CN204988962U

CN204988962U - 一种pm2.5检测传感器

Info

Publication number: CN204988962U
Application number: CN201520738700.0U
Authority: CN
Inventors: 徐洁; 陈晨; 魏巍; 孙磊; 赵芳; 张帆
Original assignee: Tianjin Figaro Electronics Co Ltd
Current assignee: Tianjin Figaro Electronics Co Ltd
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2025-09-21

Abstract

一种PM2.5检测传感器，其特征在于它包括ABS塑料外壳、入射光通道I、检测光通道II和气体通道III；其优越性在于：(1)所述传感器可实时监测PM2.5浓度，方便携带；(2)所述传感器可在检测前自行制造真空环境，降低原检测区残留气体对检测结果的影响；(3)所述传感器可通过更换滤板进行重复使用，增加了使用寿命。

Description

一种PM2.5检测传感器

(一)技术领域：

本实用新型涉及大气环境监测领域，尤其是一种PM2.5检测传感器。

(二)背景技术：

PM10是空气动力学直径小于或等于10微米的颗粒物，也称可吸入颗粒物或飘尘，PM2.5就是其中的一种。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，全国科学技术名词审定委员会将PM2.5的中文名称命名为细颗粒物。虽然PM2.5在地球大气成分中含量很少，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。PM2.5产生的主要来源，是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质，对人体危害很大。

目前的PM2.5检测方式主要有称重法、微量振荡天平法、β射线法和光散射法。称重法主要是抽取空气通过采样器，使环境空气中的PM2.5被截留在已知质量滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差和采样体积计算出PM2.5的浓度，是各国环保部门手动测量PM2.5的主要方法，但其操作十分复杂。微量振荡天平法指已知体积的空气经过切割粒径的采样头(PM10，PM2.5)分离，分离出的颗粒物堆积在微量天平上，微量天平对颗粒物进行质量检测，经与采样体积计算后，得到质量浓度。β射线法其原理为β射线穿过待测定物质后，其强度衰减程度仅与被穿透物质的质量有关，而与其物理、化学性能无关。当测量仪器按规定流量抽取空气样品，气体通过带状滤纸过滤，使粉尘集中到该滤纸上，捕集前和捕集后的滤纸经β射线照射并测定透过滤纸的β射线强度，便能间接测出附在滤纸上的粉尘质量。微振荡天平法和β射线法可以实现自动测量，但是不能进行实时检测。光散射法是根据微小颗粒对光的散射原理对PM2.5进行检测，主要是光学颗粒计数法。它根据单个粒子的散射光大小测量粒子的粒径，从而求出气体采样体积内颗粒物的大小，进而计算出颗粒物浓度。基于光散射法的测量操作简便，且可实现大气环境的实时测量。国内外基于光散射法的PM2.5传感器普遍价格较高，不适于普通民用检测。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种PM2.5检测传感器，它可以克服现有技术的不足，是一种基于光散射法的带有滤网的PM2.5检测传感器，该传感器是一种可精确检测大气中PM2.5浓度的结构简单、便携式的PM2.5传感器，适用于普通的消费群体，满足他们实时监测大气中PM2.5的需求。

本实用新型的技术方案：一种PM2.5检测传感器，其特征在于它包括ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯——AcrylonitrileButadieneStyrene)塑料外壳、入射光通道I、检测光通道II和气体通道III；其中，所述ABS外壳包覆着整个传感器；所述入射光通道I内放置有红外光源和光学透镜I；所述光学透镜I接收红外光源的光信号，并发射出平行光线；所述检测光通道II内置有光学透镜II和高灵敏度受光传感器；所述光学透镜II接收由光学透镜I透出的平行光线，并汇集发送给高灵敏度受光传感器；入射光通道I与检测光通道II相通，由气体通道III分开两侧；所述气体通道III中安装有风扇、密封门、颗粒物截留板和微型真空泵；所述气体通道III被入射光通道I与检测光通道II分成两个相通的空间部分，所述安装有风扇、密封门和颗粒物截留板安装在一侧空间部分中，所述微型真空泵安装在另一侧空间部分中。

所述颗粒物截留板是由初滤板和精滤板构成；所述初滤板安装在靠近风扇一侧，接收从密封门经风扇吹进的被检测气体进行过滤；所述精滤板安装在初滤板下级靠近入射光通道和检测光通道一侧，进一步过滤被检测气体，放出过滤后气体。

所述被检测气体是气体内颗粒直径大于10μm的飘尘；所述过滤后气体是气体内颗粒物直径小于2.5μm的过滤气体。

所述入射光通道I与检测光通道II在同一轴线上，所述气体通道Ⅲ与入射光通道I和检测光通道II垂直。

所述ABS外壳为不规则形状外壳。

所述光学透镜I是凸透镜，所述光学透镜II是聚光凸透镜。

所述红外光源安装在光学透镜I的焦点处，发射的红外光光束经过透镜后光路变形平行传播。

所述高灵敏度受光器件安装在光学透镜II的焦点处，用于接收经过滤气体散射后的散射光线。

所述的密封门是插入式密封门；所述ABS外壳上有可直接插入密封门的通道；所述通道周围有密封条。

所述初滤板是由粗细纤维搭配的混杂纤维网结构的无纺布滤板；所述精滤板是静电纺丝纳米纤维毡滤板。

本实用新型的工作过程：首先开启真空泵11，将检测区域内残留气体抽空后关闭，此时密封门5是关闭的；然后开启检测光通道中的红外光源和检测光通道中的高灵敏度受光器件；打开密封门和风扇，抽入一定体积的气体后关闭密封门，被检测气体依次通过初滤板和精滤板，通过初滤板后气体被过滤掉直径大于10μm的颗粒，通过精滤板后的气体被过滤掉直径大于2.5μm的颗粒，过滤后的气体进入检测区域，利用光散射原理，高灵敏度受光器件收集经精滤气体散射后的光线，根据光强间接得出PM2.5浓度。

本实用新型的优越性：(1)所述传感器可实时监测PM2.5浓度，方便携带；(2)所述传感器可在检测前自行制造真空环境，降低原检测区残留气体对检测结果的影响；(3)所述传感器可通过更换滤板进行重复使用，增加了使用寿命。

(四)附图说明：

附图为本实用新型所涉一种PM2.5检测传感器的整体结构示意图。

其中，1为红外光源；2为光学透镜I；3为被检测气体；4为风扇；5为密封门；6为初滤板；7为精滤板；8为光学透镜II；9为高灵敏度受光器件；10为过滤后气体；11为微型真空泵；12为ABS外壳。

(五)具体实施方式：

实施例：一种PM2.5检测传感器(见附图)，其特征在于它包括ABS塑料外壳12、入射光通道Ⅰ、检测光通道Ⅱ和气体通道Ⅲ；其中，所述ABS外壳12包覆着整个传感器；所述入射光通道Ⅰ内放置有红外光源1和光学透镜I2；所述光学透镜I2接收红外光源1的光信号，并发射出平行光线；所述检测光通道Ⅱ内置有光学透镜II8和高灵敏度受光传感器9；所述光学透镜II8接收由光学透镜I2透出的平行光线，并汇集发送给高灵敏度受光传感器9；入射光通道Ⅰ与检测光通道Ⅱ相通，由气体通道Ⅲ分开两侧；所述气体通道Ⅲ中安装有风扇4、密封门5、颗粒物截留板和微型真空泵11；所述气体通道Ⅲ被入射光通道Ⅰ与检测光通道Ⅱ分成两个相通的空间部分，所述安装有风扇4、密封门5和颗粒物截留板安装在一侧空间部分中，所述微型真空泵11安装在另一侧空间部分中。

所述颗粒物截留板是由初滤板6和精滤板7构成；所述初滤板6安装在靠近风扇4一侧，接收从密封门5经风扇4吹进的被检测气体3进行过滤；所述精滤板7安装在初滤板6下级靠近入射光通道和检测光通道一侧，进一步过滤被检测气体3，放出过滤后气体10(见附图)。

所述被检测气体3是气体内颗粒直径大于10μm的飘尘；所述过滤后气体10是气体内颗粒物直径小于2.5μm的过滤气体。

所述入射光通道Ⅰ与检测光通道Ⅱ在同一轴线上，所述气体通道Ⅲ与入射光通道Ⅰ和检测光通道Ⅱ垂直(见附图)。

所述ABS外壳为不规则形状外壳(见附图)。

所述光学透镜I2是凸透镜，所述光学透镜II8是聚光凸透镜(见附图)。

所述红外光源1安装在光学透镜I2的焦点处，发射的红外光光束经过透镜后光路变形平行传播(见附图)。

所述高灵敏度受光器件9安装在光学透镜II8的焦点处，用于接收经过滤气体10散射后的散射光线(见附图)。

所述的密封门5是插入式密封门；所述ABS外壳12上有可直接插入密封门5的通道；所述通道周围有密封条(见附图)。

所述初滤板6是由粗细纤维搭配的混杂纤维网结构的无纺布滤板；所述精滤板是静电纺丝纳米纤维毡滤板(见附图)。

Claims

1.一种PM2.5检测传感器，其特征在于它包括ABS塑料外壳、入射光通道I、检测光通道II和气体通道III；其中，所述ABS外壳包覆着整个传感器；所述入射光通道I内放置有红外光源和光学透镜I；所述光学透镜I接收红外光源的光信号，并发射出平行光线；所述检测光通道II内置有光学透镜II和高灵敏度受光传感器；所述光学透镜II接收由光学透镜I透出的平行光线，并汇集发送给高灵敏度受光传感器；入射光通道I与检测光通道II相通，由气体通道III分开两侧；所述气体通道III中安装有风扇、密封门、颗粒物截留板和微型真空泵；所述气体通道III被入射光通道I与检测光通道II分成两个相通的空间部分，所述安装有风扇、密封门和颗粒物截留板安装在一侧空间部分中，所述微型真空泵安装在另一侧空间部分中。

2.根据权利要求1所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述颗粒物截留板是由初滤板和精滤板构成；所述初滤板安装在靠近风扇一侧，接收从密封门经风扇吹进的被检测气体进行过滤；所述精滤板安装在初滤板下级靠近入射光通道和检测光通道一侧，进一步过滤被检测气体，放出过滤后气体。

3.根据权利要求2所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述被检测气体是气体内颗粒直径大于10μm的飘尘；所述过滤后气体是气体内颗粒物直径小于2.5μm的过滤气体。

4.根据权利要求2所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述初滤板是由粗细纤维搭配的混杂纤维网结构的无纺布滤板；所述精滤板是静电纺丝纳米纤维毡滤板。

5.根据权利要求1所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述入射光通道I与检测光通道II在同一轴线上，所述气体通道Ⅲ与入射光通道I和检测光通道II垂直。

6.根据权利要求1所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述ABS外壳为不规则形状外壳。

7.根据权利要求1所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述光学透镜I是凸透镜，所述光学透镜II是聚光凸透镜。

8.根据权利要求1所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述红外光源安装在光学透镜I的焦点处，发射的红外光光束经过透镜后光路变形平行传播。

9.根据权利要求1所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述高灵敏度受光器件安装在光学透镜II的焦点处，用于接收经过滤气体散射后的散射光线。

10.根据权利要求1所述一种PM2.5检测传感器，其特征在于所述的密封门是插入式密封门；所述ABS外壳上有可直接插入密封门的通道；所述通道周围有密封条。