CN208383653U - 室外风扇式激光粉尘检测结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种室外风扇式激光粉尘检测结构，它包括激光光路、与所述激光光路垂直的粉尘气路、分别与所述激光光路和所述粉尘气路空间垂直的探测单元，所述激光光路包括激光器、光学转换单元和暗室消光单元，所述激光器向所述光学转换单元发射激光光束，所述激光光束经所述光学转换单元的准直处理后转换成窄带激光光束入射至所述暗室消光单元，所述暗室消光单元吸收所述窄带激光光束；所述粉尘气路包括对称设置在所述激光光路两侧的进气通道和风扇式恒流单元，所述风扇式恒流单元用于控制粉尘气流恒速通过所述进气通道并与所述激光光束垂直相交以产生散射光；所述探测单元采集所述散射光，对所述散射光进行光电转换并输出检测结果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光粉尘检测结构，具体的说，涉及了一种室外风扇式激光粉尘检测结构。
背景技术
室外激光粉尘传感器运用米氏散射（Mie scattering）原理对空气中的粉尘进行探测。传感器通常由激光器、光学腔体、光敏元件、采样气路腔体、信号采集和处理电路五大部分组成。通常的激光粉尘传感器采用点状聚焦光源，探测器与激光成90°光学结构。但由于点状聚焦光源的能量成高斯分布，粉尘在聚焦光处散射后，通过对探测器接收的光谱信号进行分析，由于光能量的不均衡，造成无法在算法上实现很好的粒径区分;且普通传感器的测量腔体容易受到外部环境中的粉尘污染影响，只适用于洁净的办公环境，无法室外正常工作。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强的室外风扇式激光粉尘检测结构。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种室外风扇式激光粉尘检测结构，包括激光光路、与所述激光光路垂直的粉尘气路、分别与所述激光光路和所述粉尘气路空间垂直的探测单元，
所述激光光路包括激光器、光学转换单元和暗室消光单元，所述激光器向所述光学转换单元发射激光光束，所述激光光束经所述光学转换单元的准直处理后转换成窄带激光光束入射至所述暗室消光单元，所述暗室消光单元吸收所述窄带激光光束；
所述粉尘气路包括对称设置在所述激光光路两侧的进气通道和风扇式恒流单元，所述风扇式恒流单元用于控制粉尘气体恒速通过所述进气通道；
所述探测单元采集所述窄带激光光束和所述粉尘气流垂直相交所产生的散射光，对所述散射光进行光电转换并输出检测结果。
基于上述，所述探测单元包括探测器、聚光镜和信号处理电路板，所述探测器和所述聚光镜分别设置在所述激光光路和所述粉尘气路交汇处两侧的，所述窄带激光光束和所述粉尘气流在所述探测器表面垂直相交形成散射光，所述聚光镜收集散射光汇聚到所述探测器，所述信号处理电路板连接所述探测器，用于对所述探测器输出的光信号进行光电转换并输出检测结果。
基于上述，所述光学转换单元包括依次设置的凸透镜和柱面镜，所述凸透镜和所述柱面镜的中心线位于同一水平面上。
基于上述，所述风扇式恒流单元包括风扇和控制电路，所述控制电路与所述风扇连接，控制所述风扇恒速转动。
基于上述，所述暗室消光单元包括暗室，所述暗室内对应所述激光光路设置有消光片。
基于上述，所述聚光镜表面还设置有用于固定所述聚光镜的聚光镜压圈。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型在所述探测器表面设计光能量均衡的窄带光路，通过聚光镜增加可采集的有效光通量，同时采用暗室消光系统最大程度排除杂光的影响，实现探测器有效光信号的可靠采集；通过风扇式恒流采样技术使气流恒速通过探测器表面，实现稳定的粒子计数功能；通过可方便分拆清洗结构，达到内部检测传感器元器件不受污染物的损伤，真正适应于室外恶劣的粉尘检测环境；具有设计科学、实用性强的优点。
附图说明
图1是本实用新型的原理图。
图2是本实用新型的径向剖面结构示意图。
图3是本实用新型的轴向剖面的结构示意图。
图中：1.壳体；2.激光器；3.凸透镜；4.柱面镜；5.进气通道；6风扇；7.探测器；8.聚光镜；9.信号处理电路板；10.聚光镜压圈；11.暗室；12.消光片。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1-3所示，本实用新型提供一种室外风扇式激光粉尘检测结构，包括壳体1，所述壳体1内设置有激光光路、与所述激光光路垂直的粉尘气路、分别与所述激光光路和所述粉尘气路空间垂直的探测单元，
所述激光光路包括激光器2、光学转换单元和暗室消光单元，所述激光器1向所述光学转换单元发射激光光束，所述激光光束经所述光学转换单元的准直处理后转换成窄带激光光束入射至所述暗室消光单元，所述暗室消光单元吸收所述窄带激光光束；
所述粉尘气路包括对称设置在所述激光光路两侧的进气通道5和风扇式恒流单元，所述风扇式恒流单元用于控制粉尘气体恒速通过所述进气通道5，并与所述激光光束垂直相交以产生散射光；
所述探测单元采集所述散射光，对所述散射光进行光电转换并输出检测结果。
具体的，所述光学转换单元包括依次设置的凸透镜3和柱面镜4，所述凸透镜3和所述柱面镜4的中心线位于同一水平面上；所述激光器通过所述凸透镜与所述柱面镜组成的光学转换单元，在所述探测器表面成3mm的窄带激光光路，实现了光能量的均衡处理，使不同粒径的粒子只与散射光的能量成比例关系，实现了算法上的粒径区分。
所述暗室消光单元包括暗室11，所述暗室11内对应所述激光光路设置有消光片12，优选的所述消光片12采用完全吸收的消光片，以最大程度地消除杂光的影响。
具体的，所述风扇式恒流单元包括风扇6和控制电路，所述控制电路与所述风扇6连接，控制所述风扇6恒速转动，从而使所述粉尘气流从所述进气通道5恒速通过所述探测器7表面，实现稳定的粒子技术功能。
具体的，所述探测单元包括探测器7、聚光镜8和信号处理电路板9，所述探测器7和所述聚光镜8分别设置在所述激光光路和所述粉尘气路交汇处两侧，所述窄带激光光束和所述粉尘气流在所述探测器7表面垂直相交形成所述散射光，所述聚光镜8收集所述散射光汇聚到所述探测器7，所述信号处理电路板9连接所述探测器7，用于对所述探测器7输出的光信号进行光电转换并输出检测结果。
所述聚光镜1表面还设置有用于固定所述聚光镜8的聚光镜压圈10，当需要对所述聚光镜8和所述结构内腔进行清理时，通过分拆所述聚光镜压圈10可方便快速取出所述聚光镜8，减小了粉尘污染物对内部检测元器件的损伤，有效保证产品的可靠性和使用寿命，真正适应于室外恶劣的粉尘检测环境。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (6)
1.一种室外风扇式激光粉尘检测结构，其特征在于：包括激光光路、与所述激光光路垂直的粉尘气路、分别与所述激光光路和所述粉尘气路空间垂直的探测单元，
所述激光光路包括激光器、光学转换单元和暗室消光单元，所述激光器向所述光学转换单元发射激光光束，所述激光光束经所述光学转换单元的准直处理后转换成窄带激光光束入射至所述暗室消光单元，所述暗室消光单元吸收所述窄带激光光束；
所述粉尘气路包括对称设置在所述激光光路两侧的进气通道和风扇式恒流单元，所述风扇式恒流单元用于控制粉尘气流恒速通过所述进气通道，并与所述激光光束垂直相交以产生散射光；
所述探测单元采集所述窄带激光光束和所述粉尘气流垂直相交所产生的散射光，对所述散射光进行光电转换并输出检测结果。
2.根据权利要求1所述的室外风扇式激光粉尘检测结构，其特征在于：所述探测单元包括探测器、聚光镜和信号处理电路板，所述探测器和所述聚光镜分别设置在所述激光光路和所述粉尘气路交汇处两侧，所述窄带激光光束和所述粉尘气流在所述探测器表面垂直相交形成散射光，所述聚光镜将所述散射光汇聚到所述探测器中，所述信号处理电路板连接所述探测器，用于对所述探测器输出的光信号进行光电转换并输出检测结果。
3.根据权利要求1或2所述的室外风扇式激光粉尘检测结构，其特征在于：所述光学转换单元包括依次设置的凸透镜和柱面镜，所述凸透镜和所述柱面镜的中心线位于同一水平面上。
4.根据权利要求1或2所述的室外风扇式激光粉尘检测结构，其特征在于：所述风扇式恒流单元包括风扇和控制电路，所述控制电路与所述风扇连接，控制所述风扇恒速转动。
5.根据权利要求1或2所述的室外风扇式激光粉尘检测结构，其特征在于：所述暗室消光单元包括暗室，所述暗室内对应所述激光光路设置有消光片。
6.根据权利要求2所述的室外风扇式激光粉尘检测结构，其特征在于：所述聚光镜表面还设置有用于固定所述聚光镜的聚光镜压圈。
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| CN201820842469.3U CN208383653U (zh) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | 室外风扇式激光粉尘检测结构 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112014283A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-01 | 苏州亿利安机电科技有限公司 | 直读式粉尘浓度测量仪的光路系统 |
| CN112014281A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-01 | 苏州亿利安机电科技有限公司 | 直读式粉尘浓度测量仪的光路塞头 |
| CN114152550A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-03-08 | 中国科学院大气物理研究所 | 一种应用于无人机探测的便携式颗粒物粒径在线监测装置 |
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2018
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