CN211292460U - 一种便于使用的粉尘检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及粉尘检测技术领域，具体为一种便于使用的粉尘检测装置，包括盒体，所述盒体的一侧面开设有进气口，所述盒体内部靠近进气口的一侧设置有进气管，所述进气管的内腔和进气口的内腔相连通，所述进气管通过法兰连接有检测组件，所述检测组件远离进气管的一侧通过法兰固定连接有排气管，所述排气管通过法兰固定连接有弯管，所述弯管远离排气管的一侧固定连接有真空泵，所述盒体靠近真空泵的一侧开设有排气口，所述检测组件包括管体。该便于使用的粉尘检测装置，设置密封盖，防止灰尘进入到盒体内部，设置放置孔，在使用时可以把密封盖放到其内部，通过检测组件的设置，实现了检测准确和检测效果好的目的。

Description

一种便于使用的粉尘检测装置

技术领域

本实用新型涉及粉尘检测技术领域，具体为一种便于使用的粉尘检测装置。

背景技术

光是探测灰尘的介质，粉尘颗粒能散射光，通过测试散射光的特性来判断颗粒的大小，即为光散射测量原理的简单陈述，但是光发射和接收的模式、散射光的特性、接收器件的特性以及数据处理算法等却有着很多不同的方式。不同于普通的粉尘，PM2.5属于粒径极其微小的灰尘，散射光的能量极小，信号非常微弱，造成了精确测量的困难。例如现有的灰尘传感器采用LED灯发射和三极管收集作为测试光学系统，只能捕捉到大灰尘的信号，很难捕获到微小颗粒散射的光信号；以电阻发热为动力的气流采样不稳定，造成计数效率低下，误差增大；对杂散光的干扰以及电路部分产生的误差都没没法实现有效处理。由此可见，现有的灰尘传感器只能捕捉到大灰尘的信号，很难捕获到小颗粒的微弱散射光信号，因此灰尘传感器通常只能作为典型的烟雾报警器，根本无法精准测量PM2.5，因此需要一种便于使用的粉尘检测仪器。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种便于使用的粉尘检测装置，通过各个零件的配合使用，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种便于使用的粉尘检测装置，包括盒体，所述盒体的一侧面开设有进气口，所述盒体内部靠近进气口的一侧设置有进气管，所述进气管的内腔和进气口的内腔相连通，所述进气管通过法兰连接有检测组件，所述检测组件远离进气管的一侧通过法兰固定连接有排气管，所述排气管通过法兰固定连接有弯管，所述弯管远离排气管的一侧固定连接有真空泵，所述盒体靠近真空泵的一侧开设有排气口；

所述检测组件包括管体，所述管体的一侧固定连接有激光源，所述管体的另一侧固定连接有光陷阱，所述激光源和光陷阱对称设置，所述管体的顶部固定连接有反射镜，所述管体的底部固定连接有光电探测器，所述反射镜和光电探测器对称设置，所述管体安装激光源一侧内腔的高度和宽度都大于安装光陷阱一侧的高度和宽度。

可选的，所述进气管靠近进气口的一侧固定连接有第一硅胶圈，所述真空泵靠近排气口的一侧固定连接有第二硅胶圈。

可选的，所述进气口的内部螺纹连接有第一密封盖，所述排气口的内部螺纹连接有第二密封盖。

可选的，所述盒体的顶部铰接有顶盖，所述顶盖的内部固定连接有第一定型海绵，所述盒体的内部固定连接有第二定型海绵。

可选的，所述顶盖正面的底部固定连接有两个挂钩，所述盒体正面的顶部固定连接有两个与两个挂钩相适配的挂环。

可选的，所述顶盖顶部的一侧开设有与第一密封盖相适配的第一放置孔，所述第一放置孔和第一密封盖螺纹连接。

可选的，所述顶盖顶部的一侧开设有与第二密封盖相适配的第二放置孔，所述第二放置孔和第二密封盖螺纹连接。

可选的，所述顶盖的顶部固定连接有两个凸起，两个所述凸起的中部转动连接有提手。

可选的，所述进气管进气一侧的直径大于出气一侧的直径，所述排气管进气一侧的直径小于出气一侧的直径。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种便于使用的粉尘检测装置，具备以下有益效果：

1、该便于使用的粉尘检测装置，把检测组件收集到盒体的内部，在使用时，从进气口中把第一密封盖柠出，并把第二密封盖从排气管柠出，然后打开检测组件和真空泵的开关，进行检测，实现了便于使用和操作方便的目的，而在不使用时两个密封盖可以防止灰尘进入到盒体的内部，在使用时，可以分别把两个密封盖拧到两个放置孔中，实现了收集方便和便于使用的目的。

2、该便于使用的粉尘检测装置，因为进气管进气一侧的直径大于出气一侧的直径，保证了单位时间内所吸入空气中所有的灰尘都会集中此测量区，而管体安装激光源一侧内腔的高度和宽度都大于安装光陷阱一侧的高度和宽度，保证了所有的灰尘都能被激光束所照射到，而没有灰尘会漏掉，计数效率达到了90％以上，排气管进气一侧的直径小于出气一侧的直径，保证了检测完的灰尘能够快速排出，防止灰尘再次进入到检测区域，通过设置弯管，防止外界的杂光从出风口进入到测量区，对测量造成干扰，腔道面积的扩充能够减小风速，使空气单位体积内的动能减小，减少空气对腔道壁面的冲击，防止因空气流速过快对腔道壁面冲击后强烈反弹，阻碍空气在传感器腔道中连续平稳的流动。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型正视的剖面结构示意图；

图3为本实用新型检测组件的结构示意图；

图4为本实用新型的原理图。

图中：1-盒体、2-进气口、3-进气管、4-法兰、5-检测组件、501-管体、 502-激光源、503-光陷阱、504-反射镜、505-光电探测器、6-排气管、7-弯管、8-真空泵、9-排气口、10-第一硅胶圈、11-第二硅胶圈、12-第一密封盖、 13-第二密封盖、14-顶盖、15-第一定型海绵、16-第二定型海绵、17-挂钩、18-挂环、19-第一放置孔、20-第二放置孔、21-凸起、22-提手。

具体实施方式

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。

请参阅图1至图4，本实用新型提供一种技术方案：一种便于使用的粉尘检测装置，包括盒体1，盒体1的一侧面开设有进气口2，待检测的空气从进气口2进入，盒体1内部靠近进气口2的一侧设置有进气管3，进气管3的内腔和进气口2的内腔相连通，进气管3通过法兰4连接有检测组件5，检测组件5远离进气管3的一侧通过法兰4固定连接有排气管6，排气管6通过法兰 4固定连接有弯管7，通过设置弯管，防止外界的杂光从出风口进入到测量区，对测量造成干扰，腔道面积的扩充能够减小风速，使空气单位体积内的动能减小，减少空气对腔道壁面的冲击，防止因空气流速过快对腔道壁面冲击后强烈反弹，阻碍空气在传感器腔道中连续平稳的流动，弯管7远离排气管6 的一侧固定连接有真空泵8，通过设置真空泵8，可以把外侧空气吸入到检测区域进行检测，盒体1靠近真空泵8的一侧开设有排气口9，从排气口9把检测完成的空气排出；

检测组件5包括管体501，管体501的一侧固定连接有激光源502，管体 501的另一侧固定连接有光陷阱503，激光源502和光陷阱503对称设置，管体501的顶部固定连接有反射镜504，管体501的底部固定连接有光电探测器 505，反射镜504和光电探测器505对称设置，管体501安装激光源502一侧内腔的高度和宽度都大于安装光陷阱503一侧的高度和宽度，保证了所有的灰尘都能被激光束所照射到，而没有灰尘会漏掉，计数效率达到了90％以上，使入射光方向、颗粒气流方向、散射光接收方向在三维空间内两两垂直(夹角大小均为90°)，实现颗粒散射光接收效率最大化，最大程度收集微弱散射光信号，加强有用信号探测对扩展测量下限和减少测量误差起着重要的作用，该设计大大扩展了探测颗粒的下限，可以探知到0.3mm粒径颗粒散射的纳安级超微弱电流，和已有灰尘传感器探测能力相比，在探测微弱信号的能力上相差了一个数量级，通过设置光陷阱605，让杂散光在陷阱内多次反射以造成较大程度的削弱，基本消除了杂散光的干扰影响，采用非负约束最小二乘法(NNLS)作为Mie散射的计算方法，用NNLS法搜寻ai值使目标函数为最小，且满足解的非负条件的ai的最佳值，再联合Mie散射的基本理论，通过求逆矩阵法进行求解得到颗粒粒径分布，对于离散型宽分布的颗粒群，采取该数据处理算法，误差最小，能得到准确的结果。

传感器以激光二极管为测试光源，采用大小为

功率为10mw的 NPN型激光二极管和PIN硅光电二极管系统用于光发射和光收集系统，设置了聚焦透镜和光阑控制光强和光束，PIN硅光电二极管极易受到杂散光的干扰而饱和，从而测不出颗粒物的有用散射光信号，而带来很大的测量误差，为了解决该问题，在传感器内部专门设计了一个光陷阱，让杂散光在陷阱内多次反射以造成较大程度的削弱，基本消除了杂散光的干扰影响。

尘埃粒子都是多分散的，电脉冲数量对应于微粒的个数，电脉冲的幅度对应于微粒的大小，由电脉冲大小计算微粒直径大小的依据是Mie散射理论， Mie散射的精确求解很复杂，在小粒子区域Mie散射就退化为Rayleigh散射，在大粒子区域Mie散射近似为夫琅和费衍射，现实中除了理论分析之外，还需要对比标准仪器，反复调试，找到最准确的多分散离散数据的处理算法，才能保证有效的统计和计算。

本项目以索太尔平均直径(Sauter Mean Diameter)对探知颗粒进行统一标示，考虑到时间自相关函数和光强自相关函数，采用非负约束最小二乘法(NNLS)作为Mie散射的计算方法，非负约束最小二乘法数学模型：

a_i≥0，1≤i≤L

整理上式得：

将此式代入上式，用NNLS法搜寻ai值使目标函数为最小，且满足解的非负条件的ai的最佳值，再联合Mie散射的基本理论，通过求逆矩阵法进行求解得到颗粒粒径分布，经过理论验证以及和标准仪器的反复标定调试，结果表面，对于离散型宽分布的颗粒群，采取该数据处理算法，误差最小，能得到准确的结果。

作为本实用新型的一种优选技术方案：进气管3靠近进气口2的一侧固定连接有第一硅胶圈10，真空泵8靠近排气口9的一侧固定连接有第二硅胶圈11，两个密封圈的设置，保证了进入到检测区域的空气都为待检空气。

作为本实用新型的一种优选技术方案：进气口2的内部螺纹连接有第一密封盖12，排气口9的内部螺纹连接有第二密封盖13，把检测组件5收集到盒体1的内部，在使用时，从进气口2中把第一密封盖12柠出，并把第二密封盖13从排气管6柠出，然后打开检测组件和真空泵8的开关，进行检测，实现了便于使用和操作方便的目的。

作为本实用新型的一种优选技术方案：盒体1的顶部铰接有顶盖14，顶盖14的内部固定连接有第一定型海绵15，盒体1的内部固定连接有第二定型海绵16，两个定型海绵的设置，保证了盒体1内部设备的安全，防止晃动对设备的影响。

作为本实用新型的一种优选技术方案：顶盖14正面的底部固定连接有两个挂钩17，盒体1正面的顶部固定连接有两个与两个挂钩17相适配的挂环 18。

作为本实用新型的一种优选技术方案：顶盖14顶部的一侧开设有与第一密封盖12相适配的第一放置孔19，第一放置孔19和第一密封盖12螺纹连接，在不使用时两个密封盖可以防止灰尘进入到盒体1的内部，在使用时，可以分别把两个密封盖拧到两个放置孔中，实现了收集方便和便于使用的目的。

作为本实用新型的一种优选技术方案：顶盖14顶部的一侧开设有与第二密封盖13相适配的第二放置孔20，第二放置孔20和第二密封盖13螺纹连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：顶盖14的顶部固定连接有两个凸起21，两个凸起21的中部转动连接有提手22。

作为本实用新型的一种优选技术方案：进气管3进气一侧的直径大于出气一侧的直径，因为进气管3进气一侧的直径大于出气一侧的直径，保证了单位时间内所吸入空气中所有的灰尘都会集中此测量区，排气管6进气一侧的直径小于出气一侧的直径，排气管6进气一侧的直径小于出气一侧的直径，保证了检测完的灰尘能够快速排出，防止灰尘再次进入到检测区域。

综上所述，该便于使用的粉尘检测装置，使用时，把检测组件5收集到盒体1的内部，在使用时，从进气口2中把第一密封盖12柠出，并把第二密封盖13从排气管6柠出，然后打开检测组件和真空泵8的开关，进行检测，实现了便于使用和操作方便的目的，而在不使用时两个密封盖可以防止灰尘进入到盒体1的内部，在使用时，可以分别把两个密封盖拧到两个放置孔中，实现了收集方便和便于使用的目的；因为进气管3进气一侧的直径大于出气一侧的直径，保证了单位时间内所吸入空气中所有的灰尘都会集中此测量区，而管体501安装激光源502一侧内腔的高度和宽度都大于安装光陷阱503一侧的高度和宽度，保证了所有的灰尘都能被激光束所照射到，而没有灰尘会漏掉，计数效率达到了90％以上，排气管6进气一侧的直径小于出气一侧的直径，保证了检测完的灰尘能够快速排出，防止灰尘再次进入到检测区域，通过设置弯管，防止外界的杂光从出风口进入到测量区，对测量造成干扰。腔道面积的扩充能够减小风速，使空气单位体积内的动能减小，减少空气对腔道壁面的冲击，防止因空气流速过快对腔道壁面冲击后强烈反弹，阻碍空气在传感器腔道中连续平稳的流动。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：包括盒体(1)，所述盒体(1)的一侧面开设有进气口(2)，所述盒体(1)内部靠近进气口(2)的一侧设置有进气管(3)，所述进气管(3)的内腔和进气口(2)的内腔相连通，所述进气管(3)通过法兰(4)连接有检测组件(5)，所述检测组件(5)远离进气管(3)的一侧通过法兰(4)固定连接有排气管(6)，所述排气管(6)通过法兰(4)固定连接有弯管(7)，所述弯管(7)远离排气管(6)的一侧固定连接有真空泵(8)，所述盒体(1)靠近真空泵(8)的一侧开设有排气口(9)；

所述检测组件(5)包括管体(501)，所述管体(501)的一侧固定连接有激光源(502)，所述管体(501)的另一侧固定连接有光陷阱(503)，所述激光源(502)和光陷阱(503)对称设置，所述管体(501)的顶部固定连接有反射镜(504)，所述管体(501)的底部固定连接有光电探测器(505)，所述反射镜(504)和光电探测器(505)对称设置，所述管体(501)安装激光源(502)一侧内腔的高度和宽度都大于安装光陷阱(503)一侧的高度和宽度。

2.根据权利要求1所述的一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：所述进气管(3)靠近进气口(2)的一侧固定连接有第一硅胶圈(10)，所述真空泵(8)靠近排气口(9)的一侧固定连接有第二硅胶圈(11)。

3.根据权利要求1所述的一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：所述进气口(2)的内部螺纹连接有第一密封盖(12)，所述排气口(9)的内部螺纹连接有第二密封盖(13)。

4.根据权利要求1所述的一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：所述盒体(1)的顶部铰接有顶盖(14)，所述顶盖(14)的内部固定连接有第一定型海绵(15)，所述盒体(1)的内部固定连接有第二定型海绵(16)。

5.根据权利要求4所述的一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：所述顶盖(14)正面的底部固定连接有两个挂钩(17)，所述盒体(1)正面的顶部固定连接有两个与两个挂钩(17)相适配的挂环(18)。

6.根据权利要求4所述的一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：所述顶盖(14)顶部的一侧开设有与第一密封盖(12)相适配的第一放置孔(19)，所述第一放置孔(19)和第一密封盖(12)螺纹连接。

7.根据权利要求4所述的一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：所述顶盖(14)顶部的一侧开设有与第二密封盖(13)相适配的第二放置孔(20)，所述第二放置孔(20)和第二密封盖(13)螺纹连接。

8.根据权利要求4所述的一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：所述顶盖(14)的顶部固定连接有两个凸起(21)，两个所述凸起(21)的中部转动连接有提手(22)。

9.根据权利要求4所述的一种便于使用的粉尘检测装置，其特征在于：所述进气管(3)进气一侧的直径大于出气一侧的直径，所述排气管(6)进气一侧的直径小于出气一侧的直径。

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