CN209690124U - 气体微粒检测装置 - Google Patents

Abstract

一种气体微粒检测装置，用以检测空气中悬浮微粒的浓度，包含一气体传输致动器；一微粒传感器，对应气体传输致动器的位置而设置；以及一激光模块，设置于气体传输致动器与微粒传感器之间，激光模块可发射一激光光束至气体传输致动器与微粒传感器之间；借此，流通在气体传输致动器与微粒传感器之间的气体会受由激光光束照射，而由微粒传感器分析空气中悬浮微粒的大小，并计算出空气中悬浮微粒的浓度，再者，气体可由气体传输致动器高速喷出，以对微粒传感器表面进行清洁作业，喷除沾附于微粒传感器表面的悬浮微粒，以维持微粒传感器每次检测的精准度。

Description

气体微粒检测装置

【技术领域】

本案关于一种气体微粒检测装置，尤指一种可对其包含的微粒传感器自动进行清洁作业的气体微粒检测装置。

【背景技术】

近年来，我国与邻近区域的空气污染问题渐趋严重，尤其是细悬浮微粒(PM 2.5)的浓度数据常常过高，空气中悬浮微粒浓度的监测因此测渐受重视，各种检测装置也相应发明见世。目前，市面上用于检测悬浮微粒浓度的气体微粒检测装置，其工作原理为利用红外光或激光光的光束照射气体流道中的气体，当光束打到气体中的悬浮微粒后发生散射，再通过检测、搜集该散射光线，即可依据米式散射理论(Mie scattering theory)演算出悬浮微粒的粒径与单位空间中不同粒径的悬浮微粒数量。

然而，气体微粒检测装置由于具有连通外界的气体流道，且检测散射光线的微粒传感器亦设置于气体流道中，来自外界的污染物易附着于微粒传感器上而影响其对散射光线的检测，造成演算结果的误差。针对此问题，目前的解决方式为通过软件演算方式进行补偿计算，但因实际应用上外界空气中的悬浮微粒往往会随时间变动而非维持固定值，故补偿计算修正后的检测值仍常与实际结果具有一定偏差。因此，针对使用检测悬浮微粒浓度的气体微粒检测装置时，其微粒传感器易受外界进入的悬浮微粒污染遮蔽的问题，实为产业界迫切需解决之首。

【实用新型内容】

本案提供一种具有自动清洁功能的气体微粒检测装置，用以监测空气中悬浮微粒的浓度，并且能够自动对微粒传感器进行清洁作业，以防止空气中的污染物附着于微粒传感器上，借此避免检测结果产生偏差。

于本案的一广义实施态样中，一种气体微粒检测装置，用以监测空气中悬浮微粒的浓度，包含：一气体传输致动器、一微粒传感器以及一激光模块。微粒传感器是对应气体传输致动器的位置而设置。激光模块是设置于气体传输致动器与微粒传感器之间，并可发射一光束至气体传输致动器与微粒传感器之间。流通在气体传输致动器与微粒传感器的气体由光束照射，并由微粒传感器分析空气中悬浮微粒大小，以及计算出空气中悬浮微粒的浓度。

【附图说明】

图1为本案气体微粒检测装置的第一实施例的剖面示意图。

图2为本案第一实施例的容置槽以及气体传输致动器的立体结构示意图。

图3A为本案第一实施例的气体传输致动器自俯视角度所视得的立体分解示意图。

图3B为本案第一实施例的气体传输致动器自仰视角度所视得的立体分解示意图。

图4为本案第一实施例的容置槽的立体结构示意图。

图5为本案第一实施例的喷气孔片的俯视结构示意图。

图6A为图2的第一实施例于A-A剖面线所视得的剖面示意图。

图6B及图6C为本案第一实施例的气体传输致动器的作动示意图。

图7为本案气体微粒检测装置的第二实施例的剖面示意图。

图8A为本案第二实施例的气体传输致动器自俯视角度所视得的立体分解示意图。

图8B为本案第二实施例的气体传输致动器自仰视角度所视得的立体分解示意图。

图9A为本案第二实施例的气体传输致动器的剖面示意图。

图9B为本案其他实施例的气体传输致动器的剖面示意图。

图9C至图9E为本案第二实施例的气体传输致动器的作动示意图。

图10为本案气体微粒检测装置的第三实施例的剖面示意图。

图11为本案气体微粒检测装置的第四实施例的剖面示意图。

【具体实施方式】

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。

本案提供一种气体微粒检测装置，用以监测空气中悬浮微粒的浓度，悬浮微粒可为PM2.5悬浮微粒或PM10悬浮微粒。请参阅图1，在第一实施例中，气体微粒检测装置100包含一气体传输致动器1、一激光模块2、一微粒传感器3、一光机构4以及一驱动电路模块5。光机构4设置于气体传输致动器1与微粒传感器3之间，为一实体构件，其内部具有一光束通道41及一气体流道42。其中，气体流道42较佳者但不限为直线构造的通道。光束通道41为直线通道，且与气体流道42相连通。在本实施例中，气体流道42与光束通道41相互正交设置。在本实施例中，光机构4更具有一光源设置槽43与一容置槽44。光源设置槽43设置于光束通道41的一端，而容置槽44设置于气体流道42的一端。光源设置槽43与容置槽44可为方形、圆形、椭圆形、三角形及多角形其中之一。

气体传输致动器1架构于光机构4的气体流道42的一端，供以致动并导入气体。在本实施例中，气体传输致动器1固设于光机构4的容置槽44中，但不以此为限。

激光模块2架构于光机构4的光源设置槽43中，用以发射一激光光束，激光光束通过光束通道41，并照射气体流道42。借此，激光模块2所发射的激光光束通过气体流道42时，得以照射到流通在气体流道42内的气体。

微粒传感器3设置于气体流道42远离容置槽44的一端，用以检测气体中悬浮微粒被激光光束照射后而产生折射的光点，借此检测空气中悬浮微粒的大小及计算出悬浮微粒的浓度。

请续参阅图1，在本实施例中，驱动电路模块5包括一传输模块(未图示)及一处理器(未图示)。处理器用以驱动气体传输致动器1、激光模块2及微粒传感器3，并对微粒传感器3所检测的结果作分析运算及储存。当处理器驱动气体传输致动器1、激光模块2及微粒传感器3时，气体传输致动器1导引空气进入气体流道42中，气体流道42中的气体会受激光模块2所投射的激光光束照射，如此，微粒传感器3进而检测气体流道42中气体的悬浮微粒被照射后而折射的光点，并将检测结果传送至处理器，处理器再依据该检测结果分析空气中悬浮微粒的大小，并计算出悬浮微粒的浓度，据以分析并产生一检测数值作储存。接着，处理器所储存的检测数值由传输模块发送至一外部连结装置(未图示)，外部连结装置可以为云端系统、可携式装置、电脑系统及显示装置等其中之一，以显示检测数值及通报警示。

在气体微粒检测装置100的检测过程中或者在一预设时间点，处理器驱动气体传输致动器1，使外部空气被导入气体传输致动器1中，并通过气体传输致动器1得以高速喷射气体于气体流道42中，借此对微粒传感器3表面所沾附的悬浮微粒进行清洁作业，得以维持微粒传感器3的精准度。上述的预设时间点可为每次进行气体检测作业之前，或为具有固定时间间隔的多个预设时间点(例如：每三分钟自动进行一次清洁)，亦可受使用者手动操作控制，或为利用软件根据即时检测数值计算而动态决定，不以此处举例为限。

此外，上述的传输模块可通过有线传输或无线传输连结至外部连结装置，有线传输方式可为：USB、mini-USB、micro-USB等其中之一的有线传输模块，无线传输方式可为：Wi-Fi模块、蓝芽模块、无线射频辨识模块及一近场通讯模块等其中之一的无线传输模块。

请同时参阅图2、图3A及图3B，在本案第一实施例中，气体传输致动器1为一微型化的气体传输结构，可使气体高速且大量地传输。气体传输致动器1由喷气孔片11、腔体框架12、致动器13、绝缘框架14及导电框架15等元件依序对应堆叠设置。

请参阅图4，容置槽44具有多个固定槽441，用以供喷气孔片11卡扣并固定于上。在本实施例中，固定槽441的数量为四个，分别对应设置于容置槽44的四个边角，且为L形凹槽，但不以此为限，其数量、凹槽态样可依据实际需求任施变化。容置槽44的一侧边更开设一第一凹槽442与一第二凹槽443。

请参阅图5，并同时参阅图3A、图3B以及图4，喷气孔片11为具有可挠性的材料制作，具有一悬浮片110、一中空孔洞111以及多个连接件112。悬浮片110为可弯曲振动的片状结构，其形状与尺寸大致对应容置槽44内缘，但不以此为限，悬浮片110的形状亦可为方形、圆形、椭圆形、三角形及多角形其中之一。中空孔洞111贯穿于悬浮片110的中心处，以供气体流通。本实施例中，连接件112的数量是为四个，但不以此为限，其数量及型态主要与固定槽441相对设置。各连接件112与所对应的固定槽441会形成一卡扣结构借以相互卡合、固定，惟实施态样可依据实际情形任施变化。

举例来说，如图4与图5所示，每一连接件112具有一固定部1121及一连接部1122，固定部1121与固定槽441的形状相对应，皆为L形以相互匹配；亦即，固定部1121为L形的实体结构，而固定槽441为L形的凹槽。当固定部1121套置于相对应的固定槽441内，两者可相互卡扣、结合，借此将喷气孔片11容设于容置槽44的中。此卡扣结构设计可在水平方向产生定位效果，并增强喷气孔片11与容置槽44的连接强度。更甚者，在组装过程中，此卡扣结构设计可使喷气孔片11快速且精准的定位在容置槽44中，具有轻薄简单、便于组装，与易于精准定位的优点。同时，连接件112的连接部1122连接于悬浮片110及固定部1121之间，为具有弹性的条状结构，可使悬浮片110进行往复式地弯曲振动。

请同时参阅图3A、图3B及图6A，多个连接件112在悬浮片110及容置槽44内缘之间定义出多个空隙113，以供气体流通。腔体框架12可为方形中空结构，承载叠置于喷气孔片11的悬浮片110上。致动器13承载叠置于腔体框架12上，封盖其中空结构，并在喷气孔片11、腔体框架12及致动器13之间共同形成一共振腔室16。致动器13由一压电载板131、一调整共振板132及一压电片133所构成，其中压电载板131可为金属板，其周缘可延伸形成一第一导电接脚1311，用以接收电流。调整共振板132同样可为金属板并贴附于压电载板131远离喷气孔片11的一表面。压电片133为一以压电材料制成的板状物，承载叠置于调整共振板132上。压电片133通电后，会因压电效应产生形变，并且在一特定的振动频率的范围内，带动压电载板131进行往复式振动。调整共振板132位于压电片133与压电载板131之间，作为两者之间的缓冲物，可调整压电载板131的振动频率。基本上，调整共振板132的厚度大于压电载板131的厚度，且调整共振板132的厚度可变动，借此调整致动器13的振动频率。

请回到图2、图3A及图3B，绝缘框架14与导电框架15依序承载叠置于致动器13上，导电框架15之外缘凸伸一第二导电接脚151，以及从内缘凸伸一弯曲状电极152，电极152电性连接致动器13的压电片133。压电载板131的第一导电接脚1311以及导电框架15的第二导电接脚151，分别自容置槽44的第一凹槽442及第二凹槽443向外凸伸，借此接通外部电流，使压电载板131、调整共振板132、压电片133及导电框架15形成一共同回路。此外，通过设置于导电框架15及压电载板131之间的绝缘框架14，可避免导电框架15与压电载板131之间直接电性连接，造成短路。

请参阅图6A，气体传输致动器1在一初始状态。喷气孔片11、腔体框架12、致动器13、绝缘框架14及导电框架15依序对应堆叠设置于容置槽44上，以构成本实施例的气体传输致动器1。在本实施例中，喷气孔片11与容置槽44的底面之间形成一气流腔室17。气流腔室17通过喷气孔片11的中空孔洞111，连通致动器13、腔体框架12及悬浮片12之间的共振腔室16。通过控制共振腔室16中气体的振动频率，使其与悬浮片110的振动频率趋近于相同，可使共振腔室16与悬浮片110产生亥姆霍兹共振效应(Helmholtz resonance)，俾使气体传输效率提高。

接着，如图6B所示，当压电片133向远离容置槽44的底面振动时，带动喷气孔片11的悬浮片110向远离容置槽44的底面振动，使气流腔室17的体积急遽扩张，导致气流腔室17中压力下降。气流腔室17的负压吸引外界大气气体由多个空隙113流入，并经由中空孔洞111进入共振腔室16，使共振腔室16内气压增加而产生一压力梯度。再如图6C所示，当压电片133带动喷气孔片11的悬浮片110朝向容置槽44的底面振动时，共振腔室16中的气体经中空孔洞111快速流出，挤压气流腔室17内的空气，并使汇聚后的气体以接近白努利定律的理想气体状态快速且大量地喷出，且在流经微粒传感器3之后排出(见图1)。依据惯性原理，排气后的共振腔室16内部气压低于平衡气压，会导引气体再次进入共振腔室16中。是以，通过压电片133往复式地振动，以及控制共振腔室16中气体的振动频率与压电片133的振动频率趋近于相同，以产生亥姆霍兹共振效应，俾实现气体高速且大量的传输。

请同时参阅图7、图8A、图8B及图9A，在本案第二实施例中，气体微粒检测装置100'的结构与第一实施例中气体微粒检测装置100的结构大致相同，不同之处在于气体传输致动器1'。在第二实施例中，气体传输致动器1'包括一进气板11'、一共振片12'、一压电致动器13'、一第一绝缘片14'、一导电片15'以及一第二绝缘片16'。进气板11'、共振片12'、压电致动器13'、第一绝缘片14'、导电片15'以及第二绝缘片16'是依序堆叠组合。

在本实施例中，进气板11'具有至少一进气孔11a'、至少一汇流排槽11b'以及一汇流腔室11c'。汇流排槽11b'是对应进气孔11a'而设置。进气孔11a'供导入气体，汇流排槽11b'引导自进气孔11a'导入的气体流至汇流腔室11c'。共振片12'具有一中空孔12a'、一可动部12b'以及一固定部12c'。中空孔12a'对应于进气板11'的汇流腔室11c'而设置。可动部12b'围绕中空孔12a'而设置，固定部12c'设置在可动部12b'的外围。共振片12'与压电致动器13'共同形成一腔室空间17'于其之间。因此，当压电致动器13'被驱动时，气体会由进气板11'的进气孔11a'导入，再经汇流排槽11b'汇集至汇流腔室11c'。接着，气体再通过共振片12'的中空孔12a'，使得压电致动器13'与共振片12'的可动部12b'产生共振以传输气体。

请续参阅图7、图8A、图8B及图9A，压电致动器13'包括一悬浮板13a'、一外框13b'、至少一支架13c'以及一压电元件13d'。在本实施例中，悬浮板13a'具有一正方形形态，并可弯曲震动，但不以此为限。悬浮板13a'具有一凸部13f'。在本实施例中，悬浮板13a'的所以采用正方形形态设计，乃由于相较于圆形的形态，正方形悬浮板13a'的结构明显具有省电的优势。在共振频率下操作的电容性负载，其消耗功率会随共振频率的上升而增加，因正方形悬浮板13a'的共振频率较圆形悬浮板低，故所消耗的功率亦会较低。然而，在其他实施例中，悬浮板的13a'形态可依实际需求而变化。外框13b'环绕设置于悬浮板13a'之外侧。支架13c'连接于悬浮板13a'以及外框13b'之间，以提供弹性支撑悬浮板13a'的支撑力。压电元件13d'具有一边长，其小于或等于悬浮板13a'的一边长。且压电元件13d'贴附于悬浮板13a'的一表面上，用以施加驱动电压以驱动悬浮板13a'弯曲振动。悬浮板13a'、外框13b'与支架13c'之间形成至少一间隙13e'，用以供气体通过。凸部13f'凸设于悬浮板13a'的另一表面上。在本实施例中，悬浮片13a'与凸部13f'为利用一蚀刻制程制出的一体成型结构，但不以此为限。

请参阅图9A，在本实施例中，腔室空间17'可利用在共振片12'及压电致动器13'之外框13b'之间所产生的间隙填充一材质，例如导电胶，但不以此为限，使得共振片12'与悬浮板13a'之间可维持一定的深度，进而可导引气体更迅速地流动。此外，因悬浮板13a'与共振片12'保持适当距离，使彼此的接触干涉减少，噪音的产生也可被降低。在其他实施例中，可借由增加压电致动器13'的外框13b'的高度来减少填充在共振片12'及压电致动器13'之外框13b'之间的间隙的中的导电胶厚度。如此，在仍可使得悬浮板13a'与共振片12'保持适当距离的情况下，气体传输致动器1'的整体组装不会因热压温度及冷却温度而影响导电胶的填充厚度，避免导电胶因热胀冷缩因素影响到腔室空间17'在组装完成后的实际大小。

请参阅图9B，在其他实施例中，悬浮板13a'可以采以冲压方式成形，使悬浮板13a'向外延伸一距离，向外延伸距离可由支架13c'成形于悬浮板13a'与外框13b'之间所调整，使在悬浮板13a'上的凸部13f'的表面与外框13b'的表面两者形成非共平面，亦即凸部13f'的表面将低于外框13b'的表面。利用于外框13b'的组配表面上涂布少量填充材质，例如：导电胶，以热压方式使压电致动器13'贴合于共振片12'的固定部12c'，进而使得压电致动器13'得以与共振片12'组配结合，如此直接通过将上述压电致动器13'的悬浮板13a'采以冲压成形构成一腔室空间17'的结构改良，所需的腔室空间17'得以通过调整压电致动器13'的悬浮板13a'冲压成形距离来完成，有效地简化了调整腔室空间17'的结构设计，同时也达成简化制程，缩短制程时间等优点。

请续参阅图8A及图8B，在本实施例中，第一绝缘片14'、导电片15'及第二绝缘片16'皆为框型的薄型片体，但不以此为限。进气板11'、共振片12'、压电致动器13'、第一绝缘片14'、导电片15'以及第二绝缘片16'皆可通过微机电的面型微加工技术制程，使气体传输致动器1'的体积缩小，以构成一微机电系统的气体传输致动器1'。

请参阅图9C，在压电致动器13'作动流程中，压电致动器13'的压电元件13d'被施加驱动电压后产生形变，带动悬浮板13a'向远离进气板11'的方向位移，此时腔室空间17'的容积提升，于腔室空间17'内形成了负压，便汲取汇流腔室11c'内的气体进入腔室空间17'内。同时，共振片12'产生共振同步向远离进气板11'的方向位移，连带增加了汇流腔室11c'的容积。且因汇流腔室11c'内的气体进入腔室空间17'的关系，造成汇流腔室11c'内同样为负压状态，进而通过进气口11a'以及汇流排槽11b'来吸取气体进入汇流腔室11c内'。

接着，如图9D所示，压电元件13d'带动悬浮板13a'朝向进气板11'位移，压缩腔室空间17'，同样的，共振片12'被悬浮板13a'致动，产生共振而朝向进气板11'位移，迫使同步推挤腔室空间17'内的气体通过间隙13e'进一步传输，以达到传输气体的效果。

最后，如图9E所示，当悬浮板13a'被带动回复到未被压电元件13d'带动的状态时，共振片12'也同时被带动而向远离进气板11'的方向位移，此时的共振片12'将压缩腔室空间17'内的气体向间隙13e'移动，并且提升汇流腔室11c'内的容积，让气体能够持续地通过进气孔11a'以及汇流排槽11b'来汇聚于汇流腔室11c'内。通过不断地重复上述图9C至图9E所示的气体传输致动器1'作动步骤，使气体传输致动器1'能够连续使气体高速流动，达到气体传输致动器1'传输与输出气体的操作。

接着，请回到参阅图8A及图8B，导电片15'之外缘凸伸一导电接脚151'，以及从内缘凸伸一弯曲状电极152'，电极152'电性连接压电致动器13'的压电元件13d'。导电片15'的导电接脚151'向外接通外部电流，借以驱动压电致动器13'的压电元件13d'。此外，第一绝缘片14'以及第二绝缘片16'的设置，可避免短路的发生。

请参阅图10，在本案第三实施例中，本案提供一种气体微粒检测装置100"，其结构与第一实施例中的气体微粒检测装置100以及第二实施例中的气体微粒检测装置100'大致相同，不同处在于气体微粒检测装置100"还包含一壳体6"，以及驱动电路模块5"所包括的传输模块51"的设置位置。在本实施例中，气体传输致动器1"的结构可与第一实施例的气体传输致动器1相同，亦可与第二实施例地的气体传输致动器1'相同，但不以此为限。壳体6"具有一进气口6a"、一出气口6b"以及一形成于壳体6"内部的腔室6c"。进气口6a"以及出气口6b"连通腔室6c"与壳体6"的外部，借此，空气可由进气口6a"进入腔室6c"内，再由出气口6b"排出至壳体6"的外部。气体传输致动器1"、激光模块2、微粒传感器3以及光机构4皆设至于腔体6c"内，且气体传输致动器1"设置于邻近进气口6a"处，借此导引空气由进气口6a"导入。此外，在本实施例中，驱动电路模块5"的传输模块51"设置于壳体6"的外侧，借以将检测数据发送至外部连结装置，如此，亦可避免壳体6"的设置干扰传输信号的品质。

当气体传输致动器1"被驱动后，气体传输致动器1"开始汲取空气由进气口6a"进入光机构4的气体流道42中，而进入气体流道42中的气体受激光模块2所投射通过光束通道41的激光光束照射，当激光光束打在气体中的悬浮微粒时，将会产生多个光点，微粒传感器3接收该多个光点并将检测结果传送至处理器，处理器依据光点的数量、强度计算出空气中悬浮微粒的大小、浓度，据以产生一检测数值作储存。接着，处理器所储存检测数值得由传输模块51"发送至外部连结装置。

请参阅图11，在本案第四实施例中，本案提供一种气体微粒检测装置100'"，其结构与第一、第二以及第三实施例中的气体微粒检测装置100、100'、100"'大致相同，不同处在于气体微粒检测装置100'"还包含一电池模块7以及一气体传感器8、壳体6'"的结构以及驱动电路模块5'"的配置位置。在本实施例中，气体传输致动器1'"的结构可与第一实施例的气体传输致动器1相同，亦可与第二实施例地的气体传输致动器1'相同。壳体6'"具有多个进气口6a'"，分别设置在壳体6'"的相对两侧。气体传输致动器1'"、激光模块2、微粒传感器3以及光机构4设置于进气口6a'"之间。在本实施例中，气体传感器8设置壳体6'"内并邻近于壳体6'"的其中一进气口6a'"，使空气由进气口6a'"进入后能够立即被检测出空气中一特定气体成分的含量。其中，气体传感器8可为一氧气传感器、一一氧化碳传感器、一二氧化碳传感器的其中之一或其组合，亦可为一挥发性有机物传感器，或也可以是细菌传感器、病毒传感器及微生物传感器其中之一或其组合。在本实施例中，驱动电路模块5'"的传输模块51'"以及处理器52'"相邻设置于壳体6'"的腔室6c'"内。电池模块7设置于腔室6c'"内，并位于腔室6c'"远离出气口6b'"的一侧。电池模块7电性连接至一外部供电装置(未图示)，用以接收外部供电装置的电能并加以储存，以及提供电能、输出电能至气体传输致动器1'"、激光模块2、微粒传感器3以及气体传感器8。外部供电装置可利用有线传导方式传送电能至电池模块7，亦可通过无线传导方式传送电能至电池模块7，但不以此为限。

当处理器52'"驱动气体传输致动器1'"后，气体传输致动器1'"开始汲取空气由进气口6a'"进入光机构4的气体流道42中，在检测空气中的悬浮微粒之前，邻近于进气口6a'"的气体传感器8会先检测自进气口6a'"进入的空气，并将检测结果传输给处理器52'"。

综上所述，本案所提供的气体微粒检测装置，可分别具有气体传感器及微粒传感器，利用气体传输致动器将空气由气体微粒检测装置外部汲取并由进气口进入，通过气体传感器检测自进气口进入而流向气体流道的空气中特定气体成分的含量，再将气体输送至气体流道，经由激光模块投射激光光束来照射到气体中的悬浮微粒，光束打在悬浮微粒后会产生多个光点，微粒传感器则是接收多个光点，通过多个光点的数量、强度来计算空气中悬浮微粒PM2.5或PM10的浓度。此外，可使用气体传输致动器对微粒传感器作清洁作业，避免过多的悬浮微粒沉积于微粒传感器上，造成检测失准的问题。

本案得由熟知此技术之人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

【符号说明】

100、100'、100"、100'"：气体微粒检测装置

1、1'、1"、1'"：气体传输致动器

11：喷气孔片

110：悬浮片

111：中空孔洞

112：连接件

1121：固定部

1122：连接部

113：空隙

12：腔体框架

13：致动器

131：压电载板

1311：第一导电接脚

132：调整共振板

133：压电片

14：绝缘框架

15：导电框架

151：第二导电接脚

152、152'：电极

16：共振腔室

17：气流腔室

11'：进气板

11a'：进气孔

11b'：汇流排槽

11c'：汇流腔室

12'：共振片

12a'：中空孔

12b'：可动部

12c'：固定部

13'：压电致动器

13a'：悬浮板

13b'：外框

13c'：支架

13d'：压电元件

13e'：间隙

13f'：凸部

14'：第一绝缘片

15'：导电片

151'：导电接脚

16'：第二绝缘片

17'：腔室空间

2：激光模块

3：微粒传感器

4：光机构

41：光束通道

42：气体流道

43：光源设置槽

44：容置槽

441：固定槽

442：第一凹槽

443：第二凹槽

5、5"、5"'：驱动电路模块

51"、51"'：传输模块

52"'：处理器

6"、6'"：壳体

6a"、6a'"：进气口

6b"、6b'"：出气口

6c"、6c'"：腔室

7：电池模块

8：气体传感器

Claims (26)

1.一种气体微粒检测装置，用以检测空气中悬浮微粒的浓度，其特征在于，包含：

一气体传输致动器；

一微粒传感器，对应该气体传输致动器的位置而设置；

一光机构，设置于该气体传输致动器与该微粒传感器之间，所述光机构具有一气体流道；

一激光模块，设置于该气体传输致动器与该微粒传感器之间，并架构于所述光机构上，使该激光模块发射一激光光束至该气体传输致动器与该微粒传感器之间；以及

一壳体，具有一进气口、一出气口；

该光机构设置于该壳体内，该光机构的该气体流道连通该壳体的该进气口以及该出气口；

其中，流通在气体传输致动器与该微粒传感器之间的气体由激光光束照射，并由该微粒传感器分析空气中悬浮微粒大小，以及计算出空气中悬浮微粒的浓度。

2.如权利要求1所述的气体微粒检测装置，其特征在于，

该光机构具有一气体流道、一光束通道、一光源设置槽以及一容置槽；

该光束通道连通该气体流道，以及该激光模块架构于该光源设置槽内，借此，该激光模块可对该光束通道发射激光光束，以照射通过该气体流道的气体；

该容置槽是用以容置该气体传输致动器；以及

该微粒传感器设置设于该气体流道内，并位于该气体流道远离该气体传输致动器的一端，以检测激光光束照射该气体流道中的气体后，悬浮微粒所产生的折射光点，借此检测并计算空气中所包含悬浮微粒的大小与悬浮微粒的浓度。

3.如权利要求2所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该气体传输致动器包括：

一喷气孔片，具有多个连接件、一悬浮片及一中空孔洞，该悬浮片可弯曲振动，该喷气孔片通过该多个连接件设置并定位于该容置槽中，借此，该喷气孔片并与该容置槽的一底面之间形成一气流腔室，且该多个连接件及该悬浮片与该容置槽之间形成至少一空隙；

一腔体框架，承载叠置于该悬浮片上；

一致动器，承载叠置于该腔体框架上，借由施加电压而产生往复式地弯曲振动；

一绝缘框架，承载叠置于该致动器上；以及

一导电框架，承载叠设置于该绝缘框架上；

其中，该致动器、该腔体框架及该悬浮片之间形成一共振腔室，通过驱动该致动器带动该喷气孔片产生共振，使该喷气孔片的该悬浮片产生往复式地振动位移，以造成该气体通过该至少一空隙进入该气流腔室，再排出至该气体流道中。

4.如权利要求3所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该致动器包括：

一压电载板，承载叠置于该腔体框架上；

一调整共振板，承载叠置于该压电载板上；以及

一压电片，承载叠置于该调整共振板，借由施加电压而驱动该压电载板及调整共振板产生往复式地弯曲振动。

5.如权利要求4所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该调整共振板的厚度大于该压电载板的厚度。

6.如权利要求3所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该光机构的该容置槽，该容置槽具有多个固定槽。

7.如权利要求6所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该多个连接件具有一固定部及一连接部，其中该固定部与该固定槽在形状上相对应，该连接部连接于该悬浮片及该固定部之间，该连接部弹性支撑该悬浮片，供该悬浮片进行往复式地弯曲振动。

8.如权利要求1所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该气体传输致动器包括：

一进气板，具有至少一进气孔、至少一对应该进气孔位置的汇流排槽以及一汇流腔室，该进气孔用以导入气体，该汇流排槽用以引导自进气孔导入的气体至该汇流腔室；

一共振片，具有一对应该汇流腔室位置的中空孔，以及一围绕该中空孔周围的可动部；以及

一压电致动器，与该共振片在位置上相对应设置，该共振片与该压电致动器之间形成一腔室空间，用以使该压电致动器受驱动时，使气体由该进气板的该进气孔导入，经该汇流排槽汇集至该汇流腔室，再通过该共振片的该中空孔，使得该压电致动器与该共振片的该可动部产生共振以传输气体；以及

其中，该进气板、该共振片以及该压电致动器依序堆叠设置。

9.如权利要求8所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该压电致动器包括：

一悬浮板，具有一正方形形态，并且可弯曲振动；

一外框，环绕设置于该悬浮板之外侧；

至少一支架，连接于该悬浮板与该外框之间，以提供弹性支撑；以及

一压电元件，具有一边长，该边长小于或等于该悬浮板的一边长，且该压电元件贴附于该悬浮板的一表面上，用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动。

10.如权利要求8所述的气体微粒检测装置，其特征在于：

该气体传输致动器还包括一第一绝缘片、一导电片以及一第二绝缘片；以及

该进气板、该共振片、该压电致动器、该第一绝缘片、该导电片及该第二绝缘片依序堆叠设置。

11.如权利要求1所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该微粒传感器检测的悬浮微粒为PM2.5悬浮微粒。

12.如权利要求1所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该微粒传感器检测的悬浮微粒为PM10悬浮微粒。

13.如权利要求1所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该气体传输致动器用以高速喷出气体，对该微粒传感器表面进行清洁作业，喷除沾附于该微粒传感器表面的悬浮微粒，以维持该微粒传感器每次检测的精准度。

14.如权利要求2所述的气体微粒检测装置，其特征在于：

该壳体具有一设置于该壳体之内部的腔室，该腔室连通该进气口以及该出气口；

该光机构设置于该腔室内；以及

该气体传输致动器对应该壳体的该进气口位置而设置，以受致动而导引空气由该进气口导入，再由该出气口导出于该壳体之外。

15.如权利要求1所述的气体微粒检测装置，其特征在于，还包含一驱动电路模块，其中，该驱动电路模块包括一处理器及一传输模块，该处理器是用以驱动该气体传输致动器、该激光模块及该微粒传感器，并用以将该微粒传感器的检测结果进行分析，转换成一检测数值，检测数值再由该传输模块发送给一外部连结装置，以显示检测数值及通报警示。

16.如权利要求15所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该传输模块为一有线传输模块及一无线传输模块至少其中之一。

17.如权利要求16所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该有线传输模块为一USB、一mini-USB、一micro-USB至少其中之一。

18.如权利要求16所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该无线传输模块为一Wi-Fi模块、一蓝芽模块、一无线射频辨识模块及一近场通讯模块至少其中之一。

19.如权利要求15所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该外部连结装置为一云端系统、一可携式装置、一电脑系统至少其中之一。

20.如权利要求15所述的气体微粒检测装置，更包括一电池模块，用以提供储存电能以及提供电能，借以使得该处理器得以驱动该气体传输致动器、该激光模块以及该微粒传感器，该电池模块并能借由外接一供电装置而接收电能来储存。

21.如权利要求20所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该供电装置以一有线传导方式输送电能给予该电池模块储存。

22.如权利要求20所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该供电装置以一无线传导方式输送电能给予该电池模块储存。

23.如权利要求14所述的气体微粒检测装置，更包含一气体传感器，设置于该壳体内，以感测由该进气口导入的气体，得出空气中一特定气体成分的含量。

24.如权利要求23所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该气体传感器为一氧气传感器、一一氧化碳传感器及一二氧化碳传感器至少其中之一或其任意组合而成的群组。

25.如权利要求23所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该气体传感器为一挥发性有机物传感器。

26.如权利要求23所述的气体微粒检测装置，其特征在于，该气体传感器为检测细菌、病毒及微生物至少其中之一或其任意组合而成的群组的传感器。