CN107421858A - 便携式电子产品及其微颗粒物传感装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式电子产品及其微颗粒物传感装置，微颗粒物传感装置，包括本体部件(1)及设置于所述本体部件(1)的气流通道内，用于检测微粒含量的检测单元，还包括设置于所述气流通道内的流量传感器(2)。本发明提供的微颗粒物传感装置，有效避免了在微颗粒物传感装置内设置风扇，有效减小了微颗粒物传感装置的体积，便于集成于随身携带的产品中；并且，功耗低且降低了生产成本；避免了风扇的耗损器件，有效提高了微颗粒物传感装置的使用寿命；无需运动部件(如风扇)，有效避免了微颗粒物传感装置振动的情况，以便于集成在其他设备上，方便了微颗粒物传感装置的设置。
Description
技术领域
本发明涉及微颗粒物检测设备技术领域，特别涉及一种便携式电子产品及其微颗粒物传感装置。
背景技术
大气环境对人们的健康有着至关重要的影响，大气中的可吸入颗粒物一直是大气环境监测的重点。微颗粒物传感装置中的PM2.5传感装置广泛应用。其中，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称可入肺颗粒物，由于其粒径小，非常容易携带大量的病毒、细菌等有害物质，且不容易沉淀，在空气中停留时间长，输送距离远，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。
以PM2.5传感装置为例进行说明：
目前，PM2.5传感装置中具有主动送风装置(风扇或其他产生空气对流的装置)，以便于使外界空气进入PM2.5传感装置中进行检测。例如夏普GP2Y1051AU0F，攀藤PMS5003等。
但是，由于需要设置风扇等主动送风装置，并且主动送风装置需要具有相应的驱动装置(如电机等)，使得PM2.5传感装置的功耗较大，生产成本较高。主动送风装置的使用寿命不高，进而影响PM2.5传感装置的使用寿命，并且，主动送风装置的结构复杂，体积大，不便于集成到便携式电子产品中。
因此，如何减小体积，降低功耗及生产成本，提高使用寿命且便于集成设置，是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种微颗粒物传感装置，以减小体积，降低功耗及生产成本，提高使用寿命且便于集成设置。本发明还公开了一种具有上述微颗粒物传感装置的便携式电子产品。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微颗粒物传感装置，包括本体部件及设置于所述本体部件的气流通道内，用于检测微粒含量的检测单元，还包括设置于所述气流通道内的流量传感器。
优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述气流通道的进气口的横截面积大于所述气流通道的出气口的横截面积。
优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述进气口为扩口结构，其大端背向所述检测单元；
和/或，所述出气口为收口结构，其小端背向所述检测单元。
优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述流量传感器位于所述检测单元朝向所述气流通道的进气口的一侧。
优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述流量传感器包括加热器及至少两个距离所述加热器的距离不同的温度传感器。
优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述温度传感器的数量为多个且沿所述气流通道排列。
优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述温度传感器的数量为偶数个且对称设置于所述加热器的两侧。
优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述检测单元包括光敏传感器及与其对应的激光发射器；所述光敏传感器与所述激光发射器的排列方向垂直于所述气流通道。
优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述本体部件上具有供所述激光发射器嵌入的嵌入槽，所述嵌入槽具有与所述气流通道连通的开口；
所述气流通道远离所述嵌入槽的侧壁上设置有用于避让所述光敏传感器的避让槽。
本发明还提供了一种便携式电子产品，包括如上述任一项所述的微颗粒物传感装置。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的微颗粒物传感装置，在本体部件的气流通道内设置流量传感器及检测单元，通过人体带动微颗粒物传感装置运动，使得外界空气以气流方式流过气流通道，通过流量传感器测得的气流流量，并使用检测单元对微颗粒物进行检测，进而获得单位体积的微粒含量。本发明提供的微颗粒物传感装置，有效避免了在微颗粒物传感装置内设置风扇，有效减小了微颗粒物传感装置的体积，便于集成于随身携带的产品中；并且，功耗低且降低了生产成本；避免了风扇的耗损器件，有效提高了微颗粒物传感装置的使用寿命；无需运动部件(如风扇)，有效避免了微颗粒物传感装置振动的情况，以便于集成在其他设备上，方便了微颗粒物传感装置的设置。
本发明还提供了一种便携式电子产品，包括如上述任一种微颗粒物传感装置。由于上述微颗粒物传感装置具有上述技术效果，具有上述微颗粒物传感装置的便携式电子产品也应具有同样的技术效果，在此不再意义累述。
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为本发明实施例提供的微颗粒物传感装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的微型流量传感器的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种微颗粒物传感装置，以减小体积，降低功耗及生产成本，提高使用寿命且便于集成设置。本发明还公开了一种具有上述微颗粒物传感装置的便携式电子产品。
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做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。
请参考图1和图2，图1为本发明实施例提供的微颗粒物传感装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的微型流量传感器的结构示意图。
本发明实施例提供了一种微颗粒物传感装置，包括本体部件1及设置于本体部件1的气流通道内的检测单元，检测单元用于检测微粒含量。其中，还包括设置于气流通道内的流量传感器2。
本发明实施例提供的微颗粒物传感装置，在本体部件1的气流通道内设置流量传感器2及检测单元，通过人体带动微颗粒物传感装置运动，使得外界空气以气流方式流过气流通道，通过流量传感器2测得的气流流量，并使用检测单元对微颗粒物进行检测，进而获得单位体积的微粒含量。本发明实施例提供的微颗粒物传感装置，有效避免了在微颗粒物传感装置内设置风扇，有效减小了微颗粒物传感装置的体积，便于集成于随身携带的产品中；并且，功耗低且降低了生产成本；避免了风扇的耗损器件，有效提高了微颗粒物传感装置的使用寿命；无需运动部件(如风扇)，有效避免了微颗粒物传感装置振动的情况，以便于集成在其他设备上，方便了微颗粒物传感装置的设置。
通过在微颗粒物传感装置中集成流量传感器2，可以检测气流经过的速度，通过统计单位时间的颗粒数，反求出空气中的污染物颗粒浓度。因为在空气中污染颗粒浓度一定的时候，气流速度和单位时间测量到的颗粒数成正比。
可以理解的是，上述微颗粒物传感装置尤其用于体积在10*10*3mm以内的微型PM2.5传感器芯片。当然，也可以使其他类型的微颗粒物传感装置，在此不再一一累述且均在保护范围之内。
可以理解的是，在本发明实施例提供的微颗粒物传感装置的使用过程中，为了获得气体流速，需要用户移动微颗粒物传感装置或将微颗粒物传感装置至于气流中。
优选地，气流通道的进气口6的横截面积大于气流通道的出气口7的横截面积。通过上述设置，进一步方便了外界空气进入气流通道。
如图1所示，进气口6为扩口结构，其大端背向检测单元。即，随着气流由进气口6进入气流通道，气流流通的横截面积减小。并且，出气口7为收口结构，其小端背向检测单元。即，随着气流流向气流通道的出气口7，气流流通的横截面积减小。通过上述设置，有效提高了气流通道内气流的流速，以便于提高流量传感器2的检测精度。
也可以仅将进气口6设置为扩口结构；或，仅将出气口7设置为收口结构，在此不再一一累述且均在保护范围之内。
为了便于布置，流量传感器2位于检测单元朝向气流通道的进气口6的一侧。即，气流先经过流量传感器2进行流量检测，再经过检测单元进行微粒检测，进而提高检测精度。
当然，也可以使流量传感器2位于检测单元朝向气流通道的出气口7的一侧；或者，流量传感器2与检测单元位于气流通道的同一横截面上，即，气流同时通过流量传感器2与检测单元。
如图2所示，在本实施例中，流量传感器2包括加热器21及至少两个距离加热器21的距离不同的温度传感器22。其中，加热器21产生的热量加热气流通道中流动或静止的空气，通过温度传感器22检测不同位置的气体温度差，拟合出气体流速，进而得出流量值。
优选地，温度传感器22的数量为多个且沿气流通道排列。通过上述设置，进一步提高了检测精度。
在本实施例中，温度传感器22的数量为偶数个且对称设置于加热器21的两侧。如图2所示，温度传感器22的数量为4个，且每两个对称设置于于加热器21的两侧。当然，温度传感器22的数量也可以为2个、6个或8个等，在此不再详细说明。
本实施例中，检测单元包括光敏传感器4及与其对应的激光发射器3；光敏传感器4与激光发射器3的排列方向垂直于气流通道。其原理是，微粒随着空气形成的气流沿气流通道流动，进入激光照射区域(光敏传感器4与激光发射器3之间的区域)会产生的漫反射，通过光敏传感器4(如光敏二极管等)可以捕获这种漫反射脉冲。通过对一定气流速度的漫反射脉冲出现频率进行统计，可以计算出单位体积的颗粒物浓度。当然，也可以采用其他方式检测微粒含量。
优选地，本发明实施例提供的微颗粒物传感装置，使用直径低于1.5mm，长度低于5mm的激光发射器3，大大降低了激光发射器3的尺寸，进而降低了微颗粒物传感装置的体积。
通过上述设置，微颗粒物传感装置的体积可以控制在10mm*10mm*5mm以内，从而便于制作成芯片级SMT贴片元件，直接通过焊接或卡扣连接等方式将微颗粒物传感装置连接在便携式电子设备的电路板上。如，直接连接在运动手环或手机等电子设备，使用户可以对个人局部环境空气质量进行检测和实时监控。
为了保证激光照射区域的面积，提高检测精度，本体部件1上具有供激光发射器3嵌入的嵌入槽，嵌入槽具有与气流通道连通的开口；气流通道远离嵌入槽的侧壁上设置有用于避让光敏传感器4的避让槽5。通过上述设置，使得光敏传感器4与激光发射器3之间的区域较大，进而方便了对微粒的检测。
如图1所示，优选地，避让槽5为“V”型槽，槽口朝向激光发射器3。
本发明实施例还提供了一种便携式电子产品，包括如上述任一种微颗粒物传感装置。由于上述微颗粒物传感装置具有上述技术效果，具有上述微颗粒物传感装置的便携式电子产品也应具有同样的技术效果，在此不再意义累述。
上述便携式电子产品可以为手机或手环等。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
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 (10)
1.一种微颗粒物传感装置，包括本体部件(1)及设置于所述本体部件(1)的气流通道内，用于检测微粒含量的检测单元，其特征在于，还包括设置于所述气流通道内的流量传感器(2)。
2.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述气流通道的进气口(6)的横截面积大于所述气流通道的出气口(7)的横截面积。
3.如权利要求2所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述进气口(6)为扩口结构，其大端背向所述检测单元；
和/或，所述出气口(7)为收口结构，其小端背向所述检测单元。
4.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述流量传感器(2)位于所述检测单元朝向所述气流通道的进气口(6)的一侧。
5.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述流量传感器(2)包括加热器(21)及至少两个距离所述加热器(21)的距离不同的温度传感器(22)。
6.如权利要求5所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述温度传感器(22)的数量为多个且沿所述气流通道排列。
7.如权利要求5或6所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述温度传感器(22)的数量为偶数个且对称设置于所述加热器(21)的两侧。
8.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述检测单元包括光敏传感器(4)及与其对应的激光发射器(3)；所述光敏传感器(4)与所述激光发射器(3)的排列方向垂直于所述气流通道。
9.如权利要求8所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述本体部件(1)上具有供所述激光发射器(3)嵌入的嵌入槽，所述嵌入槽具有与所述气流通道连通的开口；
所述气流通道远离所述嵌入槽的侧壁上设置有用于避让所述光敏传感器(4)的避让槽(5)。
10.一种便携式电子产品，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的微颗粒物传感装置。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |