CN105424566A - 粉尘颗粒检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种粉尘颗粒检测设备，包括：颗粒分离腔体，开有入气口和出气口，内有至少两级颗粒分离机构，每级均包括一冲撞部和一管道，管道一端伸向本级冲撞部的一面，冲撞部面向本级管道的一面为凹形冲撞面；第一级的管道另一端伸向入气口，第一级之外的管道另一端伸向上一级冲撞部的另一面；颗粒分离腔体的出气口低于最后一级颗粒分离机构；检测腔体，腔体壁一端为QCM的检测面，腔体壁开有入气口和出气口，入气口与颗粒分离腔体的出气口通过连接管道连通，且连接管道外壁分别与检测腔体的入气口和颗粒分离腔体的出气口密封连接，检测腔体的出气口处设置有抽气装置；QCM的电路部，与检测面电连接。实现对粉尘颗粒的高精度检测。

Description

粉尘颗粒检测设备

技术领域

本发明涉及粉尘颗粒检测技术领域，尤其涉及一种粉尘颗粒检测设备。

背景技术

1微米左右和小于1微米的颗粒(ParticulateMatter)可称之为PM1，又称可入肺颗粒物。会引起爆炸的PM1包括金属颗粒、农产品颗粒、纺织化纤颗粒(哈尔滨亚麻厂爆炸)等等，这些PM1达到爆炸极限时会产生很严重的事故，例如在中国昆山产生的爆炸事故。一般情况下，PM1爆炸的极限浓度是比较高的，例如20-50克/立方米。当PM1到达极限浓度，一个火星甚至一个热表面就会造成爆炸。即使PM1没有达到爆炸极限，当其浓度较高时，也会对生产、生活造成影响。

因此，对PM1的浓度进行检测是必要的。但现有的PM1检测设备是光学检测设备，检测误差极大，还没有高精度PM1检测设备。再者，与PM1检测设备相似的现有的PM2.5检测设备所检测的浓度比PM1的检测需要浓度低上万倍，PM2.5检测设备可以使用过滤膜，而其结构无法适应PM1的检测需求，会面临不到1秒换一个过滤膜的尴尬情况，且系统误差极大，系统无法操作。光学PM2.5检测设备(仪器)是美国环保局和中国环保部不承认的三种专业测量方法之外的手段，其原理是基于瑞利散射和MIE-DERBY散射，其原理应用于PM1会和应用在PM2.5有同样的缺陷，即存在巨大的系统误差。因此，对PM1的浓度检测技术进行创新也是必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉尘颗粒检测设备，以实现对粉尘颗粒(例如PM1)浓度的精确检测。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种粉尘颗粒检测设备，包括：

颗粒分离腔体，所述颗粒分离腔体的腔体壁开有一入气口和一出气口；所述颗粒分离腔体内设置有至少两级颗粒分离机构；每级颗粒分离机构均包括一冲撞部和一管道；每级颗粒分离机构的管道一端伸向本级颗粒分离机构的冲撞部的一面，每级颗粒分离机构的冲撞部面向本级颗粒分离机构的管道的一面为凹形冲撞面；第一级颗粒分离机构的管道另一端伸向所述入气口，第一级之外的颗粒分离机构的管道另一端伸向上一级颗粒分离机构的冲撞部的另一面；所述颗粒分离腔体的出气口低于最后一级颗粒分离机构；

检测腔体，所述检测腔体的腔体壁一端为质量负载效应传感器的检测面，所述检测腔体的非检测面的腔体壁开有一入气口和一出气口，所述检测腔体的入气口与所述颗粒分离腔体的出气口通过连接管道连通，且所述连接管道外壁分别与所述检测腔体的入气口和所述颗粒分离腔体的出气口密封连接，所述检测腔体的出气口处设置有第一抽气装置；

质量负载效应传感器的电路部，与所述检测面电连接。

可选的，所述颗粒分离腔体的出气口低于所述检测腔体的入气口。

基于上述任意设备实施例，可选的，所述颗粒分离腔体内包括至少两个子腔体，每级颗粒分离机构分别设置于一子腔体内；或者，每级颗粒分离机构还包括隔离板，隔离板与本级颗粒分离机构的冲撞部的所述另一面相对设置。

可选的，每级颗粒分离机构的冲撞部的所述另一面为凹面，所述凹面侧壁设置有与下一级颗粒分离机构的管道连通的开口。

可选的，每级颗粒分离机构的冲撞部的另一凹面内设置有突块。

基于上述任意设备实施例，可选的，如图10和11所示，还包括外套于所述第一级颗粒分离机构的管道的分流管道106，所述分流管道106处设置有第二抽气装置107。

可选的，所述分流管道内隔离出第一管道空间和第二管道空间，所述第一管道空间和所述第二管道空间通过导通管接通，所述第一管道空间和所述第二管道空间分别开有分流口，所述第二抽气装置设置于所述分流口；第一级颗粒分离机构的管道与所述第二管道空间接通，所述分流管道的横截面积为所述第一级颗粒分离机构的管道的横截面积的100倍。

可选的，所述粉尘检测设备工作时，所述第一抽气装置产生的风速不同于所述第二抽气装置产生的风速。

基于上述任意设备实施例，可选的，所述颗粒分离腔体还包括另一出气口，所述粉尘颗粒检测设备还包括用于清洗的第三抽气装置，所述第三抽气装置设置于所述颗粒分离腔体的另一出气口处。

基于上述任意设备实施例，可选的，所述检测腔体的出气口处设置有不密封的挡板；或者，所述检测腔体由一漏斗形部件分隔出第一腔体和第二腔体，所述检测面位于所述第二腔体，所述漏斗形部件的敞口端朝向所述第一腔体，尖口端朝向所述检测面。

本发明实施例提供的粉尘颗粒检测设备在工作时，第一抽气装置启动，气流从颗粒分离腔体的入气口被吸入第一级颗粒分离机构的管道，撞击冲撞部的冲撞面，气流中直径较大的颗粒由于惯性而滞留在冲撞部的凹形空间中，而直径较小的颗粒随气流进入下一级颗粒分离机构的管道，以此类推，直至气流进入检测腔体。即经由颗粒分离腔体、直径较小的颗粒与直径较大的颗粒被分离，其中，直径较小的颗粒(例如PM1)随气流被吸入检测腔体。通过上述方式，可以有效地分离直径较小的颗粒(例如PM1)，保证测量精度。检测腔体中的质量负载效应传感器的检测面通过检测频率变化从而检测粉尘颗粒的浓度，质量负载效应传感器的检测精度高，从而保证直径较小的颗粒(例如PM1)浓度的检测精度。

可见，采用本发明实施例提供的粉尘颗粒检测设备，可以实现对PM1的精确检测。

附图说明

图1为本发明实施例所基于的坐标系示意图；

图2为本发明实施例提供的一种粉尘颗粒检测设备结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种粉尘颗粒检测设备结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种粉尘颗粒检测设备结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种颗粒分离机构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种颗粒分离机构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种连接管道的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的又一种粉尘颗粒检测设备结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种粉尘颗粒检测设备的局部结构示意图；

图10为本发明实施例提供的又一种粉尘颗粒检测设备结构示意图；

图11为本发明实施例提供的又一种粉尘颗粒检测设备结构示意图。

具体实施方式

在对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明之前，首先对本发明实施例中涉及到的方位名词进行说明。

本发明实施例中所涉及到的方位均基于如图1所示的坐标系：该坐标系的X轴和Y轴所在平面与粉尘颗粒检测设备1工作时放置的平面平行。应当指出的是，图1中的粉尘颗粒检测设备1的外形仅为示意，并不是实际产品外形。

基于上述坐标系，部件A位于部件B的上方是指，部件A在坐标系中的Z坐标大于部件B在坐标系中的Z坐标，也称为部件A高于部件B；反之亦然。

基于上述坐标系，部件A位于部件B的左方是指，部件A在坐标系中的X坐标小于部件B在坐标系中的X坐标；反之亦然。

基于上述坐标系，部件A位于部件B的前方是指，部件A在坐标系中的Y坐标大于部件B在坐标系中的Y坐标；反之亦然。

基于上述坐标系，粉尘颗粒检测设备1的上方或底部是指Z坐标大的一侧；下方或底部是指Z坐标小的一侧。

下面将结合附图，对本发明实施例提供的技术方案进行详细说明。

如图2所示，本发明实施例提供的粉尘颗粒检测设备至少包括颗粒分离腔体10、检测腔体15和质量负载效应传感器。

其中，颗粒分离腔体10的腔体壁开有一入气口11和一出气口12，其内设置有至少两级颗粒分离机构。每级颗粒分离机构均包括一冲撞部13和一管道14；每级颗粒分离机构的管道14一端伸向本级颗粒分离机构的冲撞部13的一面，每级颗粒分离机构的冲撞部13面向本级颗粒分离机构的管道14的一面为凹形冲撞面；第一级颗粒分离机构的管道14另一端伸向入气口11，第一级之外的颗粒分离机构的管道14另一端伸向上一级颗粒分离机构的冲撞部13的所述另一面；颗粒分离腔体的出气口12低于最后一级颗粒分离机构。

其中，检测腔体15的腔体壁一端为质量负载效应传感器的检测面16，检测腔体的非检测面的腔体壁开有一入气口17和一出气口18，检测腔体15的入气口17与颗粒分离腔体10的出气口12通过连接管道19连通，且连接管道19外壁分别与检测腔体15的入气口17和颗粒分离腔体10的出气口12密封连接，检测腔体15的出气口18处设置有第一抽气装置20。

其中，质量负载效应传感器的电路部21与检测面16电连接。

本发明实施例提供的粉尘颗粒检测设备在工作时，第一抽气装置启动，气流从颗粒分离腔体的入气口被吸入第一级颗粒分离机构的管道，撞击冲撞部的冲撞面，气流中直径较大的颗粒由于惯性而滞留在冲撞部的凹形空间中，而直径较小的颗粒随气流进入下一级颗粒分离机构的管道，以此类推，直至气流进入检测腔体。即经由颗粒分离腔体、直径较小的颗粒与直径较大的颗粒被分离，其中，直径较小的颗粒(例如PM1)随气流被吸入检测腔体。检测腔体中的质量负载效应传感器的检测面通过检测频率变化从而检测粉尘颗粒的浓度。

可见，采用本发明实施例提供的粉尘颗粒检测设备，可以实现对PM1的精确检测。

下面分别对颗粒分离腔体、检测腔体、质量负载效应传感器的结构及工作原理进行进一步地说明。

颗粒分离腔体：

本发明实施例不对入气口11和出气口12在颗粒分离腔体10上的位置作限定。优选地，入气口11高于出气口12，例如图2中所示，入气口11位于颗粒分离腔体10的顶部，出气口12位于颗粒分离腔体10的下方。

本发明实施例不对管道14的形状进行限定，其既可以如图2所示为直筒型，也可以有弯曲。每级颗粒分离机构的管道14伸向本级颗粒分离机构的冲撞部13的冲撞面的目的是将气流送向该冲撞面，以便气流中的颗粒冲击该冲撞面后，直径较大的颗粒物(如PM10)由于惯性滞留在冲撞面的凹形空间中，而直径较小的颗粒物(如PM1)逃逸出凹形空间继续随气流前进。可见，每级颗粒分离机构的管道14的一端距离本级颗粒分离机构的冲撞部13的冲撞面的距离设置只要能够满足上述目的即可。该距离的具体取值可以为经验值，也可以通过仿真得到。

每级颗粒分离机构的管道14伸向上一级颗粒分离机构的冲撞部13的另一面的目的是将气流送向该冲撞面，以便将经过上一级颗粒分离机构的气流吸入，进而输送至本级颗粒分离机构的冲撞部13的冲撞面。可见，每级颗粒分离机构的管道14的一端距离上一级颗粒分离机构的冲撞部13的冲撞面的距离设置只要能够满足上述目的即可。该距离的具体取值可以为经验值，也可以通过仿真得到。

颗粒分离腔体10设置出气口12是为了将经过最后一级颗粒分离机构的气体引入检测腔体15，为达到该目的，优选地，颗粒分离腔体10的出气口12靠近最后一级颗粒分离机构的冲撞部13的另一面。

为了检测PM1的浓度，需要进一步将大于1微米的颗粒与PM1分离。为了达到这一目的，一种实现方式中，如图3所示，颗粒分离腔体10内包括至少两个子腔体101，其中每级颗粒分离机构分别设置于一子腔体101内；另一种实现方式中，如图4所示，每级颗粒分离机构还包括隔挡板102，隔挡板102与本级颗粒分离机构的冲撞部13的另一面相对设置。应当指出的是，图4中，最后一级颗粒分离机构利用颗粒分离腔体的底部充当其隔挡板，在实际产品中，也可以单独设置隔挡板。

当然，实际产品中，也可以同时采用这两种实现方式。无论采用以上哪种实现方式，均可以在本级颗粒分离机构对颗粒进行二次分离。其工作原理是，气流到达冲撞部的冲撞面，实现第一次分离。即使有直径较大的颗粒从冲撞面的凹形空间中溢出，也会沉积到子腔体内壁或者隔挡板上，从而实现第二次分离。由此可见，如果设置隔挡板，隔挡板的面积应保证从本级颗粒分离机构溢出的粒子不会直接掉落(即不经过管道)到下一级颗粒分离机构的冲撞部。

为了避免或尽量减少沉积到子腔体内壁或者隔挡板上的颗粒被吸入下一级颗粒分离机构或者被吸入连接管道，基于上述两种实现方式中的任一种，进一步地，如图5所示，每级颗粒分离机构的冲撞部13的另一面为凹面，该凹面侧壁设置有与下一级颗粒分离机构的管道连通的开口。

在此基础上，为了进一步，避免或尽量减少沉积到子腔体内壁或者隔挡板上的颗粒被吸入下一级颗粒分离机构或者被吸入连接管道，如图6所示，每级颗粒分离机构的冲撞部的另一凹面内设置有突块103。

应当指出的是，除了上述实施例中介绍的颗粒分离机构的结构，本发明实施例的颗粒分离机构还可以采用VSCC切割头(旋风式切割头)，其具体实现结构可以参照现有任意型号的VSCC切割头产品，本发明不再赘述。

检测腔体：

为了检测PM1的浓度，需要进一步将大于1微米的颗粒与PM1分离。为了达到这一目的，另一种优选地实现方式中，颗粒分离腔体10的出气口12低于检测腔体15的入气口17。采用这样的设置，气流在从出气口12到达入气口17的过程中，直径小的颗粒由于质量更轻，更容易被吸入检测腔体，从而达到分离的目的。本发明实施例不对出气口12和入气口17的具体相对位置进行限定。

本发明实施例不对连接管道19的形状做限定，其形状可以如图2所示的直筒型，也可以弯曲。为达到进一步分离颗粒的目的，优选地，连接管道19的形状如图7所示。

本发明实施例不对抽气装置20的具体设置位置及产品进行限定。例如，抽气装置20可以是抽气泵，其具体设置位置可以如图2所示，从出气口18伸出一管道，将抽气装置20设置于管道处。

为了提高设备工作过程中的稳定性，检测腔体15的出气口17处设置有不密封的挡板；或者，检测腔体15由一漏斗形部件分割为第一腔体和第二腔体，检测面位于第二腔体，漏斗形部件的敞口端朝向第一腔体，尖口端朝向检测面。出气口17位于第一腔体或者位于第二腔体。

质量负载效应传感器：

质量负载效应传感器的工作原理是，其检测面对质量变化敏感，其电路将检测面上的质量负载变化转换为电参数(例如频率变化)，从而对颗粒的质量/浓度进行检测。本发明可以采用任何一种质量负载效应传感器。例如，采用石英微天平(QCM)。

QCM的灵敏度依据频率变化测得，原理为索尔布雷方程，通过观察石英微天平电极表面每单位面积的质量变化来获得石英震动频率变化：

Δf＝-Cf·Δm

其中：Δf—表示频率变化值，单位为Hz；

Δm—单位面积内质量变化值，单位为g/cm2；

Cf—表示晶振的灵敏因素(如，56.6Hzμg-1cm2，表示室温情况下5MHz沿AT角度切割石英晶体微天平的灵敏度)。

通过上述方程，QCM的灵敏度主要取决于Cf。而对于固定维度石英微天平的Cf是确定的值。

采用上述任意实施例提供的粉尘颗粒设备，均可实现对PM1的浓度检测。但针对矿山等PM1浓度较高的环境，上述实施例的粉尘颗粒设备无法检测高浓度PM1的浓度。为了对高浓度PM1进行检测。一种实现方式可以是增加颗粒分离机构的数量。另一种实现方式可以增设外套于第一级颗粒分离机构的14管道的分流管道，该分流管道处设置有第二抽气装置。

其中，分流管道的具体结构本发明不做限定。一种实现方式中，可以在分流管道内隔离出至少两个管道空间，每个管道空间通过导通管接通，每个管道空间分别开有分流口，第二抽气装置设置于分流口；第一级颗粒分离机构的管道与最后一级管道空间接通。以分流管道内隔离出第一管道空间和第二管道空间为例，第一管道空间和第二管道空间通过导通管接通，第一管道空间和第二管道空间分别开有分流口，第二抽气装置设置于分流口；第一级颗粒分离机构的管道与第二管道空间接通。为满足测试浓度要求，需要分流管道的流量与第一级颗粒分离机构的管道的流量不同，且比例达到浓度要求，例如分流管道的流量与第一级颗粒分离机构的管道的流量的10000倍的差别。为了达到这一目的，可以在流速相同的前提下，使横截面积不同，例如分流管道的横截面积为第一级颗粒分离机构的管道的横截面积的100倍。进一步地，导通管的横截面积与第一级颗粒分离机构的管道的横截面积相同。

其中，分流管道内可以采用任意方式实现管道空间的隔离，本发明对此不作限定。例如，分流管道由两个T型管道构成，两个T型管道的直管的密封端连接，且密封端设置有用于安装导通管的开口。

其中，可以在每个分流口处分别设置第二抽风装置，也可以从每个分流口分别引出抽气管道并汇总，将第二抽风装置设置于汇总处。

为使得分流管道的流量与第一级颗粒分离机构的管道的流量不同，也可以在横截面积相同的前提下，使得流速不同。相应的实现方式是，粉尘检测设备工作时，第一抽气装置产生的风速(即流速)不同于第二抽气装置产生的风速。根据所选用的抽气装置不同，抽气装置中影响产生的风速的工作参数不同，本发明实施例不做限定。以抽气泵为例，可以通过调节抽气泵的转速和/或流量来调节产生的风速。另外，本发明实施例也不对第一抽气装置和第二抽气装置产生的风速的具体取值进行限定，只要在实际使用中能够满足测试浓度即可。

为使得分流管道的流量与第一级颗粒分离机构的管道的流量不同，也可以使得横截面积和流速均不同。

本发明实施例提供的粉尘颗粒检测设备，为了清理掉沉积在设备内的粉尘颗粒，可以采用上述已有的抽气装置(例如上述第一抽气装置和/或第二抽气装置)进行清洁。相应的，抽气装置为可调速的抽气装置。优选地，颗粒分离腔体还包括另一出气口，粉尘颗粒检测设备还包括用于清洗的第三抽气装置，该第三抽气装置设置于颗粒分离腔体的该另一出气口处。

下面以PM1粉尘颗粒检测设备为例进行详细说明。

一个PM1粉尘颗粒检测设备的内部主要结构如图8所示，其最后一级颗粒分离机构(又称PM1切割头)及检测腔体、QCM的结构如图9所示，图8和图9中的箭头表示气流走向，101中的圆形表示粉尘颗粒。

如图8所示，测试腔体出气口处设置的第一抽风装置(本实施例中为抽气泵，AirPump)工作时，气体从颗粒分离腔体入气口上方设置的斗笠形遮挡部(应当指出的是，该遮挡部也可以是其他形状)的开口处进入第一级颗粒分离腔体的子腔体101中设置的第一级颗粒分离机构(又称切割头，Separator)的管道，进而冲击该第一级颗粒分离机构的冲撞部的冲撞面；部分直径较大的颗粒滞留在该冲撞面的凹形空间内，其他颗粒随气流溢出；又有部分直径较大的颗粒由于质量较大无法继续向上被吸入而滞留在子腔体101的内壁，其他颗粒随气流进入第一级颗粒分离机构的冲撞部的另一凹形空间，撞击该凹形空间中的凸面，又会使得部分直径较大的颗粒沉到子腔体101的内壁，其他颗粒随气流从该凹形空间的侧壁进入第二级颗粒分离机构的管道；气体再次冲撞设置在另一个子腔体101中的第二级颗粒分离机构的冲撞部的冲撞面；部分直径较大的颗粒滞留在该冲撞面的凹形空间内，其他颗粒随气流溢出；又有部分直径较大的颗粒由于质量较大无法继续向上被吸入而滞留在子腔体101的内壁，其他颗粒随气流进入第二级颗粒分离机构的冲撞部的另一凹形空间，撞击该凹形空间中的凸面，又会使得部分直径较大的颗粒沉到子腔体101的内壁，其他颗粒随气流从该凹形空进的侧壁进入连接管道；气流从连接管道进入测量腔体，并经漏斗形部件撞击QCM的检测面(QCMsamplechamber)，以便QCM进行浓度检测；气体最终从检测腔体的出口被排出。

为了清洁颗粒分离腔体及检测腔体，由用于清洁的第三抽风装置104(本实施例中的抽气泵，AirPump)通过清洁管道(cleaningpipe)105将沉积的颗粒排出。

其颗粒分离原理具体如图9所示，颗粒分离机构(又称PM1颗粒分割腔)有两个冲撞平面，分别为冲撞面B(即冲撞部的凹形冲撞面)和冲撞面C(即冲撞部的另一凹面)。D是QCM的表面(即检测面)，将用来测量颗粒物浓度。E是QCM的电路部。F是一个抽气泵，从进气道A(即管道14)进气。大于1微米的颗粒将被冲撞面B和C挡住。更多的切割头会有更多的碰撞面。小于1微米的颗粒将会被收集到D平面之上的测试腔中，所测试的是小于1微米的颗粒的密度和颗粒运动对D的冲击力。

影响收集PM1颗粒的效率的因素包括：气流速度V0，进气道A的横截面积，出气道F的横截面积。风速(即气流速度V0)由风扇(即抽气装置)的功率，A、F的横截面积，以及QCM的检测面上方的空间决定。当QCM的检测面上方的测试腔有较大的直径时，小颗粒将不容易被风扇吸出测试腔，这将获得更高的灵敏度。

当风扇的转动速度增加时，空气流速增加，这种流速的增加也可以将QCM的检测面D以及D上方测试腔的PM1颗粒迅速抽走。所以此时的信号/噪音比非常高。当传感器QCM正常工作时，QCM对颗粒的冲击力敏感，对测试腔内的空气密度敏感，并且对QCM表面的PM1颗粒敏感。

例如，我们可以设置收集PM1颗粒样品的时间从5分钟到30分钟(也可以是1到360分钟，由进气道收集到的颗粒浓度决定)。每一次，当风扇增加功率时，QCM检测面D和测试腔内的PM1颗粒将会被迅速抽走。会导致一个很大的QCM频率的变化。这个频率的变化是和收集的PM1颗粒浓度的变化成比例。因为这个抽气过程很短，温度等其他因素的变化带来的频率变化很小，会取得很高的信噪比。

另外，测试腔体的出气口越靠近QCM表面，增加风扇速度清洗QCM表面的效果越好；但是距离QCM表面D的距离越远，越有利于QCM测试腔收集PM1粉尘颗粒。出气口的位置设置可以根据实际需求实现。优选地，F通道不与QCM表面平行。

应当指出的是，图8所示的PM1粉尘颗粒检测设备适合低浓度粉尘颗粒测试，但是其能检测的最大浓度是1-10mg/m3。为了防止PM1粉尘颗粒爆炸，需要PM1粉尘颗粒检测设备可以测量到高浓度，例如0-50g/m3。为了使设备能够测试到该浓度，图10及图11显示了一种新的设计。其采用了旁路管道(即上述的分流管道)收集部分空气样本。旁路气道的横截面积是第一级颗粒分离机构的管道的100倍。当使用两级100倍横截面积的旁路气道时，设备所测试的浓度会增加10000倍。另外一种方法提高比例是使用不同速率的空气泵。PM1颗粒收集的速率和旁路的速率不同。

旁路管道不必延伸在进气道的外面。它可以在进气道内。旁路的管道可以被拆卸下来以利于清洗。

图10所示的高浓度PM1粉尘颗粒检测设备，其中，旁路管道不必延伸在进气道的外面。它可以在进气道内。旁路的管道可以被拆卸下来以利于清洗。

在图11的高浓度PM1粉尘颗粒检测设备，旁路管道在进气道的右边。旁路的管道可以被拆卸下来以利于清洗。两级旁路管道都在PM1粉尘颗粒检测设备的箱体外面。

应当指出的是，粉尘颗粒检测设备还可以包括其他部件。例如，其内部还有温度传感器、湿度传感器、流量传感器等等。还包括供电装置、数据存储单元、无线数据传输单元(比如WIFI，GPRS，蓝牙，ZIGBEE等等)。其外壳上还可以设置有显示器。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种粉尘颗粒检测设备，其特征在于，包括：

颗粒分离腔体，所述颗粒分离腔体的腔体壁开有一入气口和一出气口；所述颗粒分离腔体内设置有至少两级颗粒分离机构；每级颗粒分离机构均包括一冲撞部和一管道；每级颗粒分离机构的管道一端伸向本级颗粒分离机构的冲撞部的一面，每级颗粒分离机构的冲撞部面向本级颗粒分离机构的管道的一面为凹形冲撞面；第一级颗粒分离机构的管道另一端伸向所述入气口，第一级之外的颗粒分离机构的管道另一端伸向上一级颗粒分离机构的冲撞部的另一面；所述颗粒分离腔体的出气口低于最后一级颗粒分离机构；

检测腔体，所述检测腔体的腔体壁一端为质量负载效应传感器的检测面，所述检测腔体的非检测面的腔体壁开有一入气口和一出气口，所述检测腔体的入气口与所述颗粒分离腔体的出气口通过连接管道连通，且所述连接管道外壁分别与所述检测腔体的入气口和所述颗粒分离腔体的出气口密封连接，所述检测腔体的出气口处设置有第一抽气装置；

质量负载效应传感器的电路部，与所述检测面电连接。

2.根据权利要求1所述的粉尘检测设备，其特征在于，所述颗粒分离腔体的出气口低于所述检测腔体的入气口。

3.根据权利要求1或2所述的粉尘颗粒检测设备，其特征在于：

所述颗粒分离腔体内包括至少两个子腔体，每级颗粒分离机构分别设置于一子腔体内；或者，

每级颗粒分离机构还包括隔离板，隔离板与本级颗粒分离机构的冲撞部的所述另一面相对设置。

4.根据权利要求3所述的粉尘检测设备，其特征在于，每级颗粒分离机构的冲撞部的所述另一面为凹面，所述凹面侧壁设置有与下一级颗粒分离机构的管道连通的开口。

5.根据权利要求4所述的粉尘检测设备，其特征在于，每级颗粒分离机构的冲撞部的另一凹面内设置有突块。

6.根据权利要求1或2所述的粉尘检测设备，其特征在于，还包括外套于所述第一级颗粒分离机构的管道的分流管道，所述分流管道处设置有第二抽气装置。

7.根据权利要求6所述的粉尘检测设备，其特征在于：

所述分流管道内隔离出第一管道空间和第二管道空间，所述第一管道空间和所述第二管道空间通过导通管接通，所述第一管道空间和所述第二管道空间分别开有分流口，所述第二抽气装置设置于所述分流口；

第一级颗粒分离机构的管道与所述第二管道空间接通，所述分流管道的横截面积为所述第一级颗粒分离机构的管道的横截面积的100倍。

8.根据权利要求6所述的粉尘检测设备，其特征在于，所述粉尘检测设备工作时，所述第一抽气装置产生的风速不同于所述第二抽气装置产生的风速。

9.根据权利要求1或2所述的粉尘颗粒检测设备，其特征在于，所述颗粒分离腔体还包括另一出气口，所述粉尘颗粒检测设备还包括用于清洗的第三抽气装置，所述第三抽气装置设置于所述颗粒分离腔体的另一出气口处。

10.根据权利要求1或2所述的粉尘颗粒检测设备，其特征在于，所述检测腔体的出气口处设置有不密封的挡板；或者，

所述检测腔体由一漏斗形部件分隔出第一腔体和第二腔体，所述检测面位于所述第二腔体，所述漏斗形部件的敞口端朝向所述第一腔体，尖口端朝向所述检测面。