CN206804483U - 一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其包括：上盖、底座、风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件，所述上盖和底座组合后形成有容置所述风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件的内腔；所述底座内形成有气流通道，所述上盖具有贯通的第一进/出气口和第二进/出气口，所述风扇模组设于电路板的上侧并与所述第一进/出气口相对，所述半导体发光模组和光敏器件设于电路板底侧，所述光敏器件的输出连接至所述电路板，所述电路板具有数据输出接口；所述气流通道与所述第一进/出气口、第二进/出气口相通。本实用新型避免空气采样时受到净化设备内部气流或净化过气流的影响，提高了传感器的抗干扰能力与工作稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器应用技术领域，尤其是一种基于光散射的粉尘浓度传感器。
背景技术
随着人们对空气净化设备性能的要求不断的提高，净化设备对其智能控制精度的要求也越来越高，因而各式各样的粉尘传感器也应运而生。然而市面上现有的粉尘浓度传感器的空气采样进、出口位置的布置、气道的设计及相关电路的设计都没有充分考虑到空气净化设备等特殊场合的使用状况，导致了传感器的抗干扰能力弱，无法准确反映净化设备的真实净化效果及传感器响应时间长等弊端。
实用新型内容
针对背景技术中所提及的问题，本实用新型提出一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器，避免空气采样时受到净化设备内部气流或净化过气流的影响，提高了传感器的抗干扰能力与工作稳定性，其具体技术内容如下：
一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其包括：上盖、底座、风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件，所述上盖和底座组合后形成有容置所述风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件的内腔；所述底座内形成有气流通道，所述上盖具有贯通的第一进/出气口和第二进/出气口，所述风扇模组设于电路板的上侧并与所述第一进/出气口相对，所述半导体发光模组和光敏器件设于电路板底侧，所述光敏器件的输出连接至所述电路板，所述电路板具有数据输出接口；所述气流通道与所述第一进/出气口、第二进/出气口相通。
于本实用新型的一个或多个实施例中，所述电路板上具有贯穿板体的气流窗口，所述气流通道经由所述气流窗口与上盖的第一进/出气口相通，所述电路板于所述第二进/出气口和气流通道相对处具有避空缺口。
于本实用新型的一个或多个实施例中，所述第一进/出气口和第二进/出气口位于所述上盖的同一表侧。
于本实用新型的一个或多个实施例中，所述光敏器件的感光面与所述半导体发光模组的光输出方向成90度角。
于本实用新型的一个或多个实施例中，所述电路板具有前置放大模块、信号处理模块和数据处理模块，光敏器件反馈的信号依次经前置放大、信号处理和数据处理后由数据接口输出。
于本实用新型的一个或多个实施例中，所述光敏器件为硅光电池或者光电二极管。
于本实用新型的一个或多个实施例中，所述半导体发光模组的发光器件为半导体激光管或发光二极管。
于本实用新型的一个或多个实施例中，所述半导体发光模组和光敏器件一并固设于电路板的底侧，所述底座中设有配合容置所述半导体发光模组的定位槽，所述定位槽的槽壁上具有凹位或穿孔让所述半导体发光模组发出的光到达气流通道，于所述光敏器件的感光面下方的气流通道形成光敏区。
在同一构思下，本实用新型还提出一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器，具有外壳及置于其中的主体，所述主体包括上盖、底座、风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件，所述上盖和底座组合后形成有容置所述风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件的内腔；所述底座内形成有气流通道，所述上盖具有贯通的第一进/出气口和第二进/出气口，所述风扇模组设于电路板的上侧并与所述第一进/出气口相对，所述半导体发光模组和光敏器件设于电路板底侧，所述光敏器件的输出连接至所述电路板，所述电路板具有数据输出接口；所述气流通道与所述第一进/出气口、第二进/出气口相通；所述光敏器件的感光面与所述半导体发光模组的光输出方向成90度角，于所述光敏器件的感光面下方的气流通道形成光敏区。
在本实用新型的一个或多个实施例中，所述外壳包括上壳和下壳，所述上壳上表面具有对所述第一进/出气口相对的第一窗口、和与所述第二进/出气口相对的第二窗口，所述上壳的两侧壁上设置有扣孔，所述下壳的两侧壁上设有与所述上壳的扣孔相配合的隆起块。
本实用新型的有益效果是：采取了风扇进(出)风面与气流通道的出(进) 口处于传感器同一表侧的设计，避免空气采样时受到净化设备内部气流或净化过气流的影响，提高了传感器的抗干扰能力与工作稳定性。也使得在同等条件下，可选用更大风量的风扇，使得被测空气能够更快速地流过光敏区，这一气流所携带的粉尘颗粒，受到发光单元发出的光束的照射，产生MIE散射为光敏单元所感知，经相关电路及板载微处理器处理后，得到空气粉尘颗粒的粒径及浓度。
附图说明
图1为本实用新型的基于光散射原理的粉尘浓度传感器的整体结构图。
图2为本实用新型的基于光散射原理的粉尘浓度传感器的爆炸结构图一。
图3为本实用新型的基于光散射原理的粉尘浓度传感器的爆炸结构图二。
图4为本实用新型的基于光散射原理的粉尘浓度传感器的底座气流通道示意图。
图5为本实用新型的基于光散射原理的粉尘浓度传感器的工作流程图。
具体实施方式
如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：
参见附图1至4，一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器，包括主体1，所述主体1其包括上盖11、底座12、风扇模组2、电路板3、半导体发光模组 4和光敏器件5，所述上盖11和底座12组合后形成有容置所述风扇模组2、电路板3、半导体发光模组4和光敏器件5的内腔；所述底座12内形成有气流通道121，所述上盖11具有贯通的第一进/出气口111和第二进/出气口112，所述风扇模组2设于电路板3的上侧并与所述第一进/出气口111相对，所述半导体发光模组4和光敏器件5设于电路板3底侧，所述光敏器件5的输出连接至所述电路板3，所述电路板3具有数据输出接口31；所述气流通道121与所述第一进/出气口111、第二进/出气口112相通；还包括容置所述主体1的外壳6，所述外壳6为金属屏蔽盒，其包括上壳61和下壳62，所述上壳61上表面具有对所述第一进/出气口111相对的第一窗口611、和与所述第二进/出气口112相对的第二窗口612，所述上壳61的两侧壁上设置有扣孔613，所述下壳62的两侧壁上设有与所述上壳61的扣孔613相配合的隆起块621。
所述电路板3上具有贯穿板体的气流窗口30，所述气流通道121经由所述气流窗口30与上盖11的第一进/出气口111相通，所述电路板3于所述第二进/出气口112和气流通道121相对处具有避空缺口32。
所述第一进/出气口111和第二进/出气口112位于所述上盖11的同一表侧。
所述光敏器件5的感光面与所述半导体发光模组4的光输出方向成90度角；具体的，所述半导体发光模组4和光敏器件5一并固设于电路板3的底侧，所述底座12中设有配合容置所述半导体发光模组4的定位槽122，所述定位槽122的槽壁上具有凹位或穿孔123让所述半导体发光模组4发出的光到达气流通道121，于所述光敏器件5的感光面下方的气流通道121形成光敏区。
所述光敏器件5为硅光电池或者光电二极管，所述半导体发光模组4的发光器件为半导体激光管或发光二极管，其所发光线可为红外、可见及紫外光；所述半导体发光模组4含有一只或多只的聚焦透镜。
所述底座12上具有对应所述电路板3的数据接口31的开口120，所述底座12的两端对称设置有一对安装耳124，所述上壳61的表侧还开设有对应露出电路板3的数据接口31的连接窗口614，所述下壳62上具有供所述安装耳 124穿出的第一避空位622，以及对应所述底座12的开口120的第一避空位 623。
参见附图5，所述电路板3具有前置放大模块、信号处理模块和数据处理模块，光敏器件反馈的信号依次经前置放大、信号处理和数据处理后由数据接口31输出。
本实用新型的作用原理为：首先粉尘颗粒通过风扇进入到传感器气路，经过光敏区时，半导体发光组件所发出的光束使得粉尘颗粒产生与该光束成90°的Mie散射光，前向的光线由于是干扰光，进行了消除设计，与光束处于90°方向上的光敏器件就会接收到相应的MIE散射光信号，通过IV转换后再放大，之后信号送入单片机中进行处理，通过相应的算法计算出空气中不同粒径粉尘颗粒的浓度值。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于，包括：上盖、底座、风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件，所述上盖和底座组合后形成有容置所述风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件的内腔；所述底座内形成有气流通道，所述上盖具有贯通的第一进/出气口和第二进/出气口，所述风扇模组设于电路板的上侧并与所述第一进/出气口相对，所述半导体发光模组和光敏器件设于电路板底侧，所述光敏器件的输出连接至所述电路板，所述电路板具有数据输出接口；所述气流通道与所述第一进/出气口、第二进/出气口相通。
2.根据权利要求1所述的基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述电路板上具有贯穿板体的气流窗口，所述气流通道经由所述气流窗口与上盖的第一进/出气口相通，所述电路板于所述第二进/出气口和气流通道相对处具有避空缺口。
3.根据权利要求1所述的基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述第一进/出气口和第二进/出气口位于所述上盖的同一表侧。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述光敏器件的感光面与所述半导体发光模组的光输出方向成90度角。
5.根据权利要求4所述的基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述电路板具有前置放大模块、信号处理模块和数据处理模块，光敏器件反馈的信号依次经前置放大、信号处理和数据处理后由数据接口输出。
6.根据权利要求4所述的基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述光敏器件为硅光电池或者光电二极管。
7.根据权利要求4所述的基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述半导体发光模组的发光器件为半导体激光管或发光二极管。
8.根据权利要求4所述的基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述半导体发光模组和光敏器件一并固设于电路板的底侧，所述底座中设有配合容置所述半导体发光模组的定位槽，所述定位槽的槽壁上具有凹位或穿孔让所述半导体发光模组发出的光到达气流通道，于所述光敏器件的感光面下方的气流通道形成光敏区。
9.一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：具有外壳及置于其中的主体，所述主体包括上盖、底座、风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件，所述上盖和底座组合后形成有容置所述风扇模组、电路板、半导体发光模组和光敏器件的内腔；所述底座内形成有气流通道，所述上盖具有贯通的第一进/出气口和第二进/出气口，所述风扇模组设于电路板的上侧并与所述第一进/出气口相对，所述半导体发光模组和光敏器件设于电路板底侧，所述光敏器件的输出连接至所述电路板，所述电路板具有数据输出接口；所述气流通道与所述第一进/出气口、第二进/出气口相通；所述光敏器件的感光面与所述半导体发光模组的光输出方向成90度角，于所述光敏器件的感光面下方的气流通道形成光敏区。
10.根据权利要求9所述的基于光散射原理的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述外壳包括上壳和下壳，所述上壳上表面具有对所述第一进/出气口相对的第一窗口、和与所述第二进/出气口相对的第二窗口，所述上壳的两侧壁上设置有扣孔，所述下壳的两侧壁上设有与所述上壳的扣孔相配合的隆起块。
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|---|---|---|---|---|
| CN106979914A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-07-25 | 中山市恩尚环保科技有限公司 | 一种基于光散射原理的粉尘浓度传感器 |
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- 2017-04-18 CN CN201720405357.7U patent/CN206804483U/zh active Active
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