CN205483937U - 灰尘浓度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于气体中悬浮颗粒浓度检测装置领域，提供了灰尘浓度传感器，其包括激光传感器本体，激光传感器本体内设有通风道和用于吸收激光束的光陷阱腔，通风道就有进气端和出气端，光陷阱腔具有与通风道连通的腔口，腔口处且于靠近进气端一侧的部位设有延伸凸露于通风道内的挡风部。本实用新型提供的灰尘浓度传感器，通过在光陷阱腔的腔口处设置延伸凸露于通风道内的挡风部，这样，通过挡风部引导气流流经通风道与腔口的交汇处时绕开光陷阱腔，从而有效避免了气流中的灰尘从腔口进入光陷阱腔内造成光陷阱腔积灰的现象发生，进而防止了由于光陷阱腔积灰导致激光灰尘浓度传感器光噪声增大、输出结果失准的不良现象发生。

Description

灰尘浓度传感器

技术领域

本实用新型属于气体中悬浮颗粒浓度检测装置领域，尤其涉及灰尘浓度传感器。

背景技术

激光灰尘浓度传感器是利用MIE散射理论对空气中悬浮颗粒进行计数测量或者质量浓度测量的传感器，其一般包括一个通风道、一个光陷阱腔、一个激光发射管和一个感光元件，激光发射管发射出的激光束从通风道的一侧经通风道朝向光陷阱腔照射，感光元件设置于通风道内以用于收集散射光强。

现有的激光灰尘浓度传感器在具体应用中普遍存在以下不足之处：

1)激光发射管在不同温度下输出功率会有所不同，而现有的激光灰尘浓度传感器并不能实时检测激光传感器本体内的环境温度，从而会导致激光灰尘浓度传感器的输出结果准确度产生较大的影响；

2)现有的激光灰尘浓度传感器由于结构设置得不够合理，普遍存在体积大、光陷阱腔容易积灰的现象，而光陷阱腔积灰后会进一步引发激光灰尘浓度传感器光噪声增大、输出结果失准的不良现象发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的至少一个不足之处，提供了灰尘浓度传感器，其解决了现有激光灰尘浓度传感器因光陷阱腔容易积灰而导致激光灰尘浓度传感器光噪声增大、输出结果失准的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：灰尘浓度传感器，包括激光传感器本体，所述激光传感器本体内设有通风道和用于吸收激光束的光陷阱腔，所述通风道就有进气端和出气端，所述光陷阱腔具有与所述通风道连通的腔口，所述腔口处且于靠近所述进气端一侧的部位设有延伸凸露于所述通风道内的挡风部。

可选地，所述挡风部之朝向所述通风道的壁面为弧形曲面或者斜平面。

可选地，所述激光传感器本体内设有用于检测所述激光传感器本体内之环境温度的热敏电阻。

可选地，所述激光传感器本体包括底壳、顶盖、电路板、激光发射组件和感光元件，所述顶盖盖合于所述底壳上并与所述底壳连接形成具有内腔、进气口、出气口的壳体组件，所述内腔内限定有连通于所述进气口与所述出气口之间的所述通风道，所述电路板、所述激光发射组件、所述感光元件和所述热敏电阻都安装于所述内腔内。

可选地，所述电路板具有朝向所述底壳的底部板面和朝向所述顶盖的顶部板面，所述激光发射组件、所述感光元件和所述热敏电阻都安装于所述电路板的底部板面上，所述感光元件和所述热敏电阻从所述电路板的底部板面延伸凸露于所述通风道内。

可选地，所述进气口设于所述顶盖上，所述通风道设于所述底壳上，所述顶盖上设有与所述进气口分别位于所述顶盖之两相对侧部的上缺口，所述底壳上设有与所述上缺口对位设置并与所述上缺口围合形成所述出气口的下缺口。

可选地，所述底壳上还设有供所述激光发射组件卡入定位的卡槽，所述卡槽和所述光陷阱腔分别设于所述通风道的两相对侧部，所述腔口与所述卡槽正相对，所述激光发射组件发射出的激光束经所述通风道后照射入所述光陷阱腔内，所述感光元件位于所述激光发射组件与所述光陷阱腔之间并位于所述通风道内。

可选地，所述底壳包括底板、前板、后板、左板和右板，所述前板、所述后板、所述左板和所述右板分别弯折设置于所述底板的四周边缘处，所述下缺口设于所述后板之靠近所述左板的端部处，所述通风道从所述前板与所述右板的拐角处弯折延伸至所述下缺口处，所述光陷阱腔设于所述前板与所述左板的拐角处，所述卡槽呈与所述前板形成45度角的方式设置于所述底壳的中间位置处。

可选地，所述顶盖包括顶板、四块分别弯折设于所述顶板之四周边缘的侧板和弯折连接于两相邻所述侧板之间并与该两相邻所述侧板围合形成空气流通腔的挡板，所述进气口设于围合形成所述空气流通腔的一块所述侧板上，所述电路板上贯穿设有用于连通所述空气流通腔与所述通风道的通气孔。

可选地，所述激光传感器本体还包括设于所述出气口或者所述进气口处的风机。

本实用新型提供的灰尘浓度传感器，通过在光陷阱腔的腔口处且靠近通风道进气端的一侧设置延伸凸露于通风道内的挡风部，这样，通过挡风部引导气流流经通风道与腔口的交汇处时绕开光陷阱腔，从而有效避免了气流中的灰尘从腔口进入光陷阱腔内造成光陷阱腔积灰的现象发生，进而防止了由于光陷阱腔积灰导致激光灰尘浓度传感器光噪声增大、输出结果失准的不良现象发生。

进一步地，其通过在激光传感器本体内增设热敏电阻，这样，可通过热敏电阻实时检测激光传感器本体内的环境温度，从而利于根据实际环境温度进行调整、修正灰尘浓度传感器的输出结果，有效解决了灰尘浓度传感器因激光发射组件在不同温度下输出功率不同而导致灰尘浓度传感器输出结果准确度低的技术问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的灰尘浓度传感器的立体示意图；

图2是本实用新型实施例提供的灰尘浓度传感器的分解示意图；

图3是本实用新型实施例提供的热敏电阻、激光发射组件、感光元件与电路板的装配平面示意图；

图4是本实用新型实施例提供的热敏电阻、感光元件、风机与底壳的装配平面示意图；

图5是本实用新型实施例提供的顶盖的立体示意图；

图6是本实用新型实施例提供的激光发射组件的立体示意图；

图7是本实用新型实施例提供的激光发射组件的主视剖面示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当一个元件被描述为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被描述为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，以下实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1～7所示，本实用新型实施例提供的灰尘浓度传感器，包括激光传感器本体1，激光传感器本体1内设有通风道103和用于吸收激光束的光陷阱腔105，通风道103就有进气端和出气端，光陷阱腔105具有与通风道103连通的腔口1051，腔口1051处且于靠近进气端一侧的部位设有延伸凸露于通风道103内的挡风部1161。挡风部1161的设置，可引导气流流经通风道103与腔口1051的交汇处时绕开光陷阱腔105，从而有效避免了气流中的灰尘从腔口1051进入光陷阱腔105内造成光陷阱腔105积灰的现象发生，进而防止了由于光陷阱腔105积灰导致激光灰尘浓度传感器光噪声增大、输出结果失准的不良现象发生。

优选地，挡风部1161之朝向通风道103的壁面为弧形曲面，这样，可使得挡风部1161对气流的引导效果比较平缓，从而利于防止气流在挡风部1161处产生较大的冲击和压力损失。当然了，具体应用中，挡风部1161的形状不限于此，如：挡风部1161之朝向通风道103的壁面也可设为斜平面。

优选地，激光传感器本体1内设有用于检测激光传感器本体1内之环境温度的热敏电阻2。此处，通过在激光传感器本体1内增设热敏电阻2，这样，可通过热敏电阻2实时检测激光传感器本体1内的环境温度，从而利于根据实际环境温度进行调整、修正灰尘浓度传感器的输出结果，有效解决了灰尘浓度传感器因激光发射组件14在不同温度下输出功率不同而导致灰尘浓度传感器输出结果准确度低的技术问题。

优选地，热敏电阻2凸露于通风道103内，这样，可通过热敏电阻2实时检测通风道103内的空气温度，从而利于进一步提高热敏电阻2检测到的温度的准确可靠性。

优选地，一并参照图2～7所示，激光传感器本体1包括底壳11、顶盖12、电路板13、激光发射组件14和感光元件15，顶盖12盖合于底壳11上并与底壳11连接形成具有内腔、进气口101、出气口102的壳体组件，内腔内限定有通风道103，电路板13、激光发射组件14、感光元件15和热敏电阻2都安装于内腔内。激光发射组件14、感光元件15和热敏电阻2都与电路板13电性连接，激光发射组件14可在电路板13的控制下向外发出激光束；感光元件15和热敏电阻2可将其检测信息反馈至电路板13上，并由电路板13对感光元件15和热敏电阻2反馈的检测信息进行处理后向外输出检测结果。

具体地，一并参照图2～4所示，电路板13具有朝向底壳11的底部板面和朝向顶盖12的顶部板面，激光发射组件14、感光元件15和热敏电阻2都优选安装于电路板13的底部板面，感光元件15和热敏电阻2从电路板13的底部板面延伸凸露于通风道103内，这样，利于提高产品结构的紧凑性，又利于保证进入激光传感器本体1内的空气会先经过感光元件15和热敏电阻2才排出激光传感器本体1外。

优选地，一并参照图2、图4和图5所示，进气口101设于顶盖12上，通风道103设于底壳11上，顶盖12上设有与进气口101分别位于顶盖12之两相对侧部的上缺口1021，底壳11上设有与上缺口1021对位设置并与上缺口1021围合形成出气口102的下缺口1022。此处，通过对进气口101、出气口102和通风道103的位置进行优化设置，可利于减小激光传感器本体1的体积。

优选地，进气口101的开口截面面积小于出气口102的开口截面面积的一半，这样利于保证气流在激光传感器本体1内流动的顺畅性。

优选地，参照图4所示，底壳11上还设有供激光发射组件14卡入定位的卡槽104，卡槽104和光陷阱腔105分别设于通风道103的两相对侧部，光陷阱腔105的腔口1051与卡槽104正相对，激光发射组件14发射出的激光束经通风道103后照射入光陷阱腔105内，感光元件15位于激光发射组件14与光陷阱腔105之间并位于通风道103内。卡槽104的设置，可利于进一步提高激光发射组件14在激光传感器本体1内安装的稳固性。

优选地，通风道103大致呈L形设置，卡槽104和光陷阱腔105分别位于通风道103拐角处的两相对侧部。此处，将通风道103设为L形，相对于现有U形通风道而言，可以减少气体从进气口101流到出气口102的流程，从而利于提高灰尘浓度传感器的检测灵敏度。

具体地，光陷阱腔105的腔壁可采用吸光材料制成，或者，光陷阱腔105的腔壁也可采用非吸光材料制作后再通过亚光处理形成，这两种方式都可使得光陷阱腔105具有吸收激光束的作用。

优选地，一并参照图2～5所示，顶盖12包括顶板121、四块分别弯折设于顶板121之四周边缘的侧板122和弯折连接于两相邻侧板122之间并与该两相邻侧板122围合形成空气流通腔106的挡板123，进气口101设于围合形成空气流通腔106的一块侧板122上，电路板13上贯穿设有用于连通空气流通腔106与通风道103的通气孔131。气流从进气口101进入空气流通腔106内，受到挡板123的阻挡作用后，会改变气流的流动方向，从通气孔131处流向通风道103内。感光元件15和热敏电阻2都安装于电路板13的底部表面后，热敏电阻2沿气流在通风道103内的流动方向位于通气孔131与感光元件15之间，即气流从通气孔131进入通风道103内后先流经热敏电阻2再流经感光元件15，这样利于根据热敏电阻2的检测值更好地修正激光传感器本体1的输出结果。

优选地，参照图4所示，底壳11包括底板111、前板112、后板113、左板114和右板115，前板112、后板113、左板114和右板115分别弯折设置于底板111的四周边缘处。下缺口1022设于后板113之靠近左板114的端部处，通风道103从前板112与右板115的拐角处延伸至下缺口1022处，光陷阱腔105设于前板112与左板114的拐角处，卡槽104呈与前板112形成45度角的方式设置于底壳11的中间位置处。

优选地，参照图3所示，底壳11还包括第一隔板116、第二隔板117、第三隔板118、第四隔板119、第五隔板1110，第一隔板116贴合前板112的内壁延伸，且第一隔板116的一端抵接于右板115上、另一端于靠近前板112与左板114的位置处朝向底壳11的内侧呈弧状弯曲；第二隔板117从左板114处朝向第一隔板116的弧状弯曲端部弯折延伸，且第二隔板117的一端抵接于左板114之靠近下缺口1022的部位处、另一端与第一隔板116的弧状弯曲端部呈间隔相对设置。第一隔板116与第二隔板117相对的端部形成光陷阱腔105的腔口1051，第一隔板116的弧状弯曲端部即为上述挡风部1161，第一隔板116、第二隔板117、左板114和前板112共同围合形成上述光陷阱腔105。第三隔板118从右板115上沿与前板112平行的方式延伸入底壳11内，且第三隔板118之远离右板115的端部与左板114之间具有间距，第四隔板119从后板113处朝向第三隔板118之远离右板115的端部弯折延伸，且第四隔板119的一端抵接于后板113之靠近下缺口1022的部位处、另一端与第三隔板118之远离右板115的端部呈间隔相对设置，第五隔板1110从第三隔板118之远离右板115的端部以与前板112呈45度角的方式朝背对光陷阱腔105的方向延伸，第一隔板116、第二隔板117、第三隔板118和第四隔板119共同围合形成上述通风道103，第四隔板119和第五隔板1110共同围合形成上述卡槽104。

优选地，一并参照图3、图4、图6和图7所示，激光发射组件14包括安装座141、安装于安装座141内的激光发射管142和设于激光发射管142前端的聚焦透镜143，安装座141包括座体1411和沿座体1411之一侧部延伸的延伸板1412，延伸板1412上贯穿设有与感光元件15正相对的检测孔14121。感光元件15和激光发射组件14安装于电路板13的底部表面后，感光元件15沿竖直方向位于电路板13底部表面与检测孔14121之间，激光发射组件14向外发出激光束时,检测孔14121位于激光束与感光元件15之间，且激光发射组件14发出的激光束沿与感光元件15平行的方式从检测孔14121和感光元件15的正下方照射入光陷阱腔105内。检测孔14121的设置，利于保证感光元件15可有效检测到激光束照射过通风道103时产生的散射信息，从而利于实现激光传感器本体1对流经通风道103的气流中灰尘浓度的检测功能。聚焦透镜143的设置，用于将激光发射组件14发出的激光束汇聚于检测孔14121和感光元件15的正下方。

优选地，一并参照图6和图7所示，座体1411内设有供激光发射管142与聚焦透镜143容置定位的容腔14111、沿激光发射管142所发射之激光束位于容腔14111前方的柱形光阑14112和沿激光发射管142所发射之激光束位于柱形光阑14112前方的漏斗形光阑14113。此处，通过柱形光阑14112和漏斗形光阑14113进行限制激光束的光束大小，可利于减小光的散射和干扰。

优选地，激光发射管142的功率为2mw～5mw，激光发射管142的外径为5mm～8mm，对于该激光发射管142，使用聚焦透镜143将激光束汇聚在12mm的位置，此时检测点的光斑大小和发散角大小处于合适的值，从而使得激光传感器本体1测量得到的值的准确度和稳定性会更佳。作为本实施例的一较佳具体实施方案，激光发射管142选用外径为6mm、功率为3.6mw、波长为650nm的激光发射管142。当然了，具体应用中，激光发射管142的参数值不限于此。

优选地，一并参照图1、图2和图4所示，上述的灰尘浓度传感器还包括封装于激光传感器本体11外的导电外壳3和电性连接于电路板13与导电外壳3之间的地线，底壳11上贯穿设有供地线穿设的过线孔107。导电外壳3具体可为由导电金属制成的外壳，其上设有与进气口101呈内外对位设置的入气口31和与出气口102呈内外对位设置的排气口(图未示)。此处，通过地线将电路板13与导电外壳3电性连接在一起，可起到屏蔽干扰的作用，从而利于提高灰尘浓度传感器的稳定性。

优选地，一并参照图2和图4所示，激光传感器本体1还包括设于出气口102或者进气口101处的风机16。风机16的设置，主要用于为激光传感器本体1内气流的流动提供驱动动力。

优选地，一并参照图2～5所示，上述的风机16为设于出气口102处的抽风机16，电路板13上设有用于避让抽风机16的避让缺口，抽风机16穿过避让缺口并安装于出气口102处，抽风机16与电路板13电性连接，电路板13可控制抽风机16启动运行和停止运行。抽风机16启动运行时，其会以抽气的方式使通风道103内形成负压，从而使外部空气可从进气口101进入激光传感器本体1内，并经通风道103引导后最终从出气口102处流出激光传感器本体1外。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.灰尘浓度传感器，包括激光传感器本体，所述激光传感器本体内设有通风道和用于吸收激光束的光陷阱腔，所述通风道就有进气端和出气端，所述光陷阱腔具有与所述通风道连通的腔口，其特征在于：所述腔口处且于靠近所述进气端一侧的部位设有延伸凸露于所述通风道内的挡风部。

2.如权利要求1所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述挡风部之朝向所述通风道的壁面为弧形曲面或者斜平面。

3.如权利要求1或2所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述激光传感器本体内设有用于检测所述激光传感器本体内之环境温度的热敏电阻。

4.如权利要求3所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述激光传感器本体包括底壳、顶盖、电路板、激光发射组件和感光元件，所述顶盖盖合于所述底壳上并与所述底壳连接形成具有内腔、进气口、出气口的壳体组件，所述内腔内限定有连通于所述进气口与所述出气口之间的所述通风道，所述电路板、所述激光发射组件、所述感光元件和所述热敏电阻都安装于所述内腔内。

5.如权利要求4所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述电路板具有朝向所述底壳的底部板面和朝向所述顶盖的顶部板面，所述激光发射组件、所述感光元件和所述热敏电阻都安装于所述电路板的底部板面上，所述感光元件和所述热敏电阻从所述电路板的底部板面延伸凸露于所述通风道内。

6.如权利要求5所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述进气口设于所述顶盖上，所述通风道设于所述底壳上，所述顶盖上设有与所述进气口分别位于所述顶盖之两相对侧部的上缺口，所述底壳上设有与所述上缺口对位设置并与所述上缺口围合形成所述出气口的下缺口。

7.如权利要求6所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述底壳上还设有供所述激光发射组件卡入定位的卡槽，所述卡槽和所述光陷阱腔分别设于所述通风道的两相对侧部，所述腔口与所述卡槽正相对，所述激光发射组件发射出的激光束经所述通风道后照射入所述光陷阱腔内，所述感光元件位于所述激光 发射组件与所述光陷阱腔之间并位于所述通风道内。

8.如权利要求7所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述底壳包括底板、前板、后板、左板和右板，所述前板、所述后板、所述左板和所述右板分别弯折设置于所述底板的四周边缘处，所述下缺口设于所述后板之靠近所述左板的端部处，所述通风道从所述前板与所述右板的拐角处弯折延伸至所述下缺口处，所述光陷阱腔设于所述前板与所述左板的拐角处，所述卡槽呈与所述前板形成45度角的方式设置于所述底壳的中间位置处。

9.如权利要求6所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述顶盖包括顶板、四块分别弯折设于所述顶板之四周边缘的侧板和弯折连接于两相邻所述侧板之间并与该两相邻所述侧板围合形成空气流通腔的挡板，所述进气口设于围合形成所述空气流通腔的一块所述侧板上，所述电路板上贯穿设有用于连通所述空气流通腔与所述通风道的通气孔。

10.如权利要求4所述的灰尘浓度传感器，其特征在于：所述激光传感器本体还包括设于所述出气口或者所述进气口处的风机。