CN108362616A - 粉尘传感器及其校准方法、空气处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种粉尘传感器及其校准方法、空气处理设备,其中,粉尘传感器校准方法包括以下步骤:获取校准指令;控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件接收到的第一接收光强;计算第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对参考差和预设差值;当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强。本发明技术方案改善了粉尘传感器的检测效果。
Description
技术领域
本发明涉及空气处理技术领域,特别涉及一种粉尘传感器及其校准方法、空气处理设备。
背景技术
粉尘传感器利用光的散射检测空气中的粉尘浓度,如图1所示,通过光发射件100’发射检测光,当检测区域中存在粉尘300’时,检测光被粉尘300’散射,形成向各个方向传播的散射光,其中,部分散射光被偏离光发射件100’的出射光路设置的光接收件200’所接收,光接收件200’所接收到的接收光强与粉尘300’的颗粒大小和浓度等参数相关,从而根据光接收件200’接收到的散射光,能够获得空气中的粉尘情况。然而,在粉尘传感器长期使用后,光发射件100’发射的检测光强度将出现衰减,粉尘传感器的状态发生变化,即使在粉尘浓度很高时,也难以检测到有效的散射光,导致检测效果变差。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种粉尘传感器校准方法,旨在解决上述粉尘传感器发射的检测光强度发生衰减的技术问题,改善粉尘传感器的检测效果。
为实现上述目的,本发明提出的一种粉尘传感器校准方法,其中,粉尘传感器包括光发射件、第一光接收件、第二光接收件和光强调制组件;所述光发射件用以发射检测光;所述第一光接收件设于所述光发射件的出射光路上,以接收所述检测光;所述第二光接收件偏离所述光发射件的出射光路设置,以接收所述检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;所述光强调制组件用以调节所述光发射件的发射光强;
所述粉尘传感器校准方法包括以下步骤:
获取校准指令;
控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第一光接收件接收到的第一接收光强;
计算所述第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对所述参考差和预设差值;
当所述参考差大于所述预设差值时,调节所述光发射件的发射光强,直至所述参考差小于或等于所述预设差值,更新所述预设发射光强为当前的发射光强。
可选地,所述获取校准指令的步骤包括:
控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第二光接收件接收到的第二接收光强;
比对所述第二接收光强和第二预设光强;
当所述第二接收光强小于或等于所述第二预设光强时,生成校准指令。
可选地,所述获取校准指令的步骤包括:
控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第一光接收件接收到的第一接收光强和所述第二光接收件接收到的第二接收光强;
比对所述第一接收光强和第三预设光强;
当所述第一接收光强小于或等于所述第三预设光强时,比对所述第二接收光强和第四预设光强;
当所述第二接收光强小于或等于第四预设光强时,生成校准指令。
可选地,当所述参考差大于所述预设差值时,调节所述光发射件的发射光强,直至所述参考差小于或等于所述预设差值,更新所述预设发射光强为当前的发射光强的步骤包括:
当所述参考差大于所述预设差值时,计算所述光发射件当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值;
控制所述光发射件以所述算术平均值发射检测光,并获取所述第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
更新所述参考差为当前接收到的第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,并比对所述参考差和预设差值;
当所述参考差大于所述预设差值时,返回计算所述光发射件当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值的步骤;
当所述参考差小于或等于所述预设差值时,更新所述预设发射光强为当前的发射光强。
可选地,所述控制所述光发射件以所述算术平均值发射检测光,并获取所述第一光接收件当前接收到的第一接收光强的步骤包括:
比对所述算术平均值和第五预设光强;
当所述算术平均值大于所述第五预设光强时,生成提示信号;
当所述算术平均值小于或等于所述第五预设光强时,控制所述光发射件以所述算术平均值发射检测光,并获取所述第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
其中,所述第五预设光强大于所述第一预设光强。
可选地,在当所述参考差大于所述预设差值时,调节所述光发射件的发射光强,直至所述参考差小于或等于所述预设差值,更新所述预设发射光强为当前的发射光强的步骤之后,所述粉尘传感器校准方法还包括以下步骤:
控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第二光接收件接收到的第二接收光强;
根据所述第二接收光强,获取粉尘浓度和/或粉尘粒径。
本发明还提出一种粉尘传感器,所述粉尘传感器包括光发射件,第一光接收件,第二光接收件,光强调制组件,存储器,处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的粉尘传感器校准程序,其中,所述光发射件用以发射检测光;所述第一光接收件设于所述光发射件的出射光路上,以接收所述检测光;所述第二光接收件偏离所述光发射件的出射光路设置,以接收所述检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;所述光强调制组件用以调节所述光发射件的发射光强;所述粉尘传感器校准程序被所述处理器执行时实现粉尘传感器校准方法的步骤,所述粉尘传感器校准方法包括以下步骤:获取校准指令;控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第一光接收件接收到的第一接收光强;计算所述第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对所述参考差和预设差值;当所述参考差大于所述预设差值时,调节所述光发射件的发射光强,直至所述参考差小于或等于所述预设差值,更新所述预设发射光强为当前的发射光强。
可选地,所述粉尘传感器还包括滤光件,所述滤光件设于所述光发射件的出射光路上,且所述滤光件覆盖所述第一光接收件的光接收区域。
可选地,所述粉尘传感器还包括反射件,所述反射件设于所述光发射件的出射光路上;所述第一光接收件设于所述反射件的反射光路上,以接收被所述反射件反射的所述检测光。
可选地,所述粉尘传感器还包括聚光透镜,所述聚光透镜设于所述第二光接收件的入射光路上,以汇聚至少部分所述散射光;所述第二光接收件设于所述聚光透镜的出射焦平面上。
可选地,所述光强调制组件包括脉宽调制电路,所述脉宽调制电路与所述光发射件电连接,用以调节所述光发射件的发射光强。
本发明进一步提出一种空气处理设备,所述空气处理设备包括粉尘传感器,存储器,处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的粉尘传感器校准程序,其中,所述粉尘传感器包括光发射件、第一光接收件、第二光接收件和光强调制组件;所述光发射件用以发射检测光;所述第一光接收件设于所述光发射件的出射光路上,以接收所述检测光;所述第二光接收件偏离所述光发射件的出射光路设置,以接收所述检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;所述光强调制组件用以调节所述光发射件的发射光强;所述粉尘传感器校准程序被所述处理器运行时实现粉尘传感器校准方法的步骤,所述粉尘传感器校准方法包括以下步骤:获取校准指令;控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第一光接收件接收到的第一接收光强;计算所述第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对所述参考差和预设差值;当所述参考差大于所述预设差值时,调节所述光发射件的发射光强,直至所述参考差小于或等于所述预设差值,更新所述预设发射光强为当前的发射光强。
在本发明技术方案中,粉尘传感器包括光发射件、第一光接收件、第二光接收件和光强调制组件,光发射件用以发射检测光;第一光接收件设于光发射件的出射光路上,以接收检测光,第二光接收件偏离光发射件的出射光路设置,以接收检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光,光强调制组件用以调节光发射件的发射光强;粉尘传感器校准方法包括以下步骤:获取校准指令;控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件接收到的第一接收光强;计算第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对参考差和预设差值;当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强。通过第一光接收件监测光发射件的发射光强的变化,并根据第一光接收件接收到的第一接收光强对光发射件的预设发射光强进行校准,能够有效避免发射光强的衰减对检测造成的不良影响。同时,在初始时刻,通过设置一合适的预设发射光强,一方面便于根据发射光强的变化调整粉尘传感器的状态,解决长期使用过程中光线衰减或温度等环境因素导致的性能波动的问题,另一方面还能够在长时间衰减过程中进行多次调整,从而延长了粉尘传感器的使用寿命,进一步改善其检测效果。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为现有技术中粉尘传感器的结构示意图;
图2为本发明粉尘传感器一实施例的结构示意图;
图3为本发明粉尘传感器校准方法第一实施例的流程示意图;
图4为本发明粉尘传感器校准方法第二实施例中步骤S100的细化流程示意图;
图5为本发明粉尘传感器校准方法第三实施例中步骤S100的细化流程示意图;
图6为本发明粉尘传感器另一实施例的结构示意图;
图7为本发明粉尘传感器又一实施例的结构示意图;
图8为本发明粉尘传感器再一实施例的结构示意图。
其中,结构示意图中的箭头表示光的传播方向。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例,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。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种粉尘传感器校准方法,通过在光发射件的出射光路上设置第一光接收件直接接收检测光,以监测检测光强度的变化,及时校准检测光的强度,以改善粉尘传感器的检测效果。
在本发明的第一实施例中,如图2所示,粉尘传感器包括光发射件100、第一光接收件210、第二光接收件220和光强调制组件(图中未示出),光发射件100用以发射检测光;第一光接收件210设于光发射件100的出射光路上,以接收检测光;第二光接收件220偏离光发射件100的出射光路设置,以接收检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;光强调制组件用以调节光发射件100的发射光强;
如图3所示,粉尘传感器校准方法包括以下步骤:
步骤S100、获取校准指令;
步骤S200、控制光发射件100以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件210接收到的第一接收光强;
步骤S300、计算第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对参考差和预设差值;
步骤S400、当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强。
具体的,考虑到经粉尘300散射的光通常较弱,光发射件100可选用激光发射器,以发射激光作为检测光,一方面,激光的强度较高,单色性好,在散射后仍然能够相对简便地被探测到;另一方面,激光具有很好的准直性,能够避免光发射件100直接发射的检测光在传播过程中被第二光接收件220接收到出现误检。由光发射件100发射的检测光沿光发射件的出射光路传播,在出射光路上还可以设置透射镜或反射镜等,对检测光进行一定的调制,在光发射件的出射光路上,检测光的光强通常没有明显的改变,或者其光强的改变是可计算的,从而能够根据第一光接收件210所接收到的检测光,推测出光发射件100的性能变化情况。第二光接收件220偏离出射光路设置,以避免直接出射的检测光对散射光的检测造成干扰。当检测光被粉尘300散射时,至少部分检测光的传播方向将会改变,从而被第二光接收件220所接收,根据第二光接收件220接收到的散射光的强度、频谱等信息,以获取空气中粉尘的颗粒大小和浓度等信息。光强调制组件用以调节光发射件100的发射光强,以补偿光发射件100的性能变化导致的检测光光强的变化。其中,光强调制组件可以包括脉宽调制电路,脉宽调制电路与光发射件100电连接以调节检测光的强度,后文中还将详细阐述。或者,光强调制组件也可以是一组或多组滤光镜,设置在光发射件100的出射光路上,通过改变滤光镜或滤光镜的组合,实现不同程度的滤光,以调节经过检测区域的检测光的强度。在获取到校准指令后,控制光发射件100以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件210接收到的第一接收光强。根据第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,监测光发射件100发射的检测光的强度变化状况。记第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值为参考差,比对参考差和预设差值,当粉尘传感器的光发射件100没有明显变化时,第一接收光强与第一预设光强之间的偏差将很小,即参考差小于或等于预设差值,否则,需要对光发射件100的发射光强重新调节,以补偿检测光的强度的变化,保障检测的准确性。其中,第一预设光强根据初始的预设发射光强确定,即在粉尘传感器的出厂标定过程中,通过调节检测光的光强,得到合适的预设发射光强,此时,在洁净环境下第一光接收件210接收到的第一接收光强即为第一预设光强。在出厂标定过程中,通过设置一合适的预设发射光强,一方面便于在后续的长期使用过程中,当光线衰减或温度等环境因素导致性能波动时,简便地调节光发射件100的发射光强以维持检测光的稳定性;另一方面还能够在长时间衰减过程中进行多次调整,从而延长了粉尘传感器的使用寿命。
进一步的,考虑到光发射件100,特别是激光器的发射光强是逐渐达到稳定状态的,为了提高校准的准确度,避免由于光发射件100刚打开时发射光强不稳定导致校准出现偏差,在步骤S200中,累计光发射件100以预设发射光强发射检测光的持续时长,当累计的持续时长大于或等于预设时长时,获取第一光接收件210接收到的第一接收光强,以避免发射光强不稳定对校准的影响,提高校准的准确度。
在本实施例中,粉尘传感器包括光发射件100、第一光接收件210、第二光接收件220和光强调制组件,光发射件100用以发射检测光;第一光接收件210设于光发射件100的出射光路上,以接收检测光,第二光接收件220偏离光发射件100的出射光路设置,以接收检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光,光强调制组件用以调节光发射件100的发射光强;粉尘传感器校准方法包括以下步骤:获取校准指令;控制光发射件100以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件210接收到的第一接收光强;计算第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对参考差和预设差值;当参考差大于预设差值时,调节光发射件100的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强。通过第一光接收件210监测光发射件的发射光强的变化,并根据第一光接收件210接收到的第一接收光强对光发射件100的预设发射光强进行校准,能够有效避免发射光强的衰减对检测造成的不良影响。同时,在初始时刻,通过设置一合适的预设发射光强,一方面便于根据发射光强的变化调整粉尘传感器的状态,解决长期使用过程中光线衰减或温度等环境因素导致的性能波动的问题,另一方面还能够在长时间衰减过程中进行多次调整,从而延长了粉尘传感器的使用寿命,进一步改善其检测效果。
在本发明的第二实施例中,如图4所示,步骤S100包括:
步骤S110、控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第二光接收件接收到的第二接收光强;
步骤S120、比对第二接收光强和第二预设光强;
步骤S130、当第二接收光强小于或等于第二预设光强时,生成校准指令。
在本实施例中,为了保障校准的准确性,在获取到校准指令时,应保障空气中粉尘浓度低于一设定阈值,以免粉尘对校准过程造成干扰。相应的,校准指令的生成与粉尘浓度相关,即当粉尘浓度很低时,方生成校准指令,在获取到生成的校准指令后,方进行粉尘传感器的校准。具体的,校准指令是根据第二光接收件220接收到的第二接收光强自动生成的,第二光接收件220接收到的第二接收光强反映了粉尘的浓度。其中,第二预设光强与粉尘浓度的设定阈值相应,当第二接收光强小于或等于第二预设光强时,表明当前粉尘浓度小于或等于设定阈值,满足校准要求,生成校准指令以控制粉尘传感器执行校准。进一步的,每当第二光接收件220获取到空气中粉尘浓度较低、即低于设定阈值时,则生成校准指令以进行校准,有助于及时调节光发射件100的发射光强,使粉尘传感器始终保持在较好的工作状态。
在本发明的第三实施例中,如图5所示,步骤S100包括:
步骤S140、控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件接收到的第一接收光强和第二光接收件接收到的第二接收光强;
步骤S150、比对第一接收光强和第三预设光强;
步骤S160、当第一接收光强小于或等于第三预设光强时,比对第二接收光强和第四预设光强;
步骤S170、当第二接收光强小于或等于第四预设光强时,生成校准指令。
在粉尘传感器的运行过程中,若第一光接收件210接收到的第一接收光强很小,可能需要对粉尘传感器进行校准。然而,导致第一接收光强小于或等于第三预设光强的原因也有可能是当前状态下的粉尘浓度过大。在本实施例中,结合第一光接收件210接收到的第一接收光强和第二光接收件220接收到的第二接收光强,确认粉尘传感器的状态。当第一接收光强小于或等于第三预设光强时,通过获取第二光接收件220接收到的第二接收光强,确定第一接收光强变弱的原因。若第二接收光强大于第四预设光强,则表明当前状态下粉尘浓度较高,第一接收光强的减弱并不一定是由于检测光强度变化导致的。若第二接收光强小于或等于第四预设光强,则表明当前状态下粉尘浓度较低,第一接收光强的减弱是由于检测光自身的强度发生了衰减,有必要进行校准,通过生成校准指令校准粉尘传感器,以保障粉尘传感器的工作状态。
在本发明的第四实施例中,步骤S400包括:
步骤S410、当参考差大于预设差值时,计算光发射件100当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值;
步骤S420、控制光发射件100以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件210当前接收到的第一接收光强;
步骤S430、更新参考差为当前接收到的第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,并比对参考差和预设差值;
步骤S441、当参考差大于预设差值时,返回计算光发射件100当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值的步骤;
步骤S442、当参考差小于或等于预设差值时,更新预设发射光强为当前的发射光强。
在本实施例中,通过半分法调节光发射件100的发射光强,以快捷地调节参考差至小于或等于预设差值。假设校准过程中,第i次调整前的第一接收光强为Air,光发射件100的发射光强为Aie,第一预设光强为A0,预设差值为ΔA。那么,当|Air-A0|>ΔA时,则以A(i+1)e=(Aie+A0)/2作为第i次调整后,即第i+1次调整前的光发射件100的发射光强,控制光发射件100以A(i+1)e发射检测光,并获取第i次调整后的第一接收光强A(i+1)r,更新参考差为|A(i+1)r-A0|。当|A(i+1)r-A0|≤ΔA时,更新预设发射光强为当前的发射光强A(i+1)e;否则,继续以A(i+2)e=(A(i+1)e+A0)/2作为第i+1次调整后的发射光强进行校准,直至参考差小于或等于预设差值。在后续检测粉尘的过程中,以更新后的预设发射光强发射检测光,以改善检测效果。
进一步的,步骤S420包括:
步骤S421、比对算术平均值和第五预设光强;
步骤S422、当算术平均值大于第五预设光强时,生成提示信号;
步骤S423、当算术平均值小于或等于第五预设光强时,控制光发射件以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
其中,第五预设光强大于第一预设光强。
考虑到当光发射件100的衰减较为严重时,可能已经无法通过光强调制组件补偿检测光的强度衰减。此时,为了避免粉尘传感器继续自动校准导致故障或安全隐患,有必要生成提示信号以提醒用户进行手动控制。第五预设强度为光发射件100当前状态下的最大发射光强,若光发射件100的发射光强已经达到其最大发射光强时,生成提示信号提示用户更换光发射件100或排查是否存在其它故障,否则,控制光发射件100以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件当前接收到的第一接收光强,以继续进行校准。
在本发明的上述实施例中,在步骤S400之后,粉尘传感器校准方法还包括以下步骤:
步骤S500、控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第二光接收件接收到的第二接收光强;
步骤S600、根据第二接收光强,获取粉尘浓度和/或粉尘粒径。
在对粉尘传感器进行校准后,可以进行正常的检测。在检测过程中,通过控制光发射件100以预设发射光强发射检测光,获取第二光接收件220接收到的散射光的强度,获取粉尘浓度和/或粉尘粒径。通常,粉尘浓度越大,第二接收光强相应增大。此外,当粉尘粒径与检测光的波长之间的匹配度越高,被散射的检测光也越多,即第二接收光强增大。
本发明还提出一种粉尘传感器,如图2所示,在本发明的一实施例中,粉尘传感器包括光发射件100,第一光接收件210,第二光接收件220,光强调制组件,存储器,处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的粉尘传感器校准程序,其中,光发射件100用以发射检测光;第一光接收件210设于光发射件100的出射光路上,以接收检测光;第二光接收件220偏离光发射件100的出射光路设置,以接收检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;光强调制组件(图中未示出)用以调节光发射件100的发射光强。
具体的,考虑到经粉尘300散射的光通常较弱,光发射件100可选用激光发射器,以发射激光作为检测光,一方面,激光的强度较高,单色性好,在散射后仍然能够相对简便地被探测到;另一方面,激光具有很好的准直性,能够避免光发射件100直接发射的检测光在传播过程中被第二光接收件220接收到出现误检。由光发射件100发射的检测光沿光发射件100的出射光路传播,在出射光路上还可以设置透射镜或反射镜等,对检测光进行一定的调制,在光发射件的出射光路上,检测光的光强通常没有明显的改变,或者其光强的改变是可计算的,从而能够根据第一光接收件210所接收到的检测光,推测出光发射件100的性能变化情况。第二光接收件220偏离出射光路设置,以避免直接出射的检测光对散射光的检测造成干扰。当检测光被粉尘300散射时,至少部分检测光的传播方向将会改变,从而被第二光接收件220所接收,以获取空气中粉尘的颗粒大小和浓度等信息。光强调制组件用以调节光发射件100的发射光强,以补偿光发射件100的性能变化导致的检测光光强的变化。其中,光强调制组件可以包括脉宽调制电路,脉宽调制电路与光发射件100电连接以调节检测光的强度,后文中还将详细阐述。或者,光强调制组件也可以是一组或多组滤光镜,设置在光发射件100的出射光路上,通过改变滤光镜或滤光镜的组合,实现不同程度的滤光,以调节经过检测区域的检测光的强度。
在本发明的另一实施例中,如图6所示,粉尘传感器还包括滤光件400,滤光件400设于光发射件100的出射光路上,且滤光件400覆盖第一光接收件210的光接收区域。由于散射光的强度较低,为了保障其检测效果,光发射件100直接发射的检测光往往具有较高的强度。在光发射件100的出射光路上,若没有额外设置其它光学组件,检测光强度的变化通常较小,导致第一光接收件210接收到的第一接收光强较高,使其使用寿命大幅缩短。而在本实施例中,通过设置滤光件400滤除部分检测光,有效降低第一光接收件210接收到的第一接收光强,以延长第一光接收件210的使用寿命。为了避免对散射光的强度造成影响,滤光件400通常靠近第一光接收件210的光接收区域设置。
在本发明的又一实施例中,如图7所示,粉尘传感器还包括反射件500,反射件500设于光发射件100的出射光路上;第一光接收件210设于反射件500的反射光路上,以接收被反射建500反射的检测光。在检测光被反射件500反射前后,其强度将发生一定程度的减小,因此,在本实施例中,通过设置反射件500,一方面降低了直射在第一光接收件210上的检测光的强度,使第一光接收件210接收到的第一接收光强减弱,以延长第一光接收件210的使用寿命;另一方面,反射件500还改变了检测光的传播方向,从而有利于减少直接发射的检测光对散射光的干扰,改善第二光接收件220对散射光的检测环境,提高检测的准确度。
在本发明的再一实施例中,如图8所示,粉尘传感器还包括聚光透镜600,聚光透镜600设于第二光接收件220的入射光路上,以汇聚至少部分散射光;第二光接收件220设于聚光透镜600的出射焦平面上。在本实施例中,通过设置聚光透镜600,对第二光接收件220所接收的散射光进行一定程度的汇聚,当第二光接收件220设于聚光透镜600的出射焦平面上时,汇聚效果最好,以增强第二光接收件220接收到的散射光的光强,从而提高检测的准确性。其中,聚光透镜600可以是孤立的透镜,也可以是由多个透镜所形成的透镜组,以实现更好的汇聚效果。
在本发明的上述实施例中,光强调制组件包括脉宽调制电路,脉宽调制电路与光发射件电连接,用以调节光发射件的发射光强。脉宽调制电路通过调节驱动信号的占空比,以调整光发射件的发射光强。其中,占空比的可调范围为M%~100%,M%为粉尘传感器能够正常工作的最小占空比。光发射件100的初始占空比C%处于M%~100%之间。在出厂标定过程中,通过设置一低于100%的占空比C%,一方面可以在后续过程中方便地调整粉尘传感器的状态,解决长期使用过程中光线衰减或温度等环境因素导致的性能波动的问题,另一方面还能够在长时间衰减过程中进行多次调整,从而延长粉尘传感器的使用寿命。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,并执行以下操作:
获取校准指令;
控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件接收到的第一接收光强;
计算第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对参考差和预设差值;
当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,获取校准指令的操作包括:
控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第二光接收件接收到的第二接收光强;
比对第二接收光强和第二预设光强;
当第二接收光强小于或等于第二预设光强时,生成校准指令。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,获取校准指令的操作包括:
控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件接收到的第一接收光强和第二光接收件接收到的第二接收光强;
比对第一接收光强和第三预设光强;
当第一接收光强小于或等于第三预设光强时,比对第二接收光强和第四预设光强;
当第二接收光强小于或等于第四预设光强时,生成校准指令。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强的操作包括:
当参考差大于预设差值时,计算光发射件当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值;
控制光发射件以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
更新参考差为当前接收到的第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,并比对参考差和预设差值;
当参考差大于预设差值时,返回计算光发射件当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值的步骤;
当参考差小于或等于预设差值时,更新预设发射光强为当前的发射光强。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,控制光发射件以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件当前接收到的第一接收光强的操作包括:
比对算术平均值和第五预设光强;
当算术平均值大于第五预设光强时,生成提示信号;
当算术平均值小于或等于第五预设光强时,控制光发射件以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
其中,第五预设光强大于第一预设光强。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,在当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强的操作之后,还执行以下操作:
控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第二光接收件接收到的第二接收光强;
根据第二接收光强,获取粉尘浓度和/或粉尘粒径。
本发明还提出一种空气处理设备,空气处理设备包括粉尘传感器,存储器,处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的粉尘传感器校准程序,粉尘传感器包括光发射件、第一光接收件、第二光接收件和光强调制组件,光发射件用以发射检测光;第一光接收件设于光发射件的出射光路上,以接收检测光;第二光接收件偏离光发射件的出射光路设置,以接收检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;光强调制组件用以调节光发射件的发射光强。该粉尘传感器的具体结构参照上述粉尘传感器的相关实施例,由于本空气处理设备采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,并执行以下操作:
获取校准指令;
控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件接收到的第一接收光强;
计算第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对参考差和预设差值;
当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,获取校准指令的操作包括:
控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第二光接收件接收到的第二接收光强;
比对第二接收光强和第二预设光强;
当第二接收光强小于或等于第二预设光强时,生成校准指令。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,获取校准指令的操作包括:
控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第一光接收件接收到的第一接收光强和第二光接收件接收到的第二接收光强;
比对第一接收光强和第三预设光强;
当第一接收光强小于或等于第三预设光强时,比对第二接收光强和第四预设光强;
当第二接收光强小于或等于第四预设光强时,生成校准指令。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强的操作包括:
当参考差大于预设差值时,计算光发射件当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值;
控制光发射件以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
更新参考差为当前接收到的第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,并比对参考差和预设差值;
当参考差大于预设差值时,返回计算光发射件当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值的步骤;
当参考差小于或等于预设差值时,更新预设发射光强为当前的发射光强。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,控制光发射件以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件当前接收到的第一接收光强的操作包括:
比对算术平均值和第五预设光强;
当算术平均值大于第五预设光强时,生成提示信号;
当算术平均值小于或等于第五预设光强时,控制光发射件以算术平均值发射检测光,并获取第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
其中,第五预设光强大于第一预设光强。
处理器调用存储器中存储的粉尘传感器校准程序,在当参考差大于预设差值时,调节光发射件的发射光强,直至参考差小于或等于预设差值,更新预设发射光强为当前的发射光强的操作之后,还执行以下操作:
控制光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取第二光接收件接收到的第二接收光强;
根据第二接收光强,获取粉尘浓度和/或粉尘粒径。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种粉尘传感器校准方法,其特征在于,粉尘传感器包括光发射件、第一光接收件、第二光接收件和光强调制组件;所述光发射件用以发射检测光;所述第一光接收件设于所述光发射件的出射光路上,以接收所述检测光;所述第二光接收件偏离所述光发射件的出射光路设置,以接收所述检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;所述光强调制组件用以调节所述光发射件的发射光强;
所述粉尘传感器校准方法包括以下步骤:
获取校准指令;
控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第一光接收件接收到的第一接收光强;
计算所述第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,记为参考差,并比对所述参考差和预设差值;
当所述参考差大于所述预设差值时,调节所述光发射件的发射光强,直至所述参考差小于或等于所述预设差值,更新所述预设发射光强为当前的发射光强。
2.如权利要求1所述的粉尘传感器校准方法,其特征在于,所述获取校准指令的步骤包括:
控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第二光接收件接收到的第二接收光强;
比对所述第二接收光强和第二预设光强;
当所述第二接收光强小于或等于所述第二预设光强时,生成校准指令。
3.如权利要求1所述的粉尘传感器校准方法,其特征在于,所述获取校准指令的步骤包括:
控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第一光接收件接收到的第一接收光强和所述第二光接收件接收到的第二接收光强;
比对所述第一接收光强和第三预设光强;
当所述第一接收光强小于或等于所述第三预设光强时,比对所述第二接收光强和第四预设光强;
当所述第二接收光强小于或等于第四预设光强时,生成校准指令。
4.如权利要求1所述的粉尘传感器校准方法,其特征在于,当所述参考差大于所述预设差值时,调节所述光发射件的发射光强,直至所述参考差小于或等于所述预设差值,更新所述预设发射光强为当前的发射光强的步骤包括:
当所述参考差大于所述预设差值时,计算所述光发射件当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值;
控制所述光发射件以所述算术平均值发射检测光,并获取所述第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
更新所述参考差为当前接收到的第一接收光强与第一预设光强的差的绝对值,并比对所述参考差和预设差值;
当所述参考差大于所述预设差值时,返回计算所述光发射件当前的发射光强和第一预设光强的算术平均值的步骤;
当所述参考差小于或等于所述预设差值时,更新所述预设发射光强为当前的发射光强。
5.如权利要求4所述的粉尘传感器校准方法,其特征在于,所述控制所述光发射件以所述算术平均值发射检测光,并获取所述第一光接收件当前接收到的第一接收光强的步骤包括:
比对所述算术平均值和第五预设光强;
当所述算术平均值大于所述第五预设光强时,生成提示信号;
当所述算术平均值小于或等于所述第五预设光强时,控制所述光发射件以所述算术平均值发射检测光,并获取所述第一光接收件当前接收到的第一接收光强;
其中,所述第五预设光强大于所述第一预设光强。
6.如权利要求1至5中任一项所述的粉尘传感器校准方法,其特征在于,在当所述参考差大于所述预设差值时,调节所述光发射件的发射光强,直至所述参考差小于或等于所述预设差值,更新所述预设发射光强为当前的发射光强的步骤之后,所述粉尘传感器校准方法还包括以下步骤:
控制所述光发射件以预设发射光强发射检测光,并获取所述第二光接收件接收到的第二接收光强;
根据所述第二接收光强,获取粉尘浓度和/或粉尘粒径。
7.一种粉尘传感器,其特征在于,所述粉尘传感器包括光发射件,第一光接收件,第二光接收件,光强调制组件,存储器,处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的粉尘传感器校准程序,其中,
所述光发射件用以发射检测光;
所述第一光接收件设于所述光发射件的出射光路上,以接收所述检测光;
所述第二光接收件偏离所述光发射件的出射光路设置,以接收所述检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;
所述光强调制组件用以调节所述光发射件的发射光强;
所述粉尘传感器校准程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的粉尘传感器校准方法的步骤。
8.如权利要求7所述的粉尘传感器,其特征在于,所述粉尘传感器还包括滤光件,所述滤光件设于所述光发射件的出射光路上,且所述滤光件覆盖所述第一光接收件的光接收区域。
9.如权利要求7所述的粉尘传感器,其特征在于,所述粉尘传感器还包括反射件,所述反射件设于所述光发射件的出射光路上;所述第一光接收件设于所述反射件的反射光路上,以接收被所述反射件反射的所述检测光。
10.如权利要求7所述的粉尘传感器,其特征在于,所述粉尘传感器还包括聚光透镜,所述聚光透镜设于所述第二光接收件的入射光路上,以汇聚至少部分所述散射光;所述第二光接收件设于所述聚光透镜的出射焦平面上。
11.如权利要求7至10中任一项所述的粉尘传感器,其特征在于,所述光强调制组件包括脉宽调制电路,所述脉宽调制电路与所述光发射件电连接,用以调节所述光发射件的发射光强。
12.一种空气处理设备,其特征在于,所述空气处理设备包括粉尘传感器,存储器,处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的粉尘传感器校准程序,其中,
所述粉尘传感器包括光发射件、第一光接收件、第二光接收件和光强调制组件;所述光发射件用以发射检测光;所述第一光接收件设于所述光发射件的出射光路上,以接收所述检测光;所述第二光接收件偏离所述光发射件的出射光路设置,以接收所述检测光被检测区域中粉尘散射后所产生的散射光;所述光强调制组件用以调节所述光发射件的发射光强;
所述粉尘传感器校准程序被所述处理器运行时实现如权利要求1至6中任一项所述的粉尘传感器校准方法的步骤。
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