CN205120528U - 一种大气颗粒传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大气颗粒传感器，包括光室、激光发射器、光检测器及反射装置，光室内容纳有大气颗粒物，激光发射器发射激光束，照射在大气颗粒物时产生散色光；光检测器用于检测散色光以产生电信号，反射装置用于将部分散色光反射至光检测器。通过这种结构，将部分原来无法到达光检测器的散射光经过反射后，到达光检测器，使得光检测器检测到的光信号成倍增加，可检测到粒径更小的颗粒物，同时保证光信号的稳定性，提高检测精度与准确性，满足工业级应用。

Description

一种大气颗粒传感器

技术领域

本实用新型属于大气测量领域，尤其涉及一种大气颗粒传感器。

背景技术

目前国内外测定大气颗粒物质量浓度的方法主要是离线的滤膜称重法，以及在线的β射线法与微振荡天平法等。滤膜称重法是目前国际公认的大气颗粒物质量浓度检测基准方法，其缺点是费时、费力、时效性差。β射线法与微振荡天平法可实时、自动监测，缺点是生产成本高、设备体积大，不适用于室外流动测量及密集布点。基于米氏散射理论的光散射颗粒物传感器由于成本低、功耗低、小型化、维护量少等优势，近来受到人们的青睐。

目前市场上基于米氏散射理论的颗粒传感器主要分为工业测量与室内民用测量。工业测量仪器目前普遍结构复杂，需要定期维护，并且虽然其价格相比β射线法与微振荡天平法有较大降低，但其成本仍然很高，且PM2.5和PM10的测量需要使用不同的颗粒切割器。大部分室内民用测量用于室内，不区分粒径，通过人工校正得到PM2.5和PM10数据，测量精度较低。

2014年2月，夏普开始发售基于光散射技术的低成本PM2.5检测模块DN7C3JA001。这款检测模块具有检测PM2.5以及更大的颗粒物的功能，并且具有同类检测器中最短的检测时间。DN7C3JA001模块将分流器与利用LED的高精度传感器结合并小型化，可以使仪器基本实现免维护，并且成本较低。但是，其内部设置了分流器，目前只能测量PM2.5，且精度较低，不适用于对精度有一定要求的工业级应用。

美国Dylos开发了一款新型大气颗粒物传感器，其原理是设计合理的检测区域，使颗粒物以极高的概率逐一通过激光检测区域。根据米氏散射理论，越大的颗粒散射光越强，因此可以通过光电传感器输出的大小来判断颗粒的大小。由于无需分流器或者颗粒切割器，所以可以进一步降低设备成本和维护成本。但是，该设备基于室内测量设计，无法满足室外需要，其精度与最高量程也无法满足工业级应用。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的在于，提供一种大气颗粒传感器，能提高大气颗粒物的检测精度与准确性。

(二)技术方案

本实用新型提供一种大气颗粒传感器，包括光室、激光发射器及光检测器，其中：

光室为一四周封闭的腔室，其内容纳有大气颗粒物；

激光发射器设在光室内第一侧壁的中部，用于向与第一侧壁相对的第二侧壁发射激光束，其中，激光束照射在大气颗粒物时产生散色光；

光检测器设在光室内第三侧壁的中部，用于检测散色光以产生电信号，其中，第三侧壁与第一侧壁和第二侧壁相邻；

还包括一反射装置，其设在所述光室内第四侧壁的中部，用于将部分散色光反射至光检测器，其中，所述第四侧壁与第三侧壁相对。

(三)有益效果

本实用新型提供的大气颗粒传感器，与现有光散射传感器相比，其最大改进是在光室与光检测器相对的一侧设置反射装置，将部分原来无法到达光检测器的散射光经过反射后，到达光检测器，使得光检测器检测到的光信号成倍增加，可检测到粒径更小的颗粒物，同时保证光信号的稳定性，提高检测精度与准确性，满足工业级应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的大气颗粒传感器的结构图。

具体实施方式

本实用新型提供一种大气颗粒传感器，包括光室、激光发射器、光检测器及反射装置，光室内容纳有大气颗粒物，激光发射器发射激光束，照射在大气颗粒物时产生散色光；光检测器用于检测散色光以产生电信号，反射装置用于将部分散色光反射至光检测器。通过这种结构，将部分原来无法到达光检测器的散射光经过反射后，到达光检测器，使得光检测器检测到的光信号成倍增加，可检测到粒径更小的颗粒物，同时保证光信号的稳定性，提高检测精度与准确性，满足工业级应用。

根据本实用新型的一种实施方式，光室为一四周封闭的腔室，其内容纳有大气颗粒物；激光发射器设在光室内第一侧壁的中部，用于向与第一侧壁相对的第二侧壁发射激光束，其中，激光束照射在大气颗粒物时产生散色光；光检测器设在光室内第三侧壁的中部，用于检测散色光以产生电信号，其中，第三侧壁与第一侧壁和第二侧壁相邻；反射装置设在所述光室内第四侧壁的中部，用于将部分散色光反射至光检测器，其中，第四侧壁与第三侧壁相对。

根据本实用新型的一种实施方式，上述反射装置可以是各种材质的反射镜。

根据本实用新型的一种实施方式，光检测器为光电二极管。

根据本实用新型的一种实施方式，还包括多组激光挡板，其中，每个激光挡板的一端固定于第三侧壁上，另一端固定于第四侧壁上，并与所述第一侧壁和第二侧壁平行，所述挡板在同一水平位置设有开口，用于使所述激光发射器发出的激光束通过。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例提供的大气颗粒传感器的结构图，如图1所示，大气颗粒传感器包括光室、激光发射器、光电二极管、反射镜及多组激光挡板。其中，光室内容纳有大气颗粒物；激光发射器设在光室内左侧壁的中部，用于向右侧壁发射激光束，其中，激光束照射在大气颗粒物时产生散色光；光电二极管设在光室内顶侧壁的中部，用于检测散色光以产生电信号；反射镜设在光室内底侧壁的中部，用于将部分散色光反射至光电二极管，每个激光挡板与左、右侧壁平行，并在同一水平位置设有开口，用于使所述激光发射器发出的激光束通过。

根据本实施例，反射镜将部分原来无法到达光检测器的散射光经过反射后，到光电二极管，使得光电二极管检测到的光信号成倍增加，可检测到粒径更小的颗粒物，同时保证光信号的稳定性，提高检测精度与准确性，满足工业级应用。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大气颗粒传感器，包括光室、激光发射器及光检测器，其中：

所述光室为一四周封闭的腔室，其内容纳有大气颗粒物；

所述激光发射器设在所述光室内第一侧壁的中部，用于向与所述第一侧壁相对的第二侧壁发射激光束，其中，所述激光束照射在所述大气颗粒物时产生散色光；

所述光检测器设在所述光室内第三侧壁的中部，用于检测所述散色光以产生电信号，其中，所述第三侧壁与所述第一侧壁和第二侧壁相邻；

其特征在于：

还包括一反射装置，其设在所述光室内第四侧壁的中部，用于将部分散色光反射至所述光检测器，其中，所述第四侧壁与所述第三侧壁相对。

2.根据权利要求1所述的大气颗粒传感器，其特征在于，所述反射装置为反射镜。

3.根据权利要求1所述的大气颗粒传感器，其特征在于，所述光检测器为光电二极管。

4.根据权利要求1所述的大气颗粒传感器，其特征在于，还包括多组激光挡板，其中，每个激光挡板的一端固定于第三侧壁上，另一端固定于第四侧壁上，并与所述第一侧壁和第二侧壁平行，所述挡板在同一水平位置设有开口，用于使所述激光发射器发出的激光束通过。