CN207318290U - 便携式电子产品及其微颗粒物传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式电子产品及其微颗粒物传感装置，微颗粒物传感装置包括本体部件(1)及设置于所述本体部件(1)的气流通道内，用于检测微粒含量的检测单元，还包括设置于所述气流通道内的微型风轮(2)及驱动所述微型风轮(2)转动的微型无刷电机(8)。本实用新型提供的微颗粒物传感装置，通过设置微型风轮及微型无刷电机，相对于现有技术中的风扇及电机，有效缩小了其体积，便于集成于随身携带的产品中；并且，功耗低且降低了生产成本。

Description

便携式电子产品及其微颗粒物传感装置

技术领域

本实用新型涉及微颗粒物检测设备技术领域，特别涉及一种便携式电子产品及其微颗粒物传感装置。

背景技术

大气环境对人们的健康有着至关重要的影响，大气中的可吸入颗粒物一直是大气环境监测的重点。微颗粒物传感装置中的PM2.5传感装置广泛应用。其中，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称可入肺颗粒物，由于其粒径小，非常容易携带大量的病毒、细菌等有害物质，且不容易沉淀，在空气中停留时间长，输送距离远，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。

以PM2.5传感装置为例进行说明：

目前，由于需要空气进入传感器，并且让传感器在单位时间获得足够的污染颗粒，获得足够的信号量，PM2.5传感装置中具有主动送风装置(风扇或其他产生空气对流的装置)。例如夏普GP2Y1051AU0F，攀藤PMS5003等。

但是，由于需要设置风扇等主动送风装置，并且主动送风装置需要具有相应的驱动装置(如电机等)，使得PM2.5传感装置的功耗较大，生产成本较高。现有主动送风装置的结构复杂，体积大，不便于集成到便携式电子产品中。

因此，如何减小体积，降低功耗及生产成本，便于集成设置，是本技术领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种微颗粒物传感装置，以减小体积，降低功耗及生产成本，便于集成设置。本实用新型还公开了一种具有上述微颗粒物传感装置的便携式电子产品。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微颗粒物传感装置，包括本体部件及设置于所述本体部件的气流通道内，用于检测微粒含量的检测单元，还包括设置于所述气流通道内的微型风轮及驱动所述微型风轮转动的微型无刷电机。

优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述气流通道的进气口的横截面积大于所述气流通道的出气口的横截面积。

优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述气流通道为“C”形通道，所述气流通道的进气口及其出气口分别位于所述“C”形通道的两端；

所述微型风轮及所述检测单元的检测区域位于所述“C”形通道的中间段。

优选地，上述微颗粒物传感装置中，“C”形通道由所述中间段及与其两端垂直连通的端部通道段组成；所述中间段的宽度大于所述端部通道段的宽度。

优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述微型风轮位于所述检测单元与所述气流通道的进气口之间的气流通道段内。

优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述微型风轮的轴线与其所在的所述气流通道的中间段垂直。

优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述本体部件上具有用于避让所述微型风轮及所述微型无刷电机的容纳槽。

优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述检测单元包括光敏传感器及与其对应的激光发射器；所述光敏传感器与所述激光发射器的排列方向垂直于所述气流通道。

优选地，上述微颗粒物传感装置中，所述本体部件上具有供所述激光发射器嵌入的嵌入槽，所述嵌入槽具有与所述气流通道连通的开口。

本实用新型还提供了一种便携式电子产品，包括如上述任一项所述的微颗粒物传感装置。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的微颗粒物传感装置，在本体部件的气流通道内设置微型风轮及检测单元，通过微型无刷电机驱动微型风轮转动，使得外界空气以气流方式流过气流通道，根据微型无刷电机的转速(微型风轮的转速)得出气体流量，并使用检测单元对微颗粒物进行检测，进而获得单位体积的微粒含量。本实用新型提供的微颗粒物传感装置，通过设置微型风轮及微型无刷电机，相对于现有技术中的风扇及电机，有效缩小了其体积，便于集成于随身携带的产品中；并且，功耗低且降低了生产成本。

本实用新型还提供了一种便携式电子产品，包括如上述任一种微颗粒物传感装置。由于上述微颗粒物传感装置具有上述技术效果，具有上述微颗粒物传感装置的便携式电子产品也应具有同样的技术效果，在此不再意义累述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的微颗粒物传感装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种微颗粒物传感装置，以减小体积，降低功耗及生产成本，提高使用寿命且便于集成设置。本实用新型还公开了一种具有上述微颗粒物传感装置的便携式电子产品。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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做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。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的微颗粒物传感装置的结构示意图。

本实用新型实施例提供了一种微颗粒物传感装置，包括本体部件1及设置于本体部件1的气流通道内的检测单元，检测单元用于检测微粒含量。其中，还包括设置于气流通道内的微型风轮2及驱动微型风轮2转动的微型无刷电机8。

本实用新型实施例提供的微颗粒物传感装置，在本体部件1的气流通道内设置微型风轮2及检测单元，通过微型无刷电机8驱动微型风轮2转动，使得外界空气以气流方式流过气流通道，根据微型无刷电机8的转速(微型风轮2的转速)得出气体流量，并使用检测单元对微颗粒物进行检测，进而获得单位体积的微粒含量。本实用新型实施例提供的微颗粒物传感装置，通过设置微型风轮2及微型无刷电机8，相对于现有技术中的风扇及电机，有效缩小了其体积，便于集成于随身携带的产品中；并且，功耗低且降低了生产成本。

可以理解的是，在本实用新型实施例提供的微颗粒物传感装置，根据对微型无刷电机8的转速控制能够达到控制气体流速的作用。因此，可以根据微型无刷电机8的转速得出气体流速。

优选地，气流通道的进气口6的横截面积大于气流通道的出气口7的横截面积。通过上述设置，进一步方便了外界空气进入气流通道。

如图1所示，气流通道为“C”形通道，气流通道的进气口6及其出气口 7分别位于“C”形通道的两端；微型风轮2及检测单元的检测区域位于“C”形通道的中间段5。通过将气流通道设置为“C”形通道，并且将气流通道的进气口6及其出气口7分别位于“C”形通道的两端，使得“C”形通道的中间段5气体流速稳定，受外界气流影响较小，进而提高了检测单元的检测精度。

可以理解的是，“C”形通道由三个相互垂直的通道段组成，中间段5为位于中间的一个通道段，两端均连接有与其垂直连接的端部通道段。其中，中间段5的宽度大于端部通道段的宽度，以便于提高检测精度。

也可以仅将气流通道设置为“L”形通道或弧形通道等，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

为了便于布置，本实用新型实施例提供的微颗粒物传感装置的进风送风方式特点为：微型风轮2位于检测单元朝向气流通道的进气口6的一侧。即，微型风轮2位于检测单元与气流通道的进气口6之间的气流通道段内。气流先经过微型风轮2进行流量检测，再经过检测单元进行微粒检测，进一步提高微型风轮2对气流的作用，提高了检测精度。

通过上述的气道布局及送风方式，有利于微颗粒物传感装置的小型化，便于Vcsel(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)微型激光器使用，使得微颗粒物传感装置能够小型化到厚度小于三毫米的芯片级微型PM2.5传感器。

当然，也可以使微型风轮2位于检测单元朝向气流通道的出气口7的一侧；或者，微型风轮2与检测单元位于气流通道的同一横截面上，即，气流同时通过微型风轮2与检测单元。

如图1所示，在本实施例中，微型风轮2的轴线与其所在的气流通道的中间段5垂直。通过上述设置，进一步提高了微型风轮2带动气流流动的效果。也可以使微型风轮2的轴线与中间段5之间的夹角为锐角。

优选地，本体部件1上具有用于避让微型风轮2及微型无刷电机8的容纳槽。通过上述设置，使得微型风轮2及微型无刷电机8的部分结构能够嵌入容纳槽内，有效减小了微颗粒物传感装置的厚度。

本实施例中，检测单元包括光敏传感器4及与其对应的激光发射器3；光敏传感器4与激光发射器3的排列方向垂直于气流通道。其原理是，微粒随着空气形成的气流沿气流通道流动，进入激光照射区域(光敏传感器4与激光发射器3之间的区域)会产生的漫反射，通过光敏传感器4(如光敏二极管等)可以捕获这种漫反射脉冲。通过对一定气流速度的漫反射脉冲出现频率进行统计，可以计算出单位体积的颗粒物浓度。当然，也可以采用其他方式检测微粒含量。

优选地，本实用新型实施例提供的微颗粒物传感装置，使用直径低于 1.5mm，长度低于5mm的激光发射器3，大大降低了激光发射器3的尺寸，进而降低了微颗粒物传感装置的体积。

通过上述设置，微颗粒物传感装置的体积可以控制在12mm*12mm*6mm 以内，从而便于制作成芯片级SMT贴片元件，直接通过焊接或卡扣连接等方式将微颗粒物传感装置连接在便携式电子设备的电路板上。如，直接连接在运动手环或手机等电子设备，使用户可以对个人局部环境空气质量进行检测和实时监控。

为了保证激光照射区域的面积，提高检测精度，本体部件1上具有供激光发射器3嵌入的嵌入槽，嵌入槽具有与气流通道连通的开口。通过上述设置，使得光敏传感器4与激光发射器3之间的区域较大，进而方便了对微粒的检测。

其中，光敏传感器4与激光发射器3之间的激光照射区域位于气流通道的中间段5。

本实用新型实施例还提供了一种便携式电子产品，包括如上述任一种微颗粒物传感装置。由于上述微颗粒物传感装置具有上述技术效果，具有上述微颗粒物传感装置的便携式电子产品也应具有同样的技术效果，在此不再意义累述。

上述便携式电子产品可以为手机或手环等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种微颗粒物传感装置，包括本体部件(1)及设置于所述本体部件(1)的气流通道内，用于检测微粒含量的检测单元，其特征在于，还包括设置于所述气流通道内的微型风轮(2)及驱动所述微型风轮(2)转动的微型无刷电机(8)。

2.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述气流通道的进气口(6)的横截面积大于所述气流通道的出气口(7)的横截面积。

3.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述气流通道为“C”形通道，所述气流通道的进气口(6)及其出气口(7)分别位于所述“C”形通道的两端；

所述微型风轮(2)及所述检测单元的检测区域位于所述“C”形通道的中间段(5)。

4.如权利要求3所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，“C”形通道由所述中间段(5)及与其两端垂直连通的端部通道段组成；所述中间段(5)的宽度大于所述端部通道段的宽度。

5.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述微型风轮(2)位于所述检测单元与所述气流通道的进气口(6)之间的气流通道段内。

6.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述微型风轮(2)的轴线与其所在的所述气流通道的中间段(5)垂直。

7.如权利要求1所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述本体部件(1)上具有用于避让所述微型风轮(2)及所述微型无刷电机(8)的容纳槽。

8.如权利要求1-7任一项所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述检测单元包括光敏传感器(4)及与其对应的激光发射器(3)；所述光敏传感器(4)与所述激光发射器(3)的排列方向垂直于所述气流通道。

9.如权利要求8所述的微颗粒物传感装置，其特征在于，所述本体部件(1)上具有供所述激光发射器(3)嵌入的嵌入槽，所述嵌入槽具有与所述气流通道连通的开口。

10.一种便携式电子产品，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的微颗粒物传感装置。