CN112198095A - 一种颗粒物传感器鞘气防护结构 - Google Patents
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Abstract
一种颗粒物传感器鞘气防护结构,包括壳体,壳体包括可拆卸连接固定的上壳主体和下壳主体,上壳主体一侧的L型安装孔安装有鞘气进气管;下壳主体一侧的安装孔安装有样气进气管且样气进气管与下壳主体的安装孔之间有缝隙,下壳主体垂直安装孔方向位置安装有PCBA板和敏感元件,鞘气经鞘气进气管进入下壳主体的安装孔并在样气进气管与下壳主体安装孔之间的缝隙处形成保护敏感元件的鞘气薄膜。将鞘气进气管、样气进气管设计为易拆卸方式。改善传感器性能,鞘气保护增长传感器维护周期,可更换样气进气管降低维护难度,可降温的上壳保护激光器提高传感器使用寿命,多种材料搭配使用扩充传感器使用场景。
Description
技术领域
本发明涉及颗粒物传感器技术领域,特别涉及一种颗粒物传感器鞘气防护结构。
背景技术
近些年激光颗粒物传感器发展迅速,广泛应用于各类监测领域如大气环境、厂矿企业、工地扬尘、室内环境等。由此监测原理可知,其核心部件激光器与感光原件的使用寿命极大影响传感器数据可靠性,传统厂家对于这类问题的解决方案多为选型性能更优的激光器和感光元件,无法从根本上解决延长激光器和感光元件使用寿命的问题。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题,本发明提供了一种颗粒物传感器鞘气防护结构。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:该种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,包括壳体,壳体包括可拆卸连接固定的上壳主体和下壳主体,上壳主体一侧的L型安装孔安装有鞘气进气管;下壳主体一侧的安装孔安装有样气进气管且样气进气管与下壳主体的安装孔之间有缝隙,下壳主体垂直安装孔方向位置安装有PCBA板和敏感元件,鞘气经鞘气进气管进入下壳主体的安装孔并在样气进气管与下壳主体安装孔之间的缝隙处形成保护敏感元件的鞘气薄膜。
进一步地,壳体垂直鞘气进气方向一侧安装有激光器,壳体上对应激光器还设有光陷阱。
进一步地,样气进气管为管径均匀变细的管体,较细的一端插入安装孔并与安装孔内壁形成缝隙,通过密封圈与安装孔密封安装,材料为工程塑料或MIM烧结件或压制件或压铸件,机加工件。
进一步地,上壳主体为鞘气进气管安装的主体件,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件;下壳主体为样气进气管安装的主体件,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件。
进一步地,鞘气进气管一端插入L型安装孔内,插入的一端开有密封圈安装用环形凹槽,鞘气进气管与L型安装孔之间通过密封圈密封连接,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件。
进一步地,上壳主体与下壳主体通过螺栓可拆卸固定连接,两者之间设有密封垫。
进一步地,上壳主体外安装有可调速散热风扇和温湿度传感器。
进一步地,密封圈为氟胶材质。
综上,本发明的上述技术方案的有益效果如下:
利用简单的结构设计,将鞘气进气管、样气进气管设计为易拆卸方式。配合各部件的材料属性使用,进气管、样气进气管、上、下壳主体为金属或非金属材质。在本领域以全新的技术角度改善传感器性能;鞘气保护增长传感器维护周期,可更换样气进气管降低维护难度,可降温的上壳保护激光器提高传感器使用寿命,多种材料搭配使用扩充传感器使用场景。
附图说明
图1为本发明的鞘气进气管立体图。
图2为图1的剖视图。
图3为样气进气管的立体结构视图。
图4为样气进气管的主视图。
图5为图4的剖视图。
图6为上壳主体结构视图。
图7为下壳主体结构视图。
图8为激光器与光陷阱及敏感元件相对位置结构视图。
图9为壳体剖视图。
图中:
1鞘气进气管、2上壳主体、3密封圈、4密封垫、5下壳主体、6样气进气管、7L型安装孔、8安装孔、9PCBA板、10敏感元件、11激光器、12光陷阱,13缝隙,14环形凹槽,15出气孔,16装槽,17格栅,18螺纹孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明,所举实施例仅用于解释本发明,并非以此限定本发明的保护范围。
如图9所示,该种颗粒物传感器鞘气防护结构,包括壳体,壳体包括可拆卸连接固定的上壳主体2和下壳主体5。上壳主体2和下壳主体5上均有用于安装的螺纹孔18。如图6所示,上壳主体2的一侧开有L型安装孔7,L型安装孔7安装有鞘气进气管1。
如图7所示,下壳主体5的一侧也开有一安装孔8,安装孔8用于安装样气进气管6。安装孔内壁设有若干个格栅17,用于抵靠样气进气管6和导流。样气进气管6与下壳主体5的安装孔之间有缝隙13,下壳主体5垂直安装孔方向开有一对应安装敏感元件10的孔,对应孔的位置安装有PCBA板9和敏感元件10,敏感元件10安装在PCBA板9上。
鞘气经鞘气进气管1进入下壳主体5的安装孔内并在样气进气管6与下壳主体5安装孔之间的缝隙13处形成保护敏感元件10的鞘气薄膜,鞘气薄膜用于隔绝样气中的灰尘。L型安装孔7与安装样气进气管6的安装孔相通,鞘气经鞘气进气管1后进入L型安装孔7,再进入安装样气进气管6的安装孔。
如图8所示,壳体垂直鞘气进气方向一侧安装有激光器11,壳体上对应激光器11还设有光陷阱12。激光器11发出的激光位于敏感元件10上方,激光器11发出的激光穿过样气后进入到光陷阱12内,敏感元件10的安装位置正对激光器11与样气交叉点的位置。
如图3-图5所示,样气进气管6为管径均匀变细的管体,较细的一端插入安装孔并与安装孔内壁形成缝隙13,且较细的一端对应敏感元件10位置开有出气孔15。样气进气管6通过密封圈3与安装孔密封安装,材料为工程塑料或MIM烧结件或压制件或压铸件,机加工件。
上壳主体2为鞘气进气管1安装的主体件,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件。下壳主体5为样气进气管6安装的主体件,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件。
如图1、图2所示,鞘气进气管1一端插入L型安装孔7内,插入的一端开有密封圈3安装用环形凹槽14,鞘气进气管1与L型安装孔7之间通过密封圈3密封连接,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件。
上壳主体2与下壳主体5通过螺栓可拆卸固定连接,两者之间设有密封垫44。
具体地,鞘气经鞘气进气管1进入传感器后在敏感元件10上方2mm处形成厚度0.5mm的洁净空气膜,即鞘气薄膜,与经过样气进气管6进入的样气形成气流隔离,从而实现鞘气对敏感元件10的保护。在大气环境使用连续运行12个月后样气进气管6内壁、激光器11透光孔、光敏元件监测孔有大量颗粒物附着,影响激光器11射出的光强度及光路截面面积尺寸,敏感元件10接收光信号亦受其干扰而衰减,最终对监测数据带来负面影响。在维护周期内拔取可插拔式样气进气管6,更换全新样气进气管6,即可完成传感器维护,后期将所更换样气进气管6进行清灰、清洗处理留做备用,降低传感器维护工作难度,延长传感器使用寿命。
高温高湿背景环境下该方面的具体实施方式为:在使用条件长期为高湿度、高温度的厂矿企业内部、各类实验室等监测环境中,激光器11受高温度影响从而寿命大幅下降,高湿环境干扰颗粒物传感器数据。使用方式为上壳主体2和下壳主体5采用MIN烧结件或压制件或铸造件或金属机加工件具有较好的导热效果,激光器11插入在上壳主体2预留的装槽16中,可调速散热风扇安装于上壳主体2预留的散热隔片。鞘气进气管1和样气进气管6材料为工程塑料其导热效果差,不会将待测气体温度传递至上壳主体2和下壳主体5;通过安装于上壳主体2温湿度传感器数据的反馈,调整可调速散热风扇转速实现对上壳主体2的散热,实现激光器11恒定温度运行延长使用寿命。具体控制方式为,温湿度传感器监测到的温度线性递增变化,对可调速散热风扇转速实现闭环调节,最终实现激光器11温度不超过50℃。
待测气体高温高湿环境具体实施方式为:在烟道、油烟监测等使用环境中,待测气体温度高,湿度大,传感器外部为常温大气环境。使用方式为鞘气进气管1和样气进气管6材料为MIN烧结件或压制件或铸造件其导热效果好,且具有耐高温200℃,满足烟气等高温气体要求。密封圈3选用氟胶材质,耐高温250℃,上壳主体2和下壳主体5采用工程塑料导热效果差,通过材料差异阻断热量传递至激光器11。鞘气进气管1所进气体为常温环境空气,在敏感元件10上方2mm处形成厚度0.5mm的洁净空气膜实现与敏感元件10温度隔离。
常规大气环境具体实施方式为:使用方式为鞘气进气管1和样气进气管6材料为工程塑料,上壳主体2和下壳主体5采用工程塑料,降低硬件材料成本,便于大面积部署。
利用简单的结构设计,将鞘气进气管1、样气进气管6设计为易拆卸方式。配合各部件的材料属性使用,进气管、样气进气管6、上、下壳主体5为金属或非金属材质。在本领域以全新的技术角度改善传感器性能;鞘气保护增长传感器维护周期,可更换样气进气管6降低维护难度,可降温的上壳保护激光器11提高传感器使用寿命,多种材料搭配使用扩充传感器使用场景。
上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进,均应扩入本发明权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,包括壳体,壳体包括可拆卸连接固定的上壳主体和下壳主体,上壳主体一侧的L型安装孔安装有鞘气进气管;下壳主体一侧的安装孔安装有样气进气管且样气进气管与下壳主体的安装孔之间有缝隙,下壳主体垂直安装孔方向位置安装有PCBA板和敏感元件,鞘气经鞘气进气管进入下壳主体的安装孔并在样气进气管与下壳主体安装孔之间的缝隙处形成保护敏感元件的鞘气薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,壳体垂直鞘气进气方向一侧安装有激光器,壳体上对应激光器还设有光陷阱。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,样气进气管为管径均匀变细的管体,较细的一端插入安装孔并与安装孔内壁形成缝隙,通过密封圈与安装孔密封安装,材料为工程塑料或MIM烧结件或压制件或压铸件,机加工件。
4.根据权利要求1所述的一种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,上壳主体为鞘气进气管安装的主体件,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件;下壳主体为样气进气管安装的主体件,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件。
5.根据权利要求1所述的一种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,鞘气进气管一端插入L型安装孔内,插入的一端开有密封圈安装用环形凹槽,鞘气进气管与L型安装孔之间通过密封圈密封连接,材料为工程塑料或烧结件或压制件或压铸件。
6.根据权利要求1所述的一种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,上壳主体与下壳主体通过螺栓可拆卸固定连接,两者之间设有密封垫。
7.根据权利要求1所述的一种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,上壳主体外安装有可调速散热风扇和温湿度传感器。
8.根据权利要求3或5所述的一种颗粒物传感器鞘气防护结构,其特征在于,密封圈为氟胶材质。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB03 | Change of inventor or designer information | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Shanwen Inventor after: Zhang Zibiao Inventor after: Liu Lining Inventor after: Hu Zenghong Inventor before: Liu Shanwen Inventor before: Zhang Zibiao Inventor before: Liu Lining Inventor before: Hu Zenghong |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |