CN108426805B - 颗粒物质传感器中的前向散射 - Google Patents

Abstract

颗粒物质传感器中的前向散射。实施例总体上涉及用于检测空气中的颗粒物质的系统和方法。颗粒物质传感器可以包括气流通道；被配置成使光通过气流通道的光源；气流发生器，其被配置成生成到所述气流通道中的气流；波导，其被配置成在来自光源的光通过气流通道并且散射离开气流通道内的颗粒物质之后指引来自光源的光；光电二极管，被配置成接收由所述波导散射的光；以及耦合到所述光电二极管的计算设备，其具有处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时基于所述光电二极管的输出来确定所述气流通道中的颗粒的质量浓度。

Description

颗粒物质传感器中的前向散射

相关申请的交叉引用

本申请要求欧阳洋（Ouyang Yang）等人于2017年2月2日提交的并且题为“FORWARDSCATTER IN PARTICULATE MATTER SENSOR”的美国专利申请序列号15/423,302的优先权，通过引用将其并入本文，如同整体被复制那样。

关于联邦赞助研究或开发的声明

不适用。

参考缩微胶片附录

不适用。

背景技术

颗粒物质传感器或灰尘传感器可以用来确定空气的质量，例如以输入到空气净化器和/或从空气净化器输出的空气的质量。在一些工业化区域中，环境空气可能具有不同尺寸的颗粒物质的高浓度。如果此类颗粒物质的浓度是足够高的，则可能对人体健康有害。消费者可能希望为住宅购买和安装空气净化器，以改善家中呼吸的空气质量。此类消费级空气净化器可能合意地被适度定价并且尺寸紧凑。

发明内容

在实施例中，颗粒物质传感器可以包括气流通道；被配置成使光通过气流通道的光源；气流发生器，其被配置成生成到所述气流通道中的气流；波导，其被配置成在来自光源的光通过气流通道并且散射离开气流通道内的颗粒物质之后指引来自光源的光；光电二极管，其被配置成接收由所述波导散射的光；以及耦合到所述光电二极管的计算设备，所述计算设备具有处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时基于所述光电二极管的输出来确定所述气流通道中的颗粒的质量浓度。

在实施例中，一种用于确定环境内的颗粒物质的浓度的方法可以包括：允许环境空气进入颗粒物质传感器；在颗粒物质传感器内生成到气流通道中的上升气流；为颗粒物质传感器内的光源供电；指引光源通过气流通道；通过波导接收由气流通道内的颗粒物质散射的散射光；由波导来指引散射光朝向光电二极管；以及基于光电二极管的输出来确定气流通道中的颗粒的质量浓度。

在实施例中，颗粒物质传感器可以包括气流通道；激光二极管；被配置成包含传感器的元件的外壳；气流发生器，其被配置成生成到所述气流通道中的气流；光电二极管，被配置成接收由所述激光二极管产生的光；位于所述激光二极管和所述光电二极管之间的波导，其被配置成将由所述气流通道内的颗粒物质散射的光朝向所述光电二极管指引；以及耦合到所述光电二极管的计算设备，其具有处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时基于所述光电二极管的输出来确定所述气流通道中的颗粒的质量浓度。

附图说明

为了更加完全地理解本公开，现在参照结合附图和详细描述进行的下面的简要描述，其中相似的参考数字表示相似的部分。

图1示出了根据本公开的实施例的颗粒物质传感器的示意图。

图2A-2B示出了根据本公开的实施例的用于在颗粒物质传感器中使用的波导。

图3示出了根据本公开的实施例的颗粒物质传感器的透视图。

图4A-4B示出了根据本公开的实施例的用于在颗粒物质传感器中使用的波导。

图5示出了根据本公开的实施例的颗粒物质传感器的透视图。

图6示出了根据本公开的实施例的组装的颗粒物质传感器。

具体实施方式

起初应该理解的是，虽然下面示出了一个或多个实施例的说明性实施方式，但是可以使用任何数目的技术来实现所公开的系统和方法，而不管是当前已知的还是尚未存在。本公开绝不应该被限制到下面说明的说明性实施方式、附图和技术，而是可以在所附权利要求连同其等同物的全部范围的范围内进行修改。

术语的下面的简短定义应遍及本申请适用：

术语“包括”意味着包括但不被限制到，并且应该以其在专利上下文中通常使用的方式来解释；

短语“在一个实施例中”，“根据一个实施例”等通常意指在该短语之后的特定特征、结构或特性可以被包括在本发明的至少一个实施例中，并且可以被包括在本发明的多于一个实施例中（重要的是，此类短语不一定指的是相同的实施例）；

如果说明书将某事物描述为“示例性”或“示例”，则应该理解的是其指的是非排他示例；

当与数字一起使用时，术语“约”或“大约”等可以意指特定数目，或者替代地接近特定数目的范围，如本技术领域中的技术人员所理解的；并且

如果说明书声明了部件（component）或特征“可以”，“能够”，“可能”，“应该”，“将要”，“优选地”，“可能地”，“通常”，“可选地”，“例如”，“经常”或“也许”（或其他此类语言）被包括或具有特性，则那个特定的部件或特征不要求被包括或具有该特性。此类部件或特征可以可选地被包括在一些实施例中，或者可以将其排除。

本公开的实施例包括用于朝向颗粒物质传感器内的光电二极管指引散射光的系统和方法。典型的颗粒物质传感器可以使用光源和扇结构来指引气流通过光源。由光电二极管检测的散射光可以被气流路径中的颗粒物质散射。一个或多个波导可以朝向光电二极管指引散射光。

本公开的实施例可以涉及从颗粒物质散射的光的前向散射。在前向方向上发生较大的光散射，并且因此应该产生比配置成检测处于90度散射光的典型颗粒物质传感器更强的信号。然而，所产生的前向散射信号是模拟的，要求略微不同的信号分析。这可以通过传感器内的计算系统来完成。

利用可以由前向散射收集的散射光的增加量可以生成由光电二极管生成的更强的增强的信号。增加的强度可以允许传感器检测较小尺寸的颗粒。传感器可以包括激光二极管（或另一类似的光源）、一个或多个波导（诸如椭球面或球面镜）、光电二极管检测器以及传感器内的壁和/或挡板（baffle），以确保光朝向预定的散射位置被指引。

图1示出了示例性颗粒物质传感器100，其包括外壳102，所述外壳102具有通过外壳102的气流通道108。气流通道108可指引气流120通过外壳102并通过来自激光二极管110（或另一光源）的射束111。气流通道108被示为直的路径，但是在其他实施例中，气流通道108可以包括传感器外壳102内的角度或曲线。光束111可以被光电二极管112接收，其中由气流120中的颗粒物质散射离开的任何光可以减少由光电二极管112检测的光束111。替代地，光电二极管112可以被配置成检测散射离开气流120内的颗粒物质的光。光电二极管112可以包括或者被耦合到计算设备113，所述计算设备113被配置成基于光电二极管的输出来确定气流通道108中的颗粒的质量浓度。

在一些实施例中，传感器100可以包括一个或多个波导114，其被配置成放大朝向光电二极管112指引的光。（多个）波导114可以可选地包括位于由激光二极管110产生的光束111的路径中的光阱115。可以接近散射点（在那里光束111接触气流120中的颗粒物质）和光阱115来放置激光二极管110，以避免从传感器100的其他区域的散射。在一些实施例中，由激光二极管产生的光束111可以用大约1到2毫米的直径来准直。光阱115可以包括被配置成吸收光束111的管形状。在一些实施例中，光阱115可以包括位于波导114内的黑管。

如图1中所示，散射光140可以弹跳离开气流120中的颗粒物质，其中散射光140可以以到光束111的一定角度被指引。此散射光140可以被波导114捕获，并且可以朝向光电二极管112被指引。散射光140可以包括在从光束111的给定角度内反射离开颗粒物质的光，其然后被朝向波导114指引并且被波导114前向散射。

可能期望光电二极管112仅接收散射离开颗粒物质的光。由于这个原因，由激光二极管110产生的光束111可被捕获和/或被阻止到达光电二极管112。作为示例，光阱115可以被放置在（多个）波导114内，其中光阱115可以包含光束111并且防止其到达光电二极管112。另外，光阱115可以被配置成防止光束111反射回到气流通道108中。

传感器100可以包括气流发生器130，其被配置成提供通过气流通道108的气流120。气流发生器130可以经由入口104将气流120吸引到外壳102中，其中气流120可以通过激光二极管110的光束111，并且可以经由出口106被指引离开外壳102。气流发生器130可以包括机械气流发生器，例如扇子，叶片和/或鸭脚板（flipper）。气流发生器130可以包括传导气流发生器。气流发生器130可以包括被配置成产生通过气流通道108的气流的任何元件。如图1中所示，气流发生器130可以位于传感器100的外壳102内。替代地，气流发生器130可以位于传感器100的外壳102的外部。

图2A-2B图示出波导214的示例性实施例，其可以类似于上述（多个）波导114。在图2A-2B中示出的实施例中，波导214可以包括第一聚光透镜202和第二聚光透镜204。第一聚光透镜202可以被配置成接收散射光140，所述散射光140被散射离开气流120中的颗粒物质220。由第一聚光透镜202接收的散射光140可以在由区域240指示的角度范围内。由第一聚光透镜202接收的散射光140可以在从由激光二极管110产生的光束111的大约10到40度之间。在一些实施例中，由波导214接收的散射光140可以处于从光束111的大于5度的角度。在一些实施例中，由波导214接收的散射光140可以处于从光束111的小于90度的角度。

由第一聚光透镜202接收的散射光140可以被指引到第二聚光透镜204，其中第二聚光透镜204可以将散射光140指引到光电二极管112。因此，光电二极管112可以测量散射离开气流120内的颗粒物质220的光。

波导214还可以包括位于第一聚光透镜202内的光阱215。光阱215可以被配置成防止由激光二极管110产生的光束111到达光电二极管112。在一些实施例中，光阱215可以包括一个或多个成角度的壁216，其被配置成防止光束111反射回到气流120的路径中。

图2B示出了波导214的详细视图。在一些实施例中，光阱215可以延伸通过第一聚光透镜202和第二聚光透镜204两者。在一些实施例中，光阱215可以包括形成光阱215内的圆锥形状的成角度的壁216。圆锥形状可以高效地困住由激光二极管112产生的光束111。在一些实施例中，内部成角度的壁216可以包括光吸收涂层或材料。

图3图示出去除了外壳102的顶部的传感器100的透视图，其中波导214和光阱215被结合到传感器100中。波导214可以位于激光二极管110和光电二极管112之间。波导214可以至少部分地被外壳102内的壁包含。在一些实施例中，凹槽302和304可以被配置成在外壳102内将透镜202和204保持就位。凹槽302和304以及外壳102内的其他壁可被构造成减小外壳102与波导214的表面上的有效区域（active area）之间的接触区域。换句话说，外壳102可以被设计成将波导214保持就位而不干扰通过波导214散射的光。

如上所述，气流通道108可以由外壳102内的壁形成。入口104可以包括外壳102中的一个或多个开口。出口106可以包括外壳102中的一个或多个开口。

另外，传感器100可以包括鸭脚板130，所述鸭脚板130可以由位于鸭脚板130附近的线圈132控制。鸭脚板130可以在轴上来回移动，将气流经由入口104牵引（pull）到气流通道108中。气流120可以被迫使朝向出口106通过气流通道108，通过光束111。气流通道108被示为直的路径，但是在其他实施例中，气流通道108可以包括传感器外壳102内的角度或曲线。

线圈132可位于外壳102内，与鸭脚板130相邻。鸭脚板130可以位于入口104附近的外壳102内。在一些实施例中，鸭脚板130可位于气流通道108内的任何地方。在一些实施例中，线圈132可以位于气流通道108的一侧上，而另外的波导214可以位于气流通道108的相对侧上。这可以防止线圈132干扰波导114和/或光电二极管112。另外，线圈132可以被定位成使得外壳102的尺寸可以尽可能地小，同时包含所有所述元件。

鸭脚板130可以被附着到外壳102的壁或延伸部分103。鸭脚板130可以包括附着到鸭脚板130和/或结合到鸭脚板130中的磁体134。鸭脚板130可以通过由电线圈132生成的磁力来控制。线圈132可通过向磁体134施加吸引力和排斥力来生成交替电场以推动和拉动鸭脚板130。所述鸭脚板130的一端可被固定到外壳102，并且磁体134可以位于鸭脚板130的未附着的部分上。

在一些实施例中，鸭脚板130可以通过弹簧或其他偏置构件（例如重力等）在一个方向上偏置。线圈132然后可以生成吸引力或排斥力以抵抗偏置力来移动鸭脚板130。然后，线圈132可以停止生成吸引力或排斥力，以允许偏置构件将鸭脚板130返回到静止位置。此循环的重复可以引起鸭脚板130在气流通道108内来回移动。

鸭脚板130的移动可以生成气流120，通过入口104将其吸引进来。气流120中的颗粒物质可以经由激光二极管110和光电二极管112来检测。线圈132可以被配置成以特定频率产生电场来驱动磁体134，并且因此驱动鸭脚板130来回摇摆。在一些实施例中，由线圈产生的频率可以是处于大约3.3V的方波。在一些实施例中，线圈132的频率可以基于通过传感器100的确定的气流速率来控制。在一些实施例中，确定的气流速率可以使用鸭脚板移动速度和流速率之间的相关来确定，可以使用等式、查找表或相关的另一表示来对其进行确定。在示出的实施例中，线圈132可以位于到鸭脚板130的一定角度处，其中线圈132的角度和位置可以基于线圈132和鸭脚板130之间的相互作用来调整和选择，以提供来自鸭脚板130上的线圈132的最强和最可靠的效果。

图4A-4B图示出波导414的示例性实施例，其可以类似于上述（多个）波导114。在图4A-4B中示出的实施例中，波导414可以包括包括两个平坦表面的椭圆形镜，其中平坦表面用作波导414的入口402和出口404。

入口402可以被配置成接收散射光140，所述散射光140散射离开气流120中的颗粒物质420。由入口402接收的散射光140可在从光束111的角度范围内。由入口402接收的散射光140可以在从由激光二极管110产生的光束111的大约10到40度之间。在一些实施例中，由波导414接收的散射光140可以处于从光束111的大于10度的角度。由入口402接收的散射光140可以朝向出口404被指引通过椭圆镜，其中出口404可以将散射光140指引到光电二极管112。因此，光电二极管112可以测量散射离开气流120内的颗粒物质420的光。

波导414还可以包括位于椭圆镜内的光阱415。光阱415可以被配置成防止由激光二极管110产生的光束111到达光电二极管112。在一些实施例中，光阱415可以包括一个或多个成角度的壁416，其被配置成防止光束111反射回到气流120的路径中。

图4B示出了波导414的详细视图。在一些实施例中，光阱415可以延伸通过波导414的仅一部分，而在其他实施例中，光阱415可以延伸通过整个波导414。在一些实施例中，光阱415可以包括在光阱415内形成圆锥形状的成角度的壁416。圆锥形状可以高效地困住由激光二极管110产生的光束111。在一些实施例中，内部成角度的壁416可以包括光吸收涂层或材料。

在图4A-4B中示出的实施例使用椭圆镜作为波导414。然而，在其他实施例中，另外的透镜可以与椭圆镜一起使用，并且将其定位在波导514周围，以从光束111和颗粒物质之间的相互作用区域收集甚至更多的散射光。

图5图示出去除了外壳102的顶部的传感器100的透视图，其中波导414和光阱415被结合到传感器100中。波导414可以位于激光二极管110和光电二极管112之间。波导414可以至少部分地被外壳102内的壁包含。外壳102内的壁可以被构造成减小外壳102与波导414的表面上的有效区域之间的接触区域。换句话说，外壳102可被设计成将波导414保持就位而不干扰散射通过波导414的光。

如上所述，气流通道108可以由外壳102内的壁形成。入口104可以包括外壳102中的一个或多个开口。出口106可以包括外壳102中的一个或多个开口。传感器100的气流发生器可以包括鸭脚板130，如上面在图3中所描述的。

图6示出了组装的颗粒物质传感器100，其中外壳102可以包括附着到外壳102并覆盖传感器100的内部元件的顶部部分602。

在第一实施例中，颗粒物质传感器可以包括气流通道；被配置成使光通过气流通道的光源；气流发生器，其被配置成生成到所述气流通道中的气流；波导，其被配置成在来自光源的光通过气流通道并且散射离开气流通道内的颗粒物质之后指引来自光源的光；光电二极管，其被配置成接收由所述波导散射的光；以及耦合到所述光电二极管的计算设备，所述计算设备具有处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时基于所述光电二极管的输出来确定所述气流通道中的颗粒的质量浓度。

第二实施例可以包括第一实施例的颗粒物质传感器，其中波导指引从由光源产生的光束的在大约10和40度之间散射的光。

第三实施例可以包括第一或第二实施例的颗粒物质传感器，其中波导指引从由光源产生的光束的至少5度散射的光。

第四实施例可以包括第一至第三实施例中的任一个的颗粒物质传感器，其中波导指引从由光源产生的光束小于90度散射的光。

第五实施例可以包括第一至第四实施例中的任一个的颗粒物质传感器，其中由颗粒物质散射的光被波导朝向光电二极管前向散射。

第六实施例可以包括第一至第五实施例中的任一个的颗粒物质传感器，还包括配置成防止由光源产生的光束到达光电二极管的光阱。

第七实施例可以包括第六实施例的颗粒物质传感器，其中光阱还被配置成防止光束反射回到气流通道中。

第八实施例可以包括第一至第七实施例中的任一个的颗粒物质传感器，其中传感器是灰尘传感器。

第九实施例可以包括第一至第八实施例中的任一个的颗粒物质传感器，其中光源是激光二极管。

在第十实施例中，一种用于确定环境内的颗粒物质的浓度的方法可以包括：允许环境空气进入颗粒物质传感器；在颗粒物质传感器内生成到气流通道中的上升气流；为颗粒物质传感器内的光源供电；指引光源通过气流通道；通过波导接收由气流通道内的颗粒物质散射的散射光；由波导指引散射光朝向光电二极管；以及基于光电二极管的输出来确定气流通道中的颗粒的质量浓度。

第十一实施例可以包括第十实施例的方法，其中光源包括激光二极管。

第十二实施例可以包括第十或第十一实施例的方法，还包括朝向光电二极管指引从光源的角度范围内的散射光。

第十三实施例可以包括第十至第十二实施例中的任一个的方法，还包括防止由光源产生的光束到达光电二极管。

第十四实施例可以包括第十到第十三实施例中的任一个的方法，还包括通过位于波导内的光阱来防止光源直接到达光电二极管。

第十五实施例可以包括第十四实施例的方法，其中通过连接到光电二极管的计算设备来完成确定气流通道中的颗粒的质量浓度。

在第十六实施例中，颗粒物质传感器可以包括气流通道；激光二极管；被配置成包含传感器的元件的外壳；气流发生器，其被配置成生成到所述气流通道中的气流；光电二极管，被配置成接收由所述激光二极管产生的光；位于所述激光二极管和所述光电二极管之间的波导，被配置成朝向所述光电二极管指引由所述气流通道内的颗粒物质散射的光；以及耦合到所述光电二极管的计算设备，所述计算设备具有处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时基于所述光电二极管的输出来确定所述气流通道中的颗粒的质量浓度。

第十七实施例可以包括第十六实施例的颗粒物质传感器，其中波导指引从由光源产生的光束小于90度散射的光。

第十八实施例可以包括第十六或第十七实施例的颗粒物质传感器，还包括配置成防止由光源产生的光束到达光电二极管的光阱。

第十九实施例可以包括第十八实施例的颗粒物质传感器，其中光阱还被配置成防止光束反射回到气流通道中。

第二十实施例可以包括第十八或第十九实施例的颗粒物质传感器，其中光阱包括一个或多个成角度的表面。

虽然上面已经示出和描述了根据本文公开的原理的各种实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和教导的情况下对其进行修改。本文描述的实施例仅是代表性的，并且不旨在是限制性的。许多变化、组合和修改是可能的并且在本公开的范围内。由组合、整合和/或省略（多个）实施例的特征而产生的替代实施例也在本公开的范围内。因此，保护范围不受上文阐述的描述的限制，而是由后面的权利要求来限定，那个范围包括权利要求的主题的所有等同物。每个权利要求作为另外的公开被并入到说明书中，并且权利要求是（多个）本发明的（多个）实施例。此外，上文描述的任何优点和特征可以涉及具体实施例，但是不应当将此类发布的权利要求的应用限制到实现上面的优点中的任一个或全部或者具有上面特征中的任一个或全部的过程和结构。

另外，本文使用的章节标题是为了与根据37C.F.R. 1.77的建议一致而提供的，或者以其他方式提供组织线索。这些标题不应限制或表征可从本公开发布的任何权利要求中阐述的（多个）本发明。具体而言并且作为示例，虽然标题可涉及“技术领域”，但是不应该由为描述所谓的领域而根据此标题选择的语言来限制权利要求。此外，“背景技术”中对技术的描述不应被解释为承认某些技术是本公开中的任何（多个）发明的现有技术。“发明内容”也不被视为是对发布的权利要求中阐述的（多个）本发明的限制性表征。此外，在本公开中以单数方式对“发明”的任何引用不应该被用来表明在本公开中仅存在单个新颖性点。可以根据从本公开发布的多个权利要求的限制来阐述多个发明，并且因此此类权利要求限定了由此受到保护的（多个）本发明及其等同物。在所有实例中，权利要求的范围应该根据本公开从它自身的价值来考虑，但是不应该受到本文阐述的标题的约束。

诸如“包括”，“包含”和“具有”之类的更宽泛术语的使用应该被理解成提供对诸如“由……构成”，“基本上由……构成”和“基本上由……组成”之类的较窄术语的支持。关于实施例的任何元件的术语“可选地”，“可以”，“也许”，“可能”等的使用意指不要求该元件，或者替代地要求该元件，两个替代在（多个）实施例的范围内。而且，对示例的引用仅仅为了说明的目的而提供，并且其不旨在是排他性的。

虽然已经在本公开中提供了几个实施例，但是应该理解的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以以许多其他的具体形式来具体实施所公开的系统和方法。本示例将被视为是说明性的和非限制性的，并且意图不将被限制到本文给出的细节。例如，各种元件或部件可以被组合或整合在另一系统中，或者某些特征可以被省略或者不被实现。

而且，在不脱离本公开的范围的情况下，在各种实施例中被描述和示出为分立或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法组合或整合。示出或讨论为直接耦合或彼此通信的其它项目可以通过某些接口、设备或中间部件间接耦合或通信，而不管是以电气方式、以机械方式还是以其他方式。本领域技术人员可确定并且可以在不脱离本文公开的精神和范围的情况下作出变化、替换和变更的其他示例。

Claims (14)

1.一种颗粒物质传感器，包括：

气流通道；

用于产生光束的激光二极管；

气流发生器，其被配置成生成到所述气流通道中的气流；

光电二极管，被配置成接收由所述激光二极管产生的光；

位于激光二极管和光电二极管之间的固体波导，其中所述固体波导被配置成将由气流通道内的颗粒物质所散射的光朝向所述光电二极管指引，所述固体波导限定凹面的波导入口表面和凹面的波导出口表面，

其中所述凹面的波导入口表面被配置成接收由气流通道内的颗粒物质所散射的光，并且所述凹面的波导出口表面被配置成将散射光中的至少一部分输送到光电二极管，

其中所述固体波导延伸到光收集腔的一个或多个侧壁并限定光收集腔的一个或多个侧壁，所述光收集腔从所述凹面的波导入口表面朝所述凹面的波导出口表面至少部分地延伸通过所述固体波导，并形成通过所述凹面的波导入口表面的开口，其中通过所述凹面的波导入口表面的开口与所述激光二极管的光束对准；以及

耦合到所述光电二极管的计算设备，其具有处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时基于所述光电二极管的输出来确定所述气流通道中的颗粒的质量浓度。

2.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器，其中所述固体波导指引来自由所述激光二极管产生的光束的在10到40度的范围中散射的光。

3.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器，其中所述固体波导具有沿着所述光收集腔的在所述凹面的波导入口表面和所述凹面的波导出口表面之间的长度，并且其中所述光收集腔沿着所述固体波导的至少大部分长度延伸。

4.根据权利要求3所述的颗粒物质传感器，进一步包括所述固体波导上的光吸收涂层，其中所述光吸收涂层在由所述固体波导限定的所述光收集腔的一个或多个侧壁上。

5.一种颗粒物质传感器，包括：

光源，被配置成产生光束；

光电二极管，被配置成接收由光源产生的光；以及

位于光源和光电二极管之间的固体波导，所述固体波导被配置成将由颗粒物质所散射的光朝向所述光电二极管指引，其中所述固体波导包括固体，其限定波导入口表面、波导出口表面，

其中所述固体波导被配置成接收由颗粒物质经由波导入口表面散射到波导的实体中的光，其中所接收的散射光的至少一部分朝向所述光电二极管被指引离开所述波导出口表面；

其中所述固体波导延伸到光收集腔的一个或多个侧壁并限定光收集腔的一个或多个侧壁，所述光收集腔从所述波导入口表面朝所述波导出口表面至少部分地延伸通过所述固体波导，并形成通过所述波导入口表面的开口，其中通过所述波导入口表面的开口与所述光源的光束对准；并且

在所述固体波导上的涂层，其中所述涂层在由所述固体波导限定的所述光收集腔的一个或多个侧壁上。

6.根据权利要求5所述的颗粒物质传感器，进一步包括耦合到所述光电二极管的计算设备，其具有处理器和存储指令的存储器，所述指令在由所述处理器执行时基于所述光电二极管的输出来确定所述颗粒物质传感器中的颗粒物质的质量浓度。

7.根据权利要求5所述的颗粒物质传感器，进一步包括：

气流通道；和

气流发生器，其被配置成在气流通道中生成气流。

8.根据权利要求5所述的颗粒物质传感器，其中所述固体波导具有沿着所述光收集腔的在所述波导入口表面和所述波导出口表面之间的长度，并且其中所述光收集腔沿着所述固体波导的至少大部分长度延伸。

9.根据权利要求5所述的颗粒物质传感器，其中所述固体波导被配置成接收来自所述光束的在10到40度的范围之间所散射的光。

10.根据权利要求5所述的颗粒物质传感器，其中所述光源是激光二极管。

11.根据权利要求5所述的颗粒物质传感器，其中所述固体波导包括一个或多个透镜。

12.根据权利要求11所述的颗粒物质传感器，其中所述固体波导包括椭圆镜和外表面。

13.根据权利要求11所述的颗粒物质传感器，其中所述光收集腔包括一个或多个成角度的侧壁。

14.根据权利要求13所述的颗粒物质传感器，其中所述成角度的侧壁中的一个或多个包括光吸收涂层。

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