CN108414412A - 一种pm2.5检测传感器和粉尘检测传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于空气质量检测技术领域，公开了一种PM2.5检测传感器和粉尘检测传感器。PM2.5检测传感器包括红外发射头和红外接收器，还包括用于将所述红外发射头发出的红外线经至少两次连续反射且反射至所述红外接收器的反射镜组，所述反射镜组包括至少两个反射器件。粉尘检测传感器包括红外发射头和红外接收器，还包括用于将所述红外发射头发出的红外线经至少三次连续反射后射至所述红外接收器的反射镜组，所述反射镜组包括至少三个反射器件。本发明所提供的一种PM2.5检测传感器和粉尘检测传感器，红外线经过至少两次反射才射至红外接收器，红外线可以多次衰减，更易于检测，检测效果佳。
Description
技术领域
本发明属于空气质量检测技术领域，尤其涉及一种PM2.5检测传感器和粉尘检测传感器。
背景技术
目前的PM2.5检测传感器，一般采用红外传感式或激光传感式，现有技术中的中红外传感式PM2.5检测传感器，其红外发射头直接与红外接收端相对设置，红外线从红外发射头射出后直接射至红外接收端，检测效果欠佳。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种PM2.5检测传感器和粉尘检测传感器，其检测效果佳。
本发明的技术方案是：一种PM2.5检测传感器，包括红外发射头和红外接收器，还包括用于将所述红外发射头发出的红外线经至少两次连续反射且反射至所述红外接收器的反射镜组，所述反射镜组包括至少两个反射器件。
可选地，所述反射镜组包括至少四个用于依次反射红外线的反射器件。
可选地，所述反射镜组包括用于将红外线反射至所述红外接收器的第一反射器件、用于将红外线反射至所述第一反射器件的第二反射器件、用于将红外线反射至所述第二反射器件的第三反射器件和用于将红外线反射至所述第三反射器件的第四反射器件，所述第四反射器件位于所述红外发射器的前方，所述第三反射器件位于所述红外接收器的下方，所述第二反射器件位于所述第四反射器件的上方，所述第一反射器件位于所述红外接收器的上方。
可选地，所述红外发射头为双波段红外发射管或多波段红外发射管。
可选地，所述第一反射器件通过第一转轴连接于安装基板，所述第一转轴连接有第一电机。
可选地，所述红外发射头的一侧设置有激光发生器，所述红外接收器的一侧设置有激光接收器。
本发明还提供了一种粉尘检测传感器，包括红外发射头和红外接收器，还包括用于将所述红外发射头发出的红外线经至少三次连续反射后射至所述红外接收器的反射镜组，所述反射镜组包括至少三个反射器件。
可选地，所述反射镜组包括至少四个用于依次反射红外线的反射器件。
可选地，所述反射镜组包括用于将红外线反射至所述红外接收器的第一反射器件、用于将红外线反射至所述第一反射器件的第二反射器件、用于将红外线反射至所述第二反射器件的第三反射器件和用于将红外线反射至所述第三反射器件的第四反射器件，所述第四反射器件位于所述红外发射器的前方，所述第三反射器件位于所述红外接收器的下方，所述第二反射器件位于所述第四反射器件的上方，所述第一反射器件位于所述红外接收器的上方。
本发明所提供的一种PM2.5检测传感器和粉尘检测传感器，红外线经过至少两次反射才射至红外接收器，红外线可以多次衰减，更易于检测，检测效果佳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的一种PM2.5检测传感器的平面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种PM2.5检测传感器，包括红外发射头1和红外接收器2，还包括用于将所述红外发射头1发出的红外线经至少两次连续反射且反射至所述红外接收器2的反射镜组，所述反射镜组包括至少两个反射器件，红外线经过至少两次反射才射至红外接收器2，红外线可以多次衰减，更易于检测，检测效果佳。
具体应用中，所述反射镜组包括至少三个用于依次反射红外线的反射器件。
具体应用中，所述反射镜组也可包括至少四个用于依次反射红外线的反射器件。反射器件可为镜片或镜面处理的金属或表面具有镜面涂层的制件等。
本实施例中，所述反射镜组包括用于将红外线反射至所述红外接收器2的第一反射器件31、用于将红外线反射至所述第一反射器件31的第二反射器件32、用于将红外线反射至所述第二反射器件32的第三反射器件33和用于将红外线反射至所述第三反射器件33的第四反射器件，所述第四反射器件位于所述红外发射器的前方，红外发射器发出的红外线可以直接射至第四反射器件，再依次反射至第三反射器件33、第二反射器件32、第一反射器件31和红外接收器2。所述第三反射器件33位于所述红外接收器2的下方，所述第二反射器件32位于所述第四反射器件的上方，所述第一反射器件31位于所述红外接收器2的上方。
具体地，红外发射头连接有编码器，其可以按设定的时间间隔按预设的编码发射红外线，红外接收器接收到相应的编码红外线时，可以精准计算PM2.5的数量。
具体地，所述红外发射头为双波段红外发射管或多波段红外发射管。每隔5±1ms红外发射头点亮一次，持续时间0.18±0.02ms。
具体应用中，红外发射头1和红外接收器2均设置于壳体内，壳体内设置有PCB板，红外发射头1和红外接收器2均电连接于PCB板，PCB板上设置有驱动模块、电流电压变换模块、包括具有不同增益系数的放大滤波模块、开关控制模块、MCU和输入输出控制模块，开关控制模块与所述放大滤波模块和所述MCU电连接，用于根据MCU预设的程序，将所述放大滤波模块中的低增益系数的放大滤波电路切换至高增益系数的放大滤波电路，和/或将多路放大滤波电路进行串联以实现连续放大滤波，所述MCU与所述的，红外发射头1和红外接收器2、驱动模块、放大滤波模块、开关控制模块和输入输出控制模块电连接，用于对经由至少两个红外PM2.5浓度检测电路检测到的PM2.5浓度信号进行计算分析，并将结果通过所述输入输出控制模块传输至外部，输入输出控制模块可以连接有显示屏或无线传输模块，可以通过显示屏或无线接收终端接收PM2.5的浓度值。
具体地，红外接收器2的接收角度可以大于120度,本实施例中，红外接收器2的接收角度可为135度至165度。
具体地，所述第一反射器件31通过第一转轴连接于安装基板，所述第一转轴连接有第一电机。第一电机可以连接于PCB板。第一反射器件31的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即第一反射器件31在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，第一反射器件31转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，所述第二反射器件32通过第二转轴连接于安装基板，所述第二转轴连接有第二电机。第二电机可以连接于PCB板。第二反射器件32的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即第二反射器件32在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，第二反射器件32转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，所述第三反射器件33通过第三转轴连接于安装基板，所述第三转轴连接有第三电机。第三电机可以连接于PCB板。第三反射器件33的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即第三反射器件33在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，第三反射器件33转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，所述第四反射器件34通过第四转轴连接于安装基板，所述第四转轴连接有第四电机。第四电机可以连接于PCB板。第四反射器件34的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即第四反射器件34在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，第四反射器件34转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，红外发射头1可以通过第五转轴连接于安装基板，第五转轴连接有第五电机。第五电机可以连接于PCB板。红外发射头1的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即红外发射头1在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，红外发射头1转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，红外接收器2可以通过第六转轴连接于安装基板，第六转轴连接有第六电机。第六电机可以连接于PCB板。红外接收器2可以设置有两个或多个，通过第一反射器件31、第二反射器件32、第三反射器件33和第四反射器件34的角度调节，可以将红外线反射至不同的红外接收器2，可以得到多个检测通道和检测数值，检测数值可以取平均数输出，检测结果更精准，且装置体积小巧紧凑。
具体地，安装基板可以通过滑轨结构安装于壳体内，以在不同的区域检测PM2.5的浓度。壳体上可以设置有多个通风孔。壳体内还可以设置有微型风扇。
具体地，所述红外发射头1的一侧设置有激光发生器，所述红外接收器2的一侧设置有激光接收器。可以通过红外和激光两种方式结合检测PM2.5的浓度，红外和激光的检测值可以取平均数以得到检测输出值。
具体地，第一反射器件31、第二反射器件32、第三反射器件33和第四反射器件34可为平面式反射镜或内凹球面式反射镜。
PCB板上设置有主控模块。红外发射头1连接有根据主控单元提供的10KHz载波产生红外线的发射电路模块；
红外接收器2连接有分别接收红外信号并产生反应PM2.5浓度的电压信号的第一接收电路模块、第二接收电路模块；
主控模块提供10KHz载波、对各路反应PM2.5浓度的电压信号的零位电压和灵敏度进行补偿计算得到PM2.5浓度值；
发射电路模块的输入端连接主控模块的输出端口，第一接收电路模块的输出端、第二接收电路模块的输出端分别连接主控模块的不同输入端口。
所述发射电路模块包括第一光电二极管和三极管；
第一光电二极管的正极接电源VCC，第一光电二极管的负极经一个电阻连接至三极管的集电极，三极管的发射极接地，三极管的基极经另一电阻连接至主控单元的输出端口。
所述第一接收电路模块、第二接收电路模块均包括：
接收红外线并转换成电流信号的光电转换模块；
将光电转换模块输出的电流信号转换成电压信号的电流电压转换模块；
对电压信号进行放大的放大模块；
将光电转换模块感应红外线产生的电信号过滤掉的滤波模块；
放大模块包括第一放大器和第二放大器，第一放大器和第二放大器串联；
电流电压转换模块包括第一电流电压转换模块和第二电流电压转换模块；
光电转换模块的阳极连接供电电压，第一电流电压转换模块的一端与光电转换模块的阴极连接后接入第一放大器的反向输入端，第二电流电压转换模块的一端接地，第二电流电压转换模块的另一端连接第一放大器的正向输入端，第一放大器的输出端与第二放大器的正向输入端之间连接第一电流电压转换模块的另一端，第二放大器的输出端与第二放大器的反向输入端连接后接至滤波模块的输入端。
本发明实施例还提供了一种粉尘检测传感器，包括红外发射头1和红外接收器2，还包括用于将所述红外发射头1发出的红外线经至少三次连续反射后射至所述红外接收器2的反射镜组，所述反射镜组包括至少三个反射器件。粉尘可为直径大于2.5微米的微粒物，例如PM10等。
可选地，所述反射镜组包括至少三个用于依次反射红外线的反射器件。
可选地，所述反射镜组包括至少四个用于依次反射红外线的反射器件。
本实施例中，所述反射镜组包括用于将红外线反射至所述红外接收器2的第一反射器件31、用于将红外线反射至所述第一反射器件31的第二反射器件32、用于将红外线反射至所述第二反射器件32的第三反射器件33和用于将红外线反射至所述第三反射器件33的第四反射器件34，所述第四反射器件34位于所述红外发射器的前方，红外发射器发出的红外线可以直接射至第四反射器件34，再依次反射至第三反射器件33、第二反射器件32、第一反射器件31和红外接收器2。所述第三反射器件33位于所述红外接收器2的下方，所述第二反射器件32位于所述第四反射器件34的上方，所述第一反射器件31位于所述红外接收器2的上方。
具体地，红外发射头连接有编码器，其可以按设定的时间间隔按预设的编码发射红外线，红外接收器接收到相应的编码红外线时，可以精准计算PM2.5的数量。
具体地，所述红外发射头为双波段红外发射管或多波段红外发射管，且红外发射头连接有控制模块。控制模块使红外发射头每隔5±1ms红外发射头点亮一次，持续时间0.18±0.02ms。
具体应用中，红外发射头1和红外接收器2均设置于壳体内，壳体内设置有PCB板，红外发射头1和红外接收器2均电连接于PCB板，PCB板上设置有驱动模块、电流电压变换模块、包括具有不同增益系数的放大滤波模块、开关控制模块、MCU和输入输出控制模块，开关控制模块与所述放大滤波模块和所述MCU电连接，用于根据MCU预设的程序，将所述放大滤波模块中的低增益系数的放大滤波电路切换至高增益系数的放大滤波电路，和/或将多路放大滤波电路进行串联以实现连续放大滤波，所述MCU与所述的，红外发射头1和红外接收器2、驱动模块、放大滤波模块、开关控制模块和输入输出控制模块电连接，用于对经由至少两个红外PM2.5浓度检测电路检测到的PM2.5浓度信号进行计算分析，并将结果通过所述输入输出控制模块传输至外部，输入输出控制模块可以连接有显示屏或无线传输模块，可以通过显示屏或无线接收终端接收PM2.5的浓度值。
具体地，红外接收器2的接收角度可以大于120度,本实施例中，红外接收器2的接收角度可为135度至165度。
具体地，所述第一反射器件31通过第一转轴连接于安装基板，所述第一转轴连接有第一电机。第一电机可以连接于PCB板。第一反射器件31的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即第一反射器件31在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，第一反射器件31转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，所述第二反射器件32通过第二转轴连接于安装基板，所述第二转轴连接有第二电机。第二电机可以连接于PCB板。第二反射器件32的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即第二反射器件32在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，第二反射器件32转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，所述第三反射器件33通过第三转轴连接于安装基板，所述第三转轴连接有第三电机。第三电机可以连接于PCB板。第三反射器件33的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即第三反射器件33在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，第三反射器件33转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，所述第四反射器件34通过第四转轴连接于安装基板，所述第四转轴连接有第四电机。第四电机可以连接于PCB板。第四反射器件34的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即第四反射器件34在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，第四反射器件34转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，红外发射头1可以通过第五转轴连接于安装基板，第五转轴连接有第五电机。第五电机可以连接于PCB板。红外发射头1的角度可以在一定范围内自动调整，以提高检测精度。即红外发射头1在某一角度时，进行第一次PM2.5浓度检测，红外发射头1转动至另一角度时，进行第二次PM2.5浓度检测，以不同的检测路径对PM2.5进行检测，精度更高。
具体地，红外接收器2可以通过第六转轴连接于安装基板，第六转轴连接有第六电机。第六电机可以连接于PCB板。
具体地，安装基板可以通过滑轨结构安装于壳体内，滑轨结构由丝杆和电机驱动，以在不同的区域检测PM2.5的浓度。壳体上可以设置有多个通风孔。壳体内还可以设置有微型风扇。
具体地，所述红外发射头1的一侧设置有激光发生器，所述红外接收器2的一侧设置有激光接收器。可以通过红外和激光两种方式结合检测PM2.5的浓度，红外和激光的检测值可以取平均数以得到检测输出值。激光发生器的激光发射线与红外发射头1的发射线之间可以平行，也可呈1至5度的夹角。
具体地，第一反射器件31、第二反射器件32、第三反射器件33和第四反射器件34可为平面式反射镜或内凹球面式反射镜。
本发明实施例所提供的一种PM2.5检测传感器和粉尘检测传感器，红外线经过至少两次反射才射至红外接收器2，红外线可以多次衰减，更易于检测，检测效果佳。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种PM2.5检测传感器，包括红外发射头和红外接收器，其特征在于，还包括用于将所述红外发射头发出的红外线经至少两次连续反射且反射至所述红外接收器的反射镜组，所述反射镜组包括至少两个反射器件。
2.如权利要求1所述的一种PM2.5检测传感器，其特征在于，所述反射镜组包括至少四个用于依次反射红外线的反射器件。
3.如权利要求1所述的一种PM2.5检测传感器，其特征在于，所述反射镜组包括用于将红外线反射至所述红外接收器的第一反射器件、用于将红外线反射至所述第一反射器件的第二反射器件、用于将红外线反射至所述第二反射器件的第三反射器件和用于将红外线反射至所述第三反射器件的第四反射器件，所述第四反射器件位于所述红外发射器的前方，所述第三反射器件位于所述红外接收器的下方，所述第二反射器件位于所述第四反射器件的上方，所述第一反射器件位于所述红外接收器的上方。
4.如权利要求1所述的一种PM2.5检测传感器，其特征在于，所述红外发射头为双波段红外发射管或多波段红外发射管。
5.如权利要求3所述的一种PM2.5检测传感器，其特征在于，所述第一反射器件通过第一转轴连接于安装基板，所述第一转轴连接有第一电机。
6.如权利要求1所述的一种PM2.5检测传感器，其特征在于，所述红外发射头的一侧设置有激光发生器，所述红外接收器的一侧设置有激光接收器。
7.一种粉尘检测传感器，包括红外发射头和红外接收器，其特征在于，还包括用于将所述红外发射头发出的红外线经至少三次连续反射后射至所述红外接收器的反射镜组，所述反射镜组包括至少三个反射器件。
8.如权利要求7所述的一种粉尘检测传感器，其特征在于，所述反射镜组包括至少四个用于依次反射红外线的反射器件。
9.如权利要求7所述的一种粉尘检测传感器，其特征在于，所述反射镜组包括用于将红外线反射至所述红外接收器的第一反射器件、用于将红外线反射至所述第一反射器件的第二反射器件、用于将红外线反射至所述第二反射器件的第三反射器件和用于将红外线反射至所述第三反射器件的第四反射器件，所述第四反射器件位于所述红外发射器的前方，所述第三反射器件位于所述红外接收器的下方，所述第二反射器件位于所述第四反射器件的上方，所述第一反射器件位于所述红外接收器的上方。
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