CN206114476U - 一种测量细颗粒物浓度的传感器 - Google Patents
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Abstract
实用新型提供一种测量细颗粒物浓度的传感器，包括传感器本体，在所述传感器本体上设有半导体激光器、具有样气出入口的测量腔室和光陷阱，所述半导体激光器与测量腔室之间、测量腔室和光陷阱之间均设置有同轴的圆孔光阑，在所述测量腔室设置有两个光电敏感器，分别用于测量低量程和高量程。本实用新型具有体积小、测量精确的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种大气颗粒物检测仪器，具体涉及一种细颗粒物浓度传感器。
背景技术
近几年，随着全国各地均出现不同程度的雾霾天气，大家对环境空气质量开始高度关注，而细颗粒物作为大气污染的主要污染物之一也开始进入人们的视野。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(例如，重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。研究表明，10um直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，2um以下的可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。
中国环境监测总站2012年下发的《PM2.5自动监测仪器技术指标与要求(试行)》确定了三种PM2.5的自动监测方法，分别是β射线方法仪器加装动态加热系统，β射线方法仪器加动态加热系统联用光散射法，微量振荡天平方法仪器加膜动态测量系统(FDMS)。基于振荡天平法和β射线法这两种方法的检测设备价格昂贵，对使用环 境要求高，无法随身携带，且不能检测高浓度污染源细颗粒物浓度。
现今市场上采用光散射原理的颗粒物检测仪器，绝大部分是采用光脉冲粒子计数的方式，该方式主要是对大颗粒物的检测比较准确，不能准确对细颗粒物浓度进行检测，且其无法进行调零校准，也不能检测高浓度污染源细颗粒物浓度。
实用新型内容
本实用新型针对以上技术问题，提供一种具有结构简单、测量准确的细颗粒物浓度传感器，可精确测量大气PM2.5的浓度。
本实用新型采用的技术方案如下：一种测量细颗粒物浓度的传感器，包括传感器本体，在所述传感器本体上设有半导体激光器、具有样气出入口的测量腔室和光陷阱，所述半导体激光器与测量腔室之间、测量腔室和光陷阱之间均设置有同轴的圆孔光阑，在所述测量腔室设置有两个光电敏感器，分别用于测量低量程和高量程。
优选地，所述传感器本体上设置有保护气入口，所述保护气入口连通所述半导体激光器、测量腔室和光陷阱，所述保护气从所述测量腔室的出口排出。
优选地，所述传感器本体上开设有通气槽，所述通气槽用于保护气入口连通所述半导体激光器、测量腔室和光陷阱。
优选地，所述圆孔光阑的大小不小于激光束。
优选地，所述光陷阱里设置有一个反射面，所述反射面与所述半导体激光器发出的激光束的轴线夹角不低于110度。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用颗粒云散射的方 式，通过双光电敏感器分别测量低量程和高量程，不仅能准确测量环境空气细颗粒物浓度，还可以测量高污染源的细颗粒物浓度，提高了量程，而且本实用新型所提供的技术方案，结构简单、测量精确，可以实现超小型的传感器生产，可降低传感器使用时占据的体积大小。
附图说明
图1为本实用新型的正视图。
图2为传感器本体的俯视图。
图3为圆孔光阑的结构示意图。
具体实施方式
下面通过本实用新型的具体实施方式对本实用新型进一步介绍，应当说明的是，本实施例只是对本实用新型最佳实施方式进行介绍，不在于限定本实用新型的保护范围。
实施例中所提及的“上、下、左、右”均是依据附图的方位进行介绍，并不在于限定本实用新型的保护范围。
本实用新型所提供的测量细颗粒物浓度的传感器，包括传感器本体100，传感器本体可采用铝材质制作，为了更好地不干扰浓度的测量，并将其氧化成黑色，在传感器本体100上开设有用于放置半导体激光器1的安装孔，用于测量空气颗粒物浓度的测量腔室3以及用于消除光的光陷阱6，本实施例的光陷阱6内设置有反射面61，在安装孔处安装有半导体激光器1，测量腔室3设有样气入口4和样气出口5，在传感器本体100上方依次有硅胶片、电路板11和盖子10，将传感器本体100密封，其中电路板11上设置有两个光电敏感器9， 光电敏感器9设在测量腔室3上方，硅胶片主要是用于遮光和对电路板11绝缘保护。
安装孔1与测量腔室3之间设置有多个圆孔光阑2，测量腔室3与光陷阱6之间同样也设置有多个圆孔光阑2，圆孔光阑2的大小不小于激光束，待测量的样气从测量腔室3的样气入口4进入，半导体激光器1发出的激光束通过圆孔光阑2射入测量腔室3，激光束与样气在测量腔室3交汇，形成散射光，其中一个光电敏感器9用于低量程，另一个用于高量程，光电敏感器9接收的光信号转化为电信号，保证量程切换时无缝连接。
为了便于样气测量，在传感器本体100上设置有清洁系统，具体地，在传感器本体100上设置有过滤腔7，过滤腔7设有保护气入口13，在过滤腔7内设置有滤膜12，用于对进入过滤腔7内的保护气进行过滤，保护气入口13连通半导体激光器1、测量腔室3和光陷阱6，形成清洁系统，保护气从测量腔室3的出口5排出，保护气入口13与半导体激光器9、测量腔室3和光陷阱6的连通采用以下方式实现，在传感器本体上设有通气槽8，硅胶片盖设在传感器本体100时，通气槽8形成通气管道。
本实用新型的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，但凡依照本实用新型专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本实用新型专利权利的保护范围。
Claims (5)
1.一种测量细颗粒物浓度的传感器，其特征在于，包括传感器本体，在所述传感器本体上设有半导体激光器、具有样气出入口的测量腔室和光陷阱，所述半导体激光器与测量腔室之间、测量腔室和光陷阱之间均设置有同轴的圆孔光阑，在所述测量腔室设置有两个光电敏感器，分别用于测量低量程和高量程。
2.根据权利要求1所述的一种测量细颗粒物浓度的传感器，其特征在于，所述传感器本体上设置有保护气入口，所述保护气入口连通所述半导体激光器、测量腔室和光陷阱，所述保护气从所述测量腔室的出口排出。
3.根据权利要求2所述的一种测量细颗粒物浓度的传感器，其特征在于，所述传感器本体上开设有通气槽，所述通气槽用于保护气入口连通所述半导体激光器、测量腔室和光陷阱。
4.根据权利要求1所述的一种测量细颗粒物浓度的传感器，其特征在于，所述圆孔光阑的大小不小于激光束。
5.根据权利要求1所述的一种测量细颗粒物浓度的传感器，其特征在于，所述光陷阱里设置有一个反射面，所述反射面与所述半导体激光器发出的激光束的轴线夹角不低于110度。
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| CN109187296A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-01-11 | 海拉（厦门）电气有限公司 | 一种带自净化系统的激光pm2.5粉尘传感器 |
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