并对红外检测单元进行校准。

在实际应用中，本发明的粉尘浓度检测方法的流程大体为：

1、启动激光检测通道1分钟，校准红外检测通道；

2、关闭激光通道，启动红外检测通道；

3、如果N个采样周期的平均值与前N个采样周期的平均值相差超过B，启动自校准流程，回到步骤1；

4、每K分钟启动自校准流程，回到步骤1。

本发明的优点在于：1、本发明可以利用激光二极管及光电二级管测量粉尘的粒径和浓度。且测量的粒径可以达到0.3微米。与现有技术中单独采用激光二极管或称重法相比，大大降低了成本，又可以测量粉尘的粒径和浓度，具有很高的性价比和实用价值。2、本发明采用半导体激光二极管及红外LED光源，并采用半导体光敏接收管作为接收器，双光源的设计解决了红外光精度差，粒径大及激光寿命短的问题，提高单个产品的精度及使用年限。

采用了该发明的双通道粉尘浓度传感器及其粉尘浓度检测方法，其传感器包括检测光源单元、校准光源单元、光接收单元、信号处理单元和光源控制单元。检测光源单元和校准光源单元分别采用红外光光源和激光光源，从而能够利用激光光源的检测结果对红外光源检测进行补偿，有效提高利用红外光光源的检测精度，同时减少激光光源的使用时间，延长使用寿命，且本发明双通道粉尘浓度传感器，其结构简单，成本低廉；采用该传感器的粉尘浓度检测方法，应用方式简便，应用范围也相当广泛。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种双通道粉尘浓度传感器，其特征在于，包括：

检测光源单元，用以产生第一种光，并将所述的第一种光投射到粉尘检测区域；

校准光源单元，用以产生第二种光，并将所述的第二种光投射到所述的粉尘检测区域；

光接收单元，用于接收所述的第一种光和第二种光分别投射到所述的粉尘检测区域后，经粉尘散射产生的第一散射光和第二散射光，并根据所述的第一散射光和第二散射光生成对应的第一电信号和第二电信号；

信号处理单元，用以根据所述的光接收单元产生的第一电信号和第二电信号计算获得对应的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度，并利用所述的第二粉尘浓度校准所述的第一粉尘浓度；

光源控制单元，用以控制所述的检测光源单元和校准光源单元中的一个处于工作状态。

2.根据权利要求1所述的双通道粉尘浓度传感器，其特征在于，

所述的第一种光为红外光，所述的检测光源单元包括红外二极管和第一透镜，所述的红外二极管产生的红外光通过所述的第一透镜投射到所述的粉尘检测区域；

所述的第二种光为激光，所述的校准光源单元包括激光二极管和第二透镜，所述的激光二极管产生的激光通过所述的第二透镜投射到所述的粉尘检测区域；

所述的光接收单元包括第三透镜和光接收端，所述的第三透镜将所述的粉尘检测区域内的第一散射光和第二散射光汇聚到所述的光接收端，该光接收端生成对应的第一电信号和第二电信号，并将所述的第一电信号和第二电信号发送至所述的信号处理单元。

3.根据权利要求2所述的双通道粉尘浓度传感器，其特征在于，所述的第一透镜、第二透镜和第三透镜的光轴相交于所述的粉尘检测区域内的一点，且所述的第一透镜、第二透镜和第三透镜中任意两个透镜的光轴之间的夹角为120°。

4.根据权利要求3所述的双通道粉尘浓度传感器，其特征在于，该传感器还包括盒体，所述的检测光源单元、校准光源单元和光接收单元均设置于所述的盒体内，所述的盒体内还设置有风道，所述风道的两端连通盒体外，所述的风道包括顺序连通的进风口、进风风道、环形缓流风道、出风风道和出风口，所述的粉尘检测区域位于所述的环形缓流风道中，且所述的进风风道的孔径大于所述的进风口的口径。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的双通道粉尘浓度传感器，其特征在于，所述的信号处理单元包括：

浓度计算子单元，用以根据所述的光接收单元产生的第一电信号和第二电信号计算获得对应的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度；

存储子单元，用以存储所述的第一粉尘浓度和第二粉尘浓度；

校准子单元，用以计算所述的第一粉尘浓度与第二粉尘浓度之间的差值，根据该差值校准所述的第一粉尘浓度。

6.根据权利要求5所述的双通道粉尘浓度传感器，其特征在于，所述的光源控制单元包括：

计时子单元，用于根据设定在经过确定的时间后发出光源切换控制信号；

光源切换控制子单元，用于根据所述的光源切换控制信号控制所述的检测光源单元和校准光源单元中的一个处于工作状态；

浓度变化判断子单元，用以判断所述的第一粉尘浓度在单位时间内的变化量是否超出预设值，若超出该预设值则向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号，并控制所述的计时子单元重新开始计时。

7.一种利用权利要求1所述的传感器实现的粉尘浓度检测方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)所述的光源控制单元控制所述的校准光源单元处于工作状态，并控制所述的检测光源单元处于非工作状态；

(2)所述的光接收单元接收到所述的第二种光投射到所述的粉尘检测区域后经粉尘散射产生的第二散射光，并生成对应的第二电信号；

(3)所述的信号处理单元根据所述的光接收单元产生的第二电信号计算获得对应的第二粉尘浓度；

(4)所述的光源控制单元判断是否满足第一预设条件，当满足该第一预设条件时，进入步骤(5)；

(5)所述的光源控制单元控制所述的检测光源单元处于工作状态，并控制所述的校准光源单元处于非工作状态；

(6)所述的光接收单元接收到所述的第一种光投射到所述的粉尘检测区域后经粉尘散射产生的第一散射光，并生成对应的第一电信号；

(7)所述的信号处理单元根据所述的光接收单元产生的第一电信号计算获得对应的第一粉尘浓度，并利用所述的第二粉尘浓度校准所述的第一粉尘浓度；

(8)所述的光源控制单元判断是否满足第二预设条件，当满足该第二预设条件时，返回步骤(1)。

8.根据权利要求7所述的粉尘浓度检测方法，其特征在于，所述的信号处理单元包括浓度计算子单元、存储子单元和校准子单元，

所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

(31)所述的浓度计算子单元根据所述的光接收单元产生的第二电信号计算获得对应的第二粉尘浓度；

(32)存所述的储子单元存储所述的第二粉尘浓度；

所述的步骤(7)具体包括以下步骤：

(71)所述的浓度计算子单元根据所述的光接收单元产生的第一电信号计算获得对应的第一粉尘浓度；

(72)所述的存储子单元存储所述的第一粉尘浓度；

(73)所述的校准子单元计算所述的第一粉尘浓度与第二粉尘浓度之间的差值，并根据该差值校准所述的第一粉尘浓度。

9.根据权利要求8所述的粉尘浓度检测方法，其特征在于，所述的光源控制单元包括：计时子单元和光源切换控制子单元，

所述的第一预设条件为预设的校准光源单元工作时长，所述的步骤(4)具体为：

所述的计时子单元在计时达到所述的校准光源单元工作时长后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号；

所述的第二预设条件包括预设的检测光源单元工作时长，所述的步骤(8)具体包括：

(81)所述的计时子单元在计时达到所述的检测光源单元工作时长后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号。

10.根据权利要求9所述的粉尘浓度检测方法，其特征在于，所述的光源控制单元还包括：浓度变化判断子单元，所述的第二预设条件还包括第一粉尘浓度在单位时间内的变化量是否超出预设值，所述的步骤(8)具体包括：

(81')所述的浓度变化判断子单元判断所述的第一粉尘浓度在单位时间内的变化量超出预设值后，向所述的光源切换控制子单元发出光源切换控制信号，并控制所述的计时子单元重新开始计时。