CN108507913A - 粉尘传感器 - Google Patents

Abstract

提供减少检测区域内的粒子的堆积的粉尘传感器。粉尘传感器(100)，具备：第一壳体(10)；壳体流入部(11aa)，使流体流入到第一壳体(10)；壳体流出部(11ab)，使流体从第一壳体(10)流出；开闭体(40)，变更壳体流入部(11aa)的流路截面；以及光学系统(50)，被配置在第一壳体(10)内，并且检测流体中的粒子。光学系统(50)，至少包括发光元件(51a)以及受光元件(52a)。

Description

粉尘传感器

技术领域

本发明涉及，粉尘传感器。

背景技术

以往，检测由空气中浮游的粒子散射的光，从而检测粒子的光散射式粒子传感器已经被周知。例如，专利文献1所记载的装置，具备向导入到外壳内的空气照射光的发光部、以及接受空气中的粒子所产生的散射光的受光元件，根据受光元件的受光量检测粒子。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：国际公开第2011/016355号

光散射式粒子传感器，为了检测大气中的粉尘，而会有被配置在室外的情况。室外，与室内相比基于粉尘的粒子浓度高，因此，会有在光散射式粒子传感器的外壳内、即粒子的检测区域内，堆积粒子的情况，据此，存在不能检测粒子的可能性。

发明内容

于是，本发明，提供减少检测区域内的粒子的堆积的粉尘传感器。

为了实现所述目的，本发明的实施方案之一涉及的粉尘传感器，具备：壳体；流入部，使流体流入到所述壳体；流出部，使所述流体从所述壳体流出；流路调整机构，变更所述流入部的流路截面；以及光学系统，被配置在所述壳体内，并且检测所述流体中的粒子，所述光学系统至少包括发光元件以及受光元件。

根据本发明涉及的粉尘传感器，能够减少检测区域内的粒子的堆积。

附图说明

图1是示出实施例涉及的粉尘传感器的配置例的斜视图。

图2是图1的粉尘传感器的第一壳体的斜视图。

图3是图2的第一壳体的分解斜视图。

图4是图3的第二壳体的概观斜视图。

图5是图4的第二壳体以及其构成要素的分解斜视图。

图6是示出图4的第二壳体的内部的截面图。

图7是示出图4的第二壳体的背面罩的内部结构的概观斜视图。

图8是示出图4的第二壳体的前面罩的内部结构的概观斜视图。

图9是实施例涉及的粉尘传感器的功能框图。

图10是示出实施例涉及的粉尘传感器的工作的流程的一个例子的流程图。

图11是示出粒子浓度的变化和开闭体的开闭工作的随时间的关系的一个例子的图。

图12是示出粒子浓度的变化和开闭体的开闭工作的随时间的关系的另一个例子的图。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施例涉及的粉尘传感器，利用附图进行详细说明。而且，以下说明的实施例，都示出本发明的优选的一个具体例子。因此，以下的实施例示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接形态、步骤(工序)、步骤的顺序等是一个例子而不是限定本发明的宗旨。因此，对于以下的实施例的构成要素中的、示出本发明的最上位概念的实施方案中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素而被说明。

并且，各个图是模式图，并不一定是严密示出的图。并且，在各个图中，对相同的构成部件附上相同的符号。并且，在以下实施例的说明中，会有采用大致平行、大致正交那样的具有“大致”的表现的情况。例如，大致平行，不仅意味着完全平行，也意味着实质上平行、即例如包含数％左右的差异。其他的具有“大致”的表现也是同样的。

[实施例]

[1.粉尘传感器的结构]

说明实施例涉及的粉尘传感器100的结构。参照图1至图3，示出粉尘传感器100的概略结构。而且，图1是示出实施例涉及的粉尘传感器100的配置例的斜视图。图2是图1的粉尘传感器100的第一壳体10的斜视图。图3是图2的第一壳体10的分解斜视图。

粉尘传感器100，被配置在空气等的气体等的流体的流路。在本实施例的说明中，粉尘传感器100，检测空气中包含的粒子。例如，粉尘传感器100，被安装在形成流体的流路的配管1的周壁。粉尘传感器100，通过形成在周壁的开口部1a，获得配管1内的空气，检测获得的空气中包含的粒子。粉尘传感器100具备，形成用于检测空气中的粒子的检测区域的第二壳体20、以及容纳第二壳体20的第一壳体10。而且，配管1，也可以是细长的配管，也可以是中断并配置在细长的配管的中途的短筒状的适配器。

在本实施例中，第一壳体10被构成为，被安装在配管1的安装台1b。而且，第一壳体10也可以被构成为，被直接安装在配管1的周壁。安装台1b是，从配管1的周壁突出的基座，具有能够稳定地安装第一壳体10的平坦的安装面。开口部1a，位于安装台1b的安装面，贯通安装台1b以及配管1的周壁。在本实施例中，第一壳体10，具有长方体状的形状，但是，也可以是任何形状。并且，在本实施例中，第一壳体10，由树脂材料构成，但是，也可以由金属材料构成，也可以由其他的任何材料构成。第一壳体10具备，有底矩形筒状的第一基部11、有底矩形筒状的第二基部12、以及矩形状的侧方支撑部13。第一基部11以及第二基部12，以矩形筒状的侧部的边缘彼此抵接的方式而彼此装配，形成长方体状的外形。彼此装配的第一基部11以及第二基部12，在内侧形成长方体状的内部空间14。侧方支撑部13，被装配在第一基部11以及第二基部12的形成矩形筒的四个侧部之中的一个侧部。侧方支撑部13被构成为，固定于安装台1b，构成向配管1的第一壳体10的固定部。

第一基部11的底部11a被构成为，被装配到安装台1b。在底部11a，形成有壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab。壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab是，贯通底部11a的开口。在第一壳体10被安装到安装台1b时，壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab，与配管1的开口部1a连通。在本实施例中，壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的形状，是矩形状，但是，也可以是任何形状。

第一基部11，在壳体流入部11aa具有，导入板11ac。导入板11ac，由与第一基部11相同的材料形成，与第一基部11形成为一体，但是，也可以是不同的部件。导入板11ac，在与配管1的轴方向垂直的方向上以横断壳体流入部11aa的方式延伸，进一步，从底部11a向配管1突出。导入板11ac，关于配管1内的流体流动的方向A，以其前端朝向上游的方式倾斜。导入板11ac，被配置在壳体流入部11aa的上游侧的位置。并且，在也作为配管1的轴方向的方向A上，壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab，排列配置，壳体流入部11aa，位于壳体流出部11ab的上游。据此，在配管1内，在流体向方向A流动时，流体，由导入板11ac，从壳体流入部11aa导入到第一壳体10内。并且，在壳体流入部11aa的下游，第一壳体10内的流体，通过壳体流出部11ab导出。第一壳体10被构成为，气密密封壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab以外的、内部空间14。

并且，粉尘传感器100，在第一壳体10的内部空间14内具备，能够工作的开闭体40。开闭体40，进行工作，从而能够使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的一部分以及整体开放以及关闭。在本实施例中，开闭体40，被构成为使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab一起且同时开放以及关闭，但是，也可以被构成为使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab分别开放以及关闭。或者，开闭体40，也可以被构成为仅使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab之中的壳体流入部11aa开放以及关闭。

在本实施例中，开闭体40，由与第一壳体10相同的材料构成，但是，也可以由任何材料构成。开闭体40，一体性地具备向彼此相反方向突出的两个枢轴41以及42、和两个枢轴41以及42之间的主体部43。主体部43，是具有扇形状的截面的柱状体，具有构成圆筒面的一部分的弧状面43a。枢轴41以及42，被配置在主体部43的扇形状的截面的中心。这样的主体部43，能够以枢轴41以及42为中心转动。而且，弧状面43a，沿着以枢轴41以及42为中心的圆周延伸，在主体部43的转动时，沿着该圆周转动。

在内部空间14，开闭体40的枢轴41以及42，分别由第一基部11的侧部的相对的侧部11b以及11c支撑为能够绕轴旋转。虽然不仅限于此，但是，枢轴41以及42，分别与形成在侧部11b以及11c的凹部卡合而被支撑。在第一壳体10被安装到配管1时，侧部11b，关于方向A，位于壳体流入部11aa的上游，侧部11c，位于壳体流出部11ab的下游。因此，主体部43，被配置为长边方向即轴方向沿着方向A，主体部43以及弧状面43a，能够在与方向A垂直的方向上转动。

并且，粉尘传感器100，在第一壳体10的内部空间14内具备，使开闭体40以枢轴41以及42为中心转动的没有图示的致动器。致动器，也可以是旋转驱动型，也可以是直线驱动型。致动器，也可以被构成为向枢轴41以及42提供驱动力，也可以被构成为向主体部43提供驱动力。在本实施例中，致动器的驱动方式，是电动式，但是，也可以是流体式等的其他的驱动方式。

并且，第二壳体20，被配置在内部空间14内，具体而言，被安装并固定在第一壳体10的第二基部12。第二壳体20，在与第一壳体10的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab相对的壁部20a，具有流入口20b以及流出口20c。壁部20a，构成第二壳体20的前面。流入口20b，位于壳体流入部11aa附近，流出口20c，位于壳体流出部11ab附近。在这样的第二壳体20中，从第一壳体10的壳体流入部11aa流入的流体，通过流入口20b流入到第二壳体20，第二壳体20内的流体，通过流出口20c以及壳体流出部11ab流出。

进而，参照图4至图8，说明第二壳体20内的构成要素。而且，图4是图3的第二壳体20的概观斜视图。图5是图4的第二壳体20以及其构成要素的分解斜视图。图6是示出图4的第二壳体20的内部的截面图，具体而言，示出从方向VI看沿着图4的第二壳体20的壁部20a的截面时的截面。图7以及图8分别是示出，图4的第二壳体20的背面罩22以及前面罩21的内部结构的概观斜视图。

第二壳体20被配置为，流入口20b为下方，流出口20c为上方。也就是说，粉尘传感器100的第一壳体10被定向配置为，第二壳体20的流入口20b为下方，流出口20c为上方。粉尘传感器100是，光电式粒子传感器，如图4以及图6示出，具备被配置在第二壳体20的内部的光学系统50。在本实施例中，粉尘传感器100是，光散射式粒子传感器。具体而言，粉尘传感器100，由光学系统50向第二壳体20内的检测区域DA照射光，接受通过检测区域DA的粒子(也称为气溶胶)B所产生的光的散射光，从而检测粒子B的有无。并且，粉尘传感器100，不仅限于粒子B的有无的检测，也可以检测粒子B的数量以及尺寸等。而且，成为粉尘传感器100的检测的对象的粒子B是，例如，粒径2μm(微米)以下的微小的尘埃、花粉、烟、PM2.5(粒径2.5μm以下的颗粒物质)等的微粒子。

在此，将从流入口20b向流出口20c的上下方向称为Y轴方向，将与Y轴方向垂直且沿着方向A(参照图1)的方向称为X轴方向，将与X轴方向以及Y轴方向垂直的方向称为Z轴方向。

第二壳体20是，覆盖光学系统50以及检测区域DA的壳体(也称为外壳)。第二壳体20，以外光不照射光学系统50以及检测区域DA的方式，覆盖光学系统50以及检测区域DA。第二壳体20具有，用于粒子B向内部流入的流入口20b、以及用于流入到内部的粒子B向外部流出的流出口20c。在本实施例中，如图6的粗虚线的箭头线示出，包含粒子B的气体从流入口20b流入，通过第二壳体20的内部，例如，通过检测区域DA，从流出口20c流出。

在本实施例中，第二壳体20，由彼此装配的前面罩21以及背面罩22的两个部件构成。流入口20b和流出口20c被配置的壁部20a，包含在前面罩21中。背面罩22，固定到后述的电路板81。前面罩21，位于相对于第一壳体10的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab近的位置，背面罩22，位于相对于壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab远的位置。

第二壳体20具有遮光性。例如，第二壳体20，以吸收漫射光的方式，至少内表面为黑色。具体而言，第二壳体20的内表面，光的吸收率高，并且，对光进行镜面反射。而且，第二壳体20的内表面的反射，也可以不是镜面反射，也可以使光的一部分散射反射。在此，漫射光是，粒子B所产生的散射光以外的光，具体而言，漫射光是，后述的光学系统50的投光系统51输出的光之中在检测区域DA没有由粒子B散射而在第二壳体20内行进的光。并且，漫射光，不仅限于没有由粒子B散射的光，也包括在后述的投光系统51的透镜51b表面的反射光、以及不通过检测区域DA的光等。并且，漫射光，也包括从第二壳体20的外部经由流入口20b或流出口20c向第二壳体20的内部进入的外光。

第二壳体20的前面罩21以及背面罩22，例如，由ABS树脂等的树脂材料构成。而且，彼此装配前面罩21以及背面罩22，从而形成第二壳体20。为了形成吸收漫射光的内表面，例如，也可以利用添加了黑色的颜料或染料的树脂材料，制造第二壳体20。或者，也可以在制造前面罩21以及背面罩22后，在内表面涂上黑色涂料。或者，也可以对前面罩21以及背面罩22的内表面进行压纹加工等的表面处理。

如图6示出，在本实施例中，流入口20b，被配置在从检测区域DA的正下面向侧方偏离的位置。流出口20c，被配置在检测区域DA以及后述的加热装置70的正上面。因此，能够抑制从流入口20b进入的外光照射检测区域DA以及入射到后述的受光元件52a。并且，能够将加热装置70所生成的气流，从流出口20c向外部顺利放出。流入口20b以及流出口20c相对于检测区域DA以及加热装置70的位置，不仅限于所述位置，也可以任意变更。

并且，在第二壳体20的壁部20a，设置有清除窗20d。具体而言，清除窗20d是，被配置在流入口20b与流出口20c之间的壁部20a的贯通孔。清除窗20d，为了除去附着在后述的投光透镜51b、受光透镜52b以及第二壳体20的内部的污垢或尘埃而被设置。清除窗20d，为了防止粉尘传感器100的工作时的外光的侵入而由没有图示的罩部件堵塞。

光学系统50，光学性地检测经由流入口20b流入到第二壳体20内且通过检测区域DA的粒子B。在本实施例中，如图6示出，光学系统50具备，投光系统51以及受光系统52。投光系统51以及受光系统52，分别被配置为在检测区域DA彼此的光轴P以及光轴Q交叉。在本实施例中，投光系统51和受光系统52，排列配置在水平方向上，但是，也可以排列配置在上下方向上。光学系统50，利用投光系统51输出的光检测通过检测区域DA的粒子B。投光系统51具备，发光元件51a、以及投光透镜51b。受光系统52具备，受光元件52a、以及受光透镜52b。

而且，检测区域DA是，用于检测作为测量对象的流体的气体中包含的粒子B的区域即气溶胶检测区域。在本实施例中，检测区域DA是，包含投光系统51的光轴P与受光系统52的光轴Q交叉的交点的区域。检测区域DA是，例如，φ2mm左右的区域。测量对象的气体，从第二壳体20的流入口20b流入，引导到检测区域DA后，从流出口20c流出。

如图4至图6示出，投光系统51的发光元件51a以及投光透镜51b，由彼此装配的前面罩21以及背面罩22夹持，从而配置并固定在第二壳体20内的规定的位置。同样，受光系统52的受光元件52a以及受光透镜52b，也由彼此装配的前面罩21以及背面罩22夹持，从而配置并固定在第二壳体20内的规定的位置。

投光系统51，以聚光于检测区域DA的方式输出光。发光元件51a，是发出规定的波长的光的光源，例如，是LED(Light Emitting Diode)或半导体激光器等的固体发光元件。发光元件51a的光轴，与投光系统51的光轴P一致，例如，通过检测区域DA。对于发光元件51a，可以利用发出紫外光、蓝光、绿光、红光或红外光的发光元件。在此情况下，发光元件51a也可以被构成为，发出2波长以上的混合波。在本实施例中，鉴于粒子B的光的散射强度，对于发光元件51a，例如，利用输出600nm至800nm的波长的光的炮弹型的LED。而且，发光元件51a的发光波长越短，就越能够容易检测粒径小的粒子。并且，对于发光元件51a的发光控制方式，没有特别的限定，从发光元件51a射出的光也可以是，基于DC驱动的连续光或脉冲光等。并且，发光元件51a的输出的大小(光的强度)，也可以在时间上发生变化。

投光透镜51b，被配置在发光元件51a的前方，被构成为使从发光元件51a射出的光向检测区域DA行进。也就是说，从发光元件51a射出的光，经由投光透镜51b通过检测区域DA。通过检测区域DA的粒子B使来自发光元件51a的光散射。投光透镜51b是，例如，使从发光元件51a射出的光聚光于检测区域DA的聚光透镜，例如，是聚碳酸酯(PC)等的透明树脂透镜或玻璃透镜。例如，投光透镜51b的焦点，存在于检测区域DA。而且，也可以代替投光透镜51b，而使用聚光反射镜等的反射部件。

受光系统52，接受检测区域DA中的粒子B所产生的来自投光系统51的光的散射光。而且，在图6中，以粗实线的箭头线示出，从投光系统51向受光系统52的光的路径的一个例子。受光元件52a，接受检测区域DA中的粒子B所产生的来发光元件51a的光的散射光的至少一部分。受光元件52a，具体而言，是将接受的光转换为电信号的光电转换元件，例如，是光电二极管、光电IC二极管、光电晶体管或光电子倍增管等。受光元件52a的光轴，与受光系统52的光轴Q一致，例如，通过检测区域DA。

受光透镜52b，被配置在受光元件52a与检测区域DA之间，被构成为使从检测区域DA侧入射的光聚光于受光元件52a。具体而言，受光透镜52b是，使检测区域DA中的粒子B所产生的散射光，聚光于受光元件52a的聚光透镜，例如，是PC等的透明树脂透镜或玻璃透镜。例如，受光透镜52b的焦点，存在于检测区域DA以及受光元件52a的正面。而且，也可以代替受光透镜52b，而使用聚光反射镜等的反射部件。

如图4至图6示出，粉尘传感器100，在第二壳体20还具备，尘埃抑制壁61、第一光阱62、第二光阱63、加热装置70、电路板81、连接器82、以及屏蔽罩91及92。而且，也可以不设置尘埃抑制壁61、第一光阱62、第二光阱63、连接器82、以及屏蔽罩91及92。电路板81也可以，被设置在离第二壳体20远的位置。

加热装置70，对第二壳体20内的空气进行加热，从而产生从流入口20b向流出口20c上升的气流。具体而言，加热装置70，被配置在检测区域DA的下方，在第二壳体20内生成，使从流入口20b流入的包含粒子B的气体通过检测区域DA的气流。在本实施例中，加热装置70是，被配置在第二壳体20的下部的、对大气进行加热的加热器。加热装置70也可以是，例如，低成本的加热电阻。而且，图6的粗虚线的箭头线示出，气流的方向的一个例子。

电路板81是，形成有粉尘传感器100的控制电路的印刷布线基板。控制电路，例如，对投光系统51的光的输出、基于受光系统52接受的光信号的电信号的处理、加热装置70的气体的加热等的处理进行控制。例如，控制电路，检测粒子B的有无、尺寸以及数量等，经由连接器82向外部输出检测结果。并且，控制电路也可以，对第一壳体10的开闭体40的致动器进行控制。

电路板81，例如，是矩形的平板，在作为一方的主面的正面固定有第二壳体20。在作为另一方的主面的背面，安装有构成控制电路的一个以上的电路元件以及电路部件。而且，发光元件51a、受光元件52a以及加热装置70各自的电极端子，贯通第二壳体20以及电路板81，焊接于电路板81的背面。据此，发光元件51a、受光元件52a以及加热装置70的每一个，与控制电路电连接，工作由控制电路控制。

连接器82，将电路板81的控制电路、与外部的控制电路或电源电路连接。连接器82，被安装在电路板81的背面。例如，粉尘传感器100，经由连接器82从外部接受电力的供给来工作。

屏蔽罩91是，为了保护控制电路免受外部噪声而设置的金属制的罩。屏蔽罩91，被安装在电路板81的背面侧。屏蔽罩92是，为了保护受光系统52的受光元件52a免受外部噪声而设置的金属制的罩。屏蔽罩92，从第二壳体20的外部覆盖，在内部配置有受光元件52a的部分。而且，屏蔽罩91以及92，例如，由通过焊接等能够容易连接的白铁等构成。

尘埃抑制壁61是，被设置在流入口20b与检测区域DA之间的具有遮光性的壁，从背面罩22的壁部20e向前面罩21的壁部20a延伸。壁部20e，位于与壁部20a相对的位置。尘埃抑制壁61，抑制比粒子B大的尘埃等进入到检测区域DA。在此，成为向检测区域DA的进入被抑制的对象的尘埃(也称为灰尘)等是，例如，粒径2μm以上的粒子。并且，尘埃抑制壁61是，被设置在流入口20b与第一光阱62之间的壁，也是引导气体以不使气体进入到第一光阱62的气体引导壁。尘埃抑制壁61，也可以是图所示的直线状的壁，也可以具有包含屈曲、弯曲等的线形。

具体而言，尘埃抑制壁61，如图6示出，在第二壳体20的内部，被配置在比加热装置70接近流入口20b的位置，局部遮蔽流入口20b和第二壳体20的内部的其他的区域。尘埃抑制壁61的至少一部分，沿着流入口20b的边缘延伸。并且，尘埃抑制壁61的至少一部分，向与加热装置70生成的气流交叉的方向延伸。也就是说，尘埃抑制壁61的至少一部分，向大致水平方向延伸。并且，尘埃抑制壁61，以抑制从流入口20b进入的外光照射检测区域DA的方式，具有比流入口20b大的水平方向宽度。并且，尘埃抑制壁61，以抑制从流入口20b流入的气体进入到第一光阱62的方式，具有比第一光阱62大的水平方向宽度。而且，尘埃抑制壁61也可以，被设置在加热装置70与检测区域DA之间。

第一光阱62，捕获从投光系统51输出的通过检测区域DA的光。在本实施例中，第一光阱62，位于尘埃抑制壁61的正上面。第一光阱62，被配置在经由检测区域DA与投光系统51相对的位置。第一光阱62，包括上下排列的两个腔室62a以及62b。腔室62a以及62b分别是，仅具有朝向检测区域DA的一个开口的空间。在本实施例中，腔室62a以及62b，形成作为具有楔形状的迷宫结构的空间。从投光系统51输出的光直接进入到这些腔室62a以及62b。也就是说，从投光系统51输出的通过检测区域DA的光，被分割为通过腔室62a以及62b的各个开口后，进入到腔室62a以及62b。而且，进入到腔室62a以及62b各自的光，由覆盖各个腔室的壁部多次反射，据此，由壁面吸收，从而逐渐减少。如此，第一光阱62，吸收一旦入射到内部的光以不向外部射出。而且，第一光阱62的腔室的数量，不仅限于两个，也可以是一个，也可以是三个以上。并且，第一光阱62的腔室，也可以具有与后述的第二光阱63同样的结构。

第二光阱63，捕获没有由第一光阱62捕获的光。例如，第二光阱63，捕获投光系统51输出的没有通过检测区域DA的光、以及一旦入射到第一光阱62却再次从第一光阱62射出的光等。在本实施例中，第二光阱63，夹着检测区域DA以及加热装置70，被配置在与第一光阱62相反侧。第二光阱63，被配置在经由检测区域DA与受光系统52相对的位置。第二光阱63，由一个腔室构成。该腔室是，仅具有朝向检测区域DA的一个开口的空间。第二光阱63是，例如，具有多个突起的迷宫结构。在这样的第二光阱63，光从其开口进入。而且，进入到第二光阱63的光，由覆盖第二光阱63的腔室的壁部以及突起多次反射，据此，由壁面或突起的表面吸收，从而逐渐减少。如此，第二光阱63，吸收一旦入射到内部的光以不向外部射出。而且，第二光阱63的腔室的数量，不仅限于一个，也可以是两个以上。并且，第二光阱63的腔室，也可以不具有多个突起，而具有与第一光阱62同样的结构。

进而，参照图9，说明实施例涉及的粉尘传感器100的功能结构。而且，图9是实施例涉及的粉尘传感器100的功能框图。粉尘传感器100，具备控制部200、以及粉尘传感检测部210。控制部200，进行粉尘传感器100整体的控制。控制部200，具备运算部201以及存储部202。存储部202，存储各种信息。运算部201，根据从粉尘传感检测部210接受的检测结果，计算空气中的粒子的有无、粒子的数量、粒子的尺寸、粒子浓度等。进而，运算部201，将从粉尘传感检测部210接受的检测结果、以及各种计算结果存放到存储部202。并且，运算部201，对与开闭体40的致动器对应的开闭驱动机构230的工作进行控制。运算部201，根据检测出的空气中的粒子的浓度，对开闭体40的工作进行控制。而且，粉尘传感检测部210，与发光元件51a以及受光元件52a对应。

运算部201也可以是，例如，CPU(Central Processing Unit)，存储部202也可以是，存放用于使运算部201工作的计算机程序的半导体存储器等的存储器。此时，运算部201，执行由存储部202展开的计算机程序中描述的指令群。并且，控制部200也可以，由构成为实现粉尘传感器100的各个工作的专用的硬件实现。虽然不仅限于此，但是，在本实施例中，控制部200，由电路板81的控制电路构成。

[2.粉尘传感器的工作]

说明实施例涉及的粉尘传感器100的工作。参照图1至图3、图6以及图9，粉尘传感器100的控制部200，以根据由发光元件51a以及受光元件52a检测的空气中的粒子的浓度，反复进行第一壳体10的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开闭的方式，对开闭体40的工作进行控制。具体而言，控制部200，对壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开闭时间的比例以及/或关闭时的开放度进行调节，从而调节流入到第二壳体20的空气量，据此，调节流入到第二壳体20的粒子量。例如，控制部200，根据图10示出的流程图，对开闭体40的工作进行控制。而且，图10是示出实施例涉及的粉尘传感器100的工作的流程的一个例子的流程图。

首先，粉尘传感器100的控制部200，对开闭体40进行控制，以第一规定的时间以及/或第一规定的开放度，使第一壳体10的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab开放(步骤S101)。壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab各自的开放度是，基于开闭体40的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开口面积相对于壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab整体的开口面积的比例。开放度是，开闭体40的打开量的一个例子。例如，在开闭体40使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab完全开放的情况下，开放度是100％，在开闭体40使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab完全关闭的情况下，开放度是0％。所述规定开放度，也可以是100％，也可以小于100％。

在粉尘传感器100的工作中，控制部200，使加热装置70工作，在第二壳体20内发生上升气流。据此，在第二壳体20发生，从流入口20b流入、通过第二壳体20内之后、从流出口20c流出的气流。其结果为，在第一壳体10内也发生气流。具体而言，配管1内的空气，通过壳体流入部11aa流入到第一壳体10，第一壳体10内的空气，通过壳体流出部11ab向配管1流出。据此，在配管1内，形成图1的方向A的气流。

并且，在粉尘传感器100的工作中，控制部200，使发光元件51a以及受光元件52a工作，随时间检测通过检测区域DA的空气中的粒子(步骤S102)。此时，发光元件51a，向通过检测区域DA的空气投射光。受光元件52a，接受检测区域DA的空气中的粒子所产生的投射光的散射光，以电信号等向控制部200输出受光结果。虽然不仅限于此，但是，例如，示出受光结果的电信号也可以是，示出受光量的电信号。控制部200，根据接受的受光结果，计算空气中的粒子的有无、粒子的数量、粒子的尺寸、粒子浓度等。控制部200，也可以将计算结果存放到存储部202，也可以向粉尘传感器100的外部输出。例如，粒子浓度，也可以是ppm等的体积浓度，也可以是μg/m3等的质量浓度，也可以是CPM(Count Per Minute，每1分钟的计数值)等的个数浓度。

接着，控制部200，根据计算出的空气中的粒子浓度，对基于开闭体40的壳体流入部11aa及壳体流出部11ab的关闭时间及开放时间、以及/或开放度进行运算(步骤S103)。也就是说，控制部200，决定开闭体40的关闭以及开放工作。而且，控制部200，使开闭体40工作，在决定的第二规定的时间的期间，以决定的第二规定的开放度使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab关闭(步骤S104)。然后，控制部200，使开闭体40工作，在决定的第三规定的时间的期间，以决定的第三规定的开放度使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab开放(步骤S105)。控制部200，反复进行步骤S102至S105的处理，从而进行基于开闭体40的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开闭控制。

例如，在步骤S103中，在粒子浓度为规定值以上的情况下，控制部200，为了减少向第二壳体20流入的空气量，而进行运算，以使步骤S104中执行的第二规定的时间变长、以及/或、使第二规定的开放度变小。此时，对于第二规定的时间以及第二规定的开放度，也可以与其他的规定的关闭时间以及规定的开放度比较来决定，也可以与上次、或其以前的开闭体40的关闭时的关闭时间以及开放度比较来决定。在壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的关闭时间预先被设定为固定的情况下，控制部200，进行运算，以使第二规定的开放度变小。在壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的关闭时的开放度预先被设定为固定的情况下，控制部200，进行运算，以使第二规定的时间变长。在双方没有预先被设定为固定的情况下，控制部200，调节第二规定的时间以及第二规定的开放度的至少一方。例如，第二规定的时间变长，从而开闭体40的打开时间的比例减少。

在步骤S103中，在粒子浓度小于规定值的情况下，控制部200，为了维持或增加向第二壳体20流入的空气量，而进行运算，不变更或缩短步骤S104中执行的第二规定的时间、以及/或、不变更或增大第二规定的开放度。在关闭时的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的关闭时间或开放度预先被设定的情况下，控制部200，也可以仅调节壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放度或关闭时间。例如，第二规定的时间变短，从而开闭体40的打开时间的比例增多。

并且，在步骤S105中，开放时的第三规定的时间以及第三规定的开放度也可以，与步骤S101中的第一规定的时间以及第一规定的开放度相同。或者，第三规定的时间以及第三规定的开放度也可以，在步骤S103中，由控制部200计算。

例如，在步骤S103中，在粒子浓度为规定值以上的情况下，控制部200，为了减少向第二壳体20流入的空气量，而进行运算，以使步骤S105中执行的第三规定的时间变短、以及/或、使第三规定的开放度变小。此时，对于第三规定的时间以及第三规定的开放度，也可以与第一规定的时间以及第一规定的开放度等的其他的规定的开放时间以及规定的开放度比较来决定，也可以与上次、或其以前的开闭体40的开放时的开放时间以及开放度比较来决定。例如，第三规定的时间变短，从而开闭体40的打开时间的比例减少，第三规定的开放度变小，从而开闭体40的打开量减少。

在步骤S103中，在粒子浓度小于规定值的情况下，控制部200，为了维持或增加向第二壳体20流入的空气量，而进行运算，以不变更或增长步骤S105中执行的第三规定的时间、以及/或、不变更或增大第三规定的开放度。例如，第三规定的时间变长，从而开闭体40的打开时间的比例增多，第三规定的开放度变大，从而开闭体40的打开量增多。

并且，控制部200也可以，根据壳体流入部11aa的粒子浓度的变化，进行运算。图11以及图12示出这样的例子。而且，图11是示出粒子浓度的变化和开闭体40的开闭工作的随时间的关系的一个例子的图。图12是示出粒子浓度的变化和开闭体40的开闭工作的随时间的关系的另一个例子的图。在图11以及图12中，将横轴设为经过时间，将纵轴设为粒子浓度。

如图11示出，在时刻t1至时刻t2的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放期间Ta，粒子浓度，以细小的频度且大的变动量变动。在这样的情况下，需要频繁测量粒子浓度。因此，控制部200，在时刻t2，不由开闭体40关闭壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab，而维持当前的开放状态。对于针对粒子浓度的判断，也可以根据图11的粒子浓度的变动线的倾斜度进行，也可以随时间累计检测出的粒子浓度之间的差异的绝对值，根据其累计结果进行。在累计值大的情况下，能够判断为粒子的浓度的变动大。对于所述的累计值的判断，也可以根据预先设定的阈值进行。

而且，在时刻t2至时刻t3的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放期间Ta，粒子浓度的变动频度以及变动量减少。在这样的情况下，控制部200，在时刻t3，由开闭体40关闭壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab，但是，决定短关闭期间Tba。

接着，在关闭期间Tba经过后的时刻t4至时刻t5的开放期间Ta中，控制部200，由开闭体40开放壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab。而且，在时刻t4至时刻t5的开放期间Ta，粒子浓度的变动大幅度地变小。在这样的情况下，控制部200，在时刻t5，由开闭体40关闭壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab，但是，决定时刻t5至时刻t6的长关闭期间Tbb(Tbb＞Tba)。

如上所述，控制部200能够，根据壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的一个开放期间内的粒子浓度的变动，决定壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的关闭期间。这样的处理是，在壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放中能够获得粒子浓度的多个检测结果的情况下，特别有效的。

并且，在图12示出的例子中，时刻t11至时刻t12的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放期间Tc的粒子浓度、与时刻t13至时刻t14的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放期间Tc的粒子浓度的差异大。在这样的情况下，需要频繁测量粒子浓度。因此，控制部200，在时刻t14，由开闭体40关闭壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab，但是，决定短关闭期间Tda。

接着，在关闭期间Tda经过后的时刻t15至时刻t16的开放期间Tc中，控制部200，由开闭体40开放壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab。而且，时刻t13至时刻t14的开放期间Tc的粒子浓度、与时刻t15至时刻t16的开放期间Tc的粒子浓度的差异小。在这样的情况下，控制部200，在时刻t16，由开闭体40关闭壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab，但是，决定时刻t16至时刻t17的长关闭期间Tdb(Tdb＞Tda)。而且，对于所述的差异的判断，也可以根据预先设定的阈值进行。

如上所述，控制部200能够，根据壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的多个开放期间中的粒子浓度的变动，决定壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的关闭期间。这样的处理是，在壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放中能够获得粒子浓度的一个检测结果的情况下，特别有效的。或者，在壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放中能够获得粒子浓度的多个检测结果的情况下，也可以将开放期间中获得的粒子浓度的平均值、中央值等的统计值，用于差异的判断。

并且，在图10的步骤S103中，控制部200，利用步骤S104的紧前的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放时检测出的粒子浓度，进行了运算，但是，不仅限于此。控制部200也可以，利用步骤S104之前的多次的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开放时检测出的多个粒子浓度，进行运算。在此情况下，控制部200，也可以利用多个粒子浓度的平均值、中央值等的统计值，也可以利用多个粒子浓度的变化量的平均值、中央值等的统计值。

[3.效果等]

如上所述，实施例涉及的粉尘传感器100具备，第一壳体10、作为使空气等的流体向第一壳体10流入的流入部的壳体流入部11aa、作为使流体从第一壳体10流出的流出部的壳体流出部11ab、作为变更壳体流入部11aa的流路截面的流路调整机构的开闭体40、以及被配置在第一壳体10内且检测流体中的粒子的光学系统50。而且，光学系统50至少包括，发光元件51a以及受光元件52a。

在所述结构中，开闭体40，变更壳体流入部11aa的流路截面。例如，也可以按照流体中的粉尘等的粒子的浓度，使开闭体40工作。在此情况下，例如，在粒子浓度高的情况下，也可以以使壳体流入部11aa的流量变小的方式，使开闭体40工作，据此，向第一壳体10内的光学系统50的检测区域的粒子的堆积减少。

在实施例涉及的粉尘传感器100中，作为壳体流入部11aa的流路调整机构，设置使壳体流入部11aa开闭的开闭体40。在所述结构中，通过利用开闭体40，从而能够实现流路调整机构的结构的简化。进而，开闭体40也可以，使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab一起开闭。

实施例涉及的粉尘传感器100，还具备利用光学系统50的检测值且对开闭体40的开闭时间的比例以及开闭量的至少一方进行控制的控制部200。在所述结构中，通过开闭体40的开闭时间的比例的变更以及开闭量的变更的哪一方，都能够容易实现壳体流入部11aa的流路截面的变更。

在实施例涉及的粉尘传感器100中，控制部200，将开闭体40的打开量设为固定，在流体中的粒子的浓度高时，使开闭体40的打开时间的比例减少，在流体中的粒子的浓度低时，使开闭体40的打开时间的比例增多。在所述结构中，使开闭体40的打开时间的比例减少的作用，与使壳体流入部11aa的流路截面变小的作用同样。使开闭体40的打开时间的比例增多的作用，与使壳体流入部11aa的流路截面变大的作用同样。具体而言，在流体中的粒子的浓度高时，壳体流入部11aa的流体流量减少，在流体中的粒子的浓度低时，壳体流入部11aa的流体流量增大。

在实施例涉及的粉尘传感器100中，控制部200，将开闭体40的打开时间的比例设为固定，在流体中的粒子的浓度高时，使开闭体40的打开量减少，在流体中的粒子的浓度低时，使开闭体40的打开量增多。在所述结构中，在流体中的粒子的浓度高时，壳体流入部11aa的流体流量减少，在流体中的粒子的浓度低时，壳体流入部11aa的流体流量增大。控制对象，仅是开闭体40的打开量，因此，能够容易进行控制。

在实施例涉及的粉尘传感器100中，控制部200，获得流体中的粒子的浓度的变化量，利用获得的变化量，对开闭体40的开闭时间的比例进行控制。在所述结构中，控制部200，根据流体中的粒子的浓度的稳定性，对开闭体40进行控制。例如，在粒子的浓度变化量大的情况下，粒子的浓度不稳定。在此情况下，控制部200，进行控制，以使粒子的检测频度变多，从而能够准确地检测粒子。

在实施例涉及的粉尘传感器100中，控制部200，在流体中的粒子的浓度的变化量多时，使开闭体40的打开时间的比例增多，在该变化量少时，使开闭体40的打开时间的比例减少。在所述结构中，控制部200，在粒子的浓度不稳定时，使开闭体40的打开时间的比例增多，使粒子的检测频度增加。控制部200，在粒子的浓度稳定时，使开闭体40的打开时间的比例减少，使粒子的检测频度减少。

例如，控制部200也可以，利用开闭体40打开的开放期间中的第一开放期间、与作为第一开放期间之后的开放期间的第二开放期间之间的流体中的粒子的浓度的变化量，对开闭体40的开闭时间的比例进行控制。或者，控制部200也可以，利用开闭体40打开的开放期间中的第一开放期间的流体中的粒子的浓度的变化量，对第一开放期间之后的开闭体40的开闭时间的比例进行控制。据此，能够以与粒子浓度的变化对应的频度，测量粒子浓度。

[4.其他]

以上，对于本发明涉及的粉尘传感器，根据所述实施例进行了说明，但是，本发明，不仅限于所述实施例。

在所述实施例中，变更第一壳体10的壳体流入部11aa的流路截面的流路调整机构，由开闭体40构成，开闭体40被构成为，转动，从而利用其弧状面43a，变更第一壳体10的壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开口面积，即，变更向第一壳体10的流体的流路截面积，但是，不仅限于此。

例如，流路调整机构也可以，由滑动的开闭体构成，该开闭体，滑动，从而变更壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开口面积。在此情况下，开闭体，也可以构成为沿着壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab上滑动，也可以构成为向相对于壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab接近以及远离的方向滑动，来使它们开闭的盖子。或者，流路调整机构也可以，由门状的开闭体构成。在此情况下，开闭体也可以，以壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab附近的转动轴为中心转动，使壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab开放以及关闭。

或者，流路调整机构也可以，由阀状的开闭体构成。在此情况下，构成开闭体的阀也可以，被配置在从配管1向第一壳体10内延伸的流路内，转动或滑动等，从而变更流路截面积。或者，流路调整机构也可以，由阀门装置那样的开闭体构成。构成开闭体的阀门装置，例如，也可以是开闭阀门装置，也可以被设置在从配管1向第一壳体10内延伸的流路中途，变更流路截面积。或者，阀门装置，例如，也可以是切换阀门装置，也可以有选择地使从配管1向第一壳体10内延伸的多个流路开闭，变更开放的流路数，从而变更流路截面积。

或者，流路调整机构，也可以由可伸缩的开闭体构成，也可以由可展开以及折叠的开闭体构成。在此情况下，开闭体，例如，也可以具有蛇纹状的结构，也可以具有可伸缩式的结构，也可以具有卷上式的结构，也可以具有以展开以及重叠的方式收纳多个面板的结构，也可以是伸缩的弹性体。开闭体也可以，进行伸缩、或展开以及折叠等的工作，从而变更壳体流入部11aa以及壳体流出部11ab的开口面积。

如此，流路调整机构也可以，由能够变更壳体流入部11aa的开口面积、或者、能够变更从配管1向第一壳体10内延伸的流路流路截面积的任何机构构成。

在所述实施例中，说明了粉尘传感器100是光散射式的粒子检测传感器的例子，但是，不仅限于此。粉尘传感器100是，光电式的粒子检测传感器即可，例如，在投光系统51和受光系统52被配置为彼此相对的情况下，在粒子B通过检测区域DA时，遮蔽来自投光系统51的光，从而向受光系统52入射的光量减少。因此，粉尘传感器，检测光量的变化量(减少量)，从而能够检测粒子。

在所述实施例中，示出了包含粒子的流体是，空气的例子，但是，包含粒子的流体，也可以是其他的气体，也可以是水等的液体。

另外，对各个实施例实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态，以及在不脱离本发明的宗旨的范围内任意组合各个实施例的构成要素以及功能来实现的形态，也包含在本发明中。

符号说明

10第一壳体，11aa壳体流入部(流入部)，11ab壳体流出部(流出部)，40开闭体(流路调整机构)，50光学系统，51a发光元件，52a受光元件，100粉尘传感器，200控制部。

Claims (10)

1.一种粉尘传感器，

所述粉尘传感器，具备：

壳体；

流入部，使流体流入到所述壳体；

流出部，使所述流体从所述壳体流出；

流路调整机构，变更所述流入部的流路截面；以及

光学系统，被配置在所述壳体内，并且检测所述流体中的粒子，

所述光学系统至少包括发光元件以及受光元件。

2.如权利要求1所述的粉尘传感器，

所述流路调整机构是，使所述流入部开闭的开闭器。

3.如权利要求2所述的粉尘传感器，

所述粉尘传感器还具备控制部，

所述控制部，利用所述光学系统的检测值，对所述开闭器的开闭时间的比例以及开闭量的至少一方进行控制。

4.如权利要求3所述的粉尘传感器，

所述控制部，

将所述开闭器的打开量设为固定，

在所述流体中的粒子的浓度高时，使所述开闭器的打开时间的比例减少，

在所述流体中的粒子的浓度低时，使所述开闭器的打开时间的比例增多。

5.如权利要求3所述的粉尘传感器，

所述控制部，

将所述开闭器的打开时间的比例设为固定，

在所述流体中的粒子的浓度高时，使所述开闭器的打开量减少，

在所述流体中的粒子的浓度低时，使所述开闭器的打开量增多。

6.如权利要求3所述的粉尘传感器，

所述控制部，

获得所述流体中的粒子的浓度的变化量，

利用所述变化量，对所述开闭器的开闭时间的比例进行控制。

7.如权利要求6所述的粉尘传感器，

所述控制部，

在所述变化量多时，使所述开闭器的打开时间的比例增多，

在所述变化量少时，使所述开闭器的打开时间的比例减少。

8.如权利要求6或7所述的粉尘传感器，

所述控制部，

利用所述开闭器打开的开放期间中的第一开放期间、与作为所述第一开放期间之后的开放期间的第二开放期间之间的所述变化量，对所述开闭器的开闭时间的比例进行控制。

9.如权利要求6或7所述的粉尘传感器，

所述控制部，

利用所述开闭器打开的开放期间中的第一开放期间的所述变化量，对所述第一开放期间之后的所述开闭器的开闭时间的比例进行控制。

10.如权利要求1所述的粉尘传感器，

所述流路调整机构是，使所述流入部以及所述流出部一起开闭的开闭器。