CN206479435U - 一种激光尘埃粒子计数器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光尘埃粒子计数器，包括气路结构，光路结构和电路结构，气路结构包括壳体，壳体内设置有密封腔体，壳体上设置有与密封腔体连通进气口和出气口，进气口设置有流量调节阀和流量监测装置，出气口上设置有调压阀，密封腔体内设置有压力计；激光器发出的光经过狭缝光阑后，垂直入射到位于进气口和出气口之间的光敏区，并经光敏区的尘埃粒子散射后形成散射光，散射光由位于出气口上方的光电探测器阵列接收，电路结构包括信号处理电路和主控制器，光电探测器阵列将散射光转化为电脉冲后，经过信号处理电路传输给主控制器。本实用新型测量准确，使用方便，可以广泛应用于尘埃粒子计数检测领域。

Description

一种激光尘埃粒子计数器

技术领域

本实用新型涉及一种激光尘埃粒子计数器，特别涉及一种激光尘埃粒子计数器电路系统。

背景技术

尘埃粒子计数器是用于测量洁净环境中单位体积内尘埃粒子数和粒径分布的仪器。它可广泛应用于为各省市药检所、血液中心、防疫站、疾控中心、质量监督所等权威机构、电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工、塑胶、喷漆、医院、环保、检验所等生产企业和科研部门。常见的尘埃粒子计数器是光散射式（DAPC）的，测量粒径范围0.1-10μm，此外还有凝聚核式的尘埃粒子计数器（CNC），可测量尺寸更小的尘埃粒子。

现有的尘埃粒子计数器的测量原理基本为：空气中的微粒在光的照射下会发生散射，光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，有一个基本规律，就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子计数器的基本原理。实际上，每个粒子产生的散射光强度很弱，是一个很小的光脉冲，需要通过光电转换器的放大作用，把光脉冲转化为信号幅度较大的电脉冲，然后再经过信号处理电路的进一步放大和甄别，从而完成对大量电脉冲的计数工作。现有技术中，由于样品气体中尘埃粒子的运动，以及样品气体流速不容易准确控制，难以精确测量尘埃粒子的数目，而且，当粒子的直径较大时，容易吸附到管道或腔体，造成检测的误差较大。

实用新型内容

为适应尘埃粒子计数领域的实际需求，本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种测量准确、使用方便的尘埃粒子计数器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种激光尘埃粒子计数器，包括气路结构，光路结构和电路结构，所述气路结构包括壳体，所述壳体内设置有密封腔体，所述壳体上设置有与所述密封腔体连通进气口和出气口，所述进气口设置有密封接头、流量调节阀和流量监测装置，所述出气口上设置有调压阀，所密封腔体内设置有压力计，所述光路结构包括激光器、狭缝光阑和光电探测器阵列，所述激光器发出的光经过狭缝光阑后，垂直入射到位于所述进气口和所述出气口之间的光敏区，并经所述光敏区的尘埃粒子散射后形成散射光，所述散射光由位于所述出气口上方的光电探测器阵列接收，所述电路结构包括信号处理电路和主控制器，所述光电探测器阵列将所述散射光转化为电脉冲后，经过所述信号处理电路传输给所述主控制器。

所述光路结构还包括位于所述激光器出光口的准直透镜，所述激光器发出的激光经所述准直透镜准直后，形成平行光入射到所述狭缝光阑。

所述光路结构还包括位于所述光电探测器阵列前的聚焦透镜，所述光敏区内的尘埃粒子散射光经所述聚焦透镜会聚后，入射到所述光电探测器阵列的感光区。

所述流量监测装置的信号输出端与所述主控制器的第一信号输入端电连接，所述主控制器的第一控制信号输出端与所述流量调节阀的控制端电连接，所述流量监测装置测量所述进气口的流量值，所述主控制器根据所述流量值控制流量调节阀进行调节流量操作。

所述压力计的信号输出端与所述主控制器的第二信号输入端电连接，所述主控制器的第二控制信号输出端与所述调压阀的控制端连接，所述压力计检测密封腔体内的压力值信号传递给主控制器，主控制器根据设置压力值的大小控制所述调压阀进行调压操作，调节所述密封腔体内的气压。

所述电路结构包括流量设置电路，所述流量设置电路与所述主控制器连接，用于设置所述进气口的流量。

所述光路结构还包括位于所述密封腔体内的消光装置，所述激光器发出的激光经过所述光敏区后，进入所述消光装置并被吸收。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型的尘埃粒子计数器，通过在激光器出光口设置狭缝光阑，使密封腔体内形成较薄的光敏区，并在垂直于光敏区的位置设置光电探测器阵列，用光电探测器阵列代替普通光电探测器，提高了光电探测的分辨率以及尘埃粒子计数检测的准确度；而且，通过在进气口设置流量监控装置和流量调节阀，使得该装置可以气体流量，满足多量程的尘埃粒子计数检测，此外，通过在密封腔体内设置压力机，在出气口设置调压阀，可以保证密封腔体内的压力值稳定，进一步提高了尘埃粒子计数的准确性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种激光尘埃粒子计数器的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种激光尘埃粒子计数器的光路结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种激光尘埃粒子计数器的电路连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1~3所示，为本实用新型实施例所提供的一种激光尘埃粒子计数器的结构示意图，该装置包括气路结构，光路结构和电路结构，所述气路结构包括壳体1，所述壳体1内设置有密封腔体2，所述壳体1上设置有与所述密封腔体连通进气口11和出气口12，所述进气口11设置有密封接头13、流量调节阀14和流量监测装置15，所述出气口12上设置有调压阀16，所述密封腔体2内设置有压力计21。外界样品气体经过流量调节阀14和流量检测装置15后，通过所述密封接头13进入所述密封腔体内进行检测，检测完成后，气体经过设置在出气口12的所述调压阀16后排出所述密封腔体2。所述光路结构包括激光器3、沿竖直方向设置的狭缝光阑4和光电探测器阵列5，所述激光器3发出的光经过狭缝光阑4后，形成沿竖直方向的长条形光斑，该激光垂直入射到位于所述进气口11和所述出气口12之间的样品气体，形成较薄的光敏区17，位于所述光敏区17内的尘埃粒子将激光散射后形成散射光，所述散射光由位于所述出气口12上方的光电探测器阵列5接收。所述电路结构包括信号处理电路6和主控制器7，所述光电探测器阵列5将所述散射光转化为电脉冲后，经过所述信号处理电路6传输给所述主控制器7。

其中，如图2所示，所述光路结构还可以包括位于所述激光器3出光口的准直透镜31，所述激光器3发出的激光经所述准直透镜31准直后，形成平行光入射到所述狭缝光阑4。准直透镜的设置，可以形成平行的光敏区。所述光路结构还包括位于所述光电探测器阵列5前的聚焦透镜51，所述光敏区17内的尘埃粒子散射光经所述聚焦透镜51会聚后，入射到所述光电探测器阵列5的感光区。通过设置准直透镜31和聚焦透镜51，可以使得光电探测器阵列的探测信号更强，测量值更为准确。

其中，如图3所示，所述流量监测装置15的信号输出端可以与所述主控制器7的第一信号输入端电连接，所述主控制器7的第一控制信号输出端可以与所述流量调节阀15的控制端电连接，所述流量监测装置15测量所述进气口11的流量值，所述主控制器7根据所述流量值控制流量调节阀14进行调节流量操作。当流量值大于设置值最高值时，控制所述流量调节阀14增大流量，当流量值小于设置最低值时，控制所述流量调节阀14减小流量。通过设置流量监测装置15和流量调节阀14，可以使本实用新型的尘埃粒子计数器的流量可控，提高计数测量的精度。

此外，本实用新型的尘埃粒子计数器还可以包括流量设置电路9，所述流量设置电路9与主控制器7连接，用与设置所述进气口12的流量值，通过流量设置电路9，可以设置多种不同的流量速度，以满足多档位的尘埃粒子计数测量，对于尘埃粒子数量较多的样气，可以设置较低流量值，以增加光电探测器的敏感度，对于尘埃粒子数量较少的样气，可以设置较高流量，以增加光电探测器的信噪比，从而提高计数精度。

其中，所述压力计21的信号输出端可以与所述主控制器7的第二信号输入端电连接，所述主控制器的第二控制信号输出端与所述调压阀16的控制端连接，所述压力计21检测密封腔体2内的压力值信号传递给主控制器7，主控制器7根据设置压力值的大小控制所述调压阀16进行调压操作，调节所述密封腔体2内的气压。通过设置压力计和调压阀，可以保持密封腔体内的压力值为一个稳定范围，避免压力变化导致的测量误差，进一步提高尘埃粒子计数器的准确度。

其中，如图2所示，所述光路结构还可以包括位于所述密封腔体内的消光装置8，所述激光器3发出的激光经过所述光敏区17后，进入所述消光装置8并被吸收。消光装置8用来吸收经过光敏区的激光，避免密封腔体2内的杂散光的产生，从而进一步提高了光电探测器阵列的分辨率，提高了粒子计数器的准确度。

此外，本实用新型的一种激光尘埃粒子计数器，其电路部分还可以包括显示屏电路、存储电路、以及通讯电路等等。此外，该激光尘埃粒子计数器还可以包括供电单元及供电电路，以备无接界电源时的自供电工作。

本实用新型的尘埃粒子计数器，通过在激光器出光口设置狭缝光阑，使气腔内形成较薄的光敏区，并在垂直于光敏区的位置设置光电探测器阵列，提高了光电探测器的分辨率以及尘埃粒子计数检测的准确度；而且，通过在进气口设置流量监控装置和流量调节阀，使得该装置可以气体流量，满足多量程的尘埃粒子计数检测，此外，通过在密封腔体内设置压力机，在出气口设置调压阀，可以保证密封腔体内的压力值稳定，进一步提高了尘埃粒子计数的准确性。

上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种激光尘埃粒子计数器，包括气路结构，光路结构和电路结构，其特征在于，所述气路结构包括壳体（1），所述壳体（1）内设置有密封腔体（2），所述壳体（1）上设置有与所述密封腔体连通进气口（11）和出气口（12），所述进气口设置有密封接头（13）、流量调节阀（14）和流量监测装置（15），所述出气口上设置有调压阀（16），所述密封腔体（2）内设置有压力计（21），所述光路结构包括激光器（3）、狭缝光阑（4）和光电探测器阵列（5），所述激光器（3）发出的光经过狭缝光阑（4）后，垂直入射到位于所述进气口（11）和所述出气口（12）之间的光敏区（17），并经所述光敏区（17）的尘埃粒子散射后形成散射光，所述散射光由位于所述出气口（12）上方的光电探测器阵列（5）接收，所述电路结构包括信号处理电路（6）和主控制器（7），所述光电探测器阵列（5）将所述散射光转化为电脉冲后，经过所述信号处理电路（6）传输给所述主控制器（7）。

2.根据权利要求1所述的一种激光尘埃粒子计数器，其特征在于，所述光路结构还包括位于所述激光器（3）出光口的准直透镜（31），所述激光器（3）发出的激光经所述准直透镜（31）准直后，形成平行光入射到所述狭缝光阑（4）。

3.根据权利要求1所述的一种激光尘埃粒子计数器，其特征在于，所述光路结构还包括位于所述光电探测器阵列（5）前的聚焦透镜（51），所述光敏区（17）内的尘埃粒子散射光经所述聚焦透镜（51）会聚后，入射到所述光电探测器阵列（5）的感光区。

4.根据权利要求1所述的一种激光尘埃粒子计数器，其特征在于，所述流量监测装置（15）的信号输出端与所述主控制器（7）的第一信号输入端电连接，所述主控制器（7）的第一控制信号输出端与所述流量调节阀（14）的控制端电连接，所述流量监测装置（15）测量所述进气口（11）的流量值，所述主控制器（7）根据所述流量值控制流量调节阀（14）进行调节流量操作。

5.根据权利要求4所述的一种激光尘埃粒子计数器，其特征在于，所述压力计（21）的信号输出端与所述主控制器（7）的第二信号输入端电连接，所述主控制器的第二控制信号输出端与所述调压阀（16）的控制端连接，所述压力计（21）检测密封腔体（2）内的压力值信号传递给主控制器（7），主控制器（7）根据设置压力值的大小控制所述调压阀（16）进行调压操作，调节所述密封腔体（2）内的气压。

6.根据权利要求4所述的一种激光尘埃粒子计数器，其特征在于，所述电路结构包括流量设置电路（9），所述流量设置电路（9）与所述主控制器（7）连接，用于设置所述进气口（12）的流量。

7.根据权利要求1所述的一种激光尘埃粒子计数器，其特征在于，所述光路结构还包括位于所述密封腔体内的消光装置（8），所述激光器（3）发出的激光经过所述光敏区（17）后，进入所述消光装置（8）并被吸收。