CN211785118U - 一种空气质量传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空气质量传感器，至少包括保护壳、吸湿过滤器、空气质量传感组件及显示屏，所述空气质量传感组件直接镶嵌在保护壳内部的卡槽内，其中，所述空气质量传感组件主要包括感光元件、光源和传感数据处理器，所述感光元件直接嵌入到集尘管侧边的第一卡槽内，所述传感数据处理器安装在第一卡槽外部，所述光源安装在与第一卡槽相对位置的集尘管的另一侧面。本实用新型通过感光元件收集经光源照射到颗粒物上而产生的散射光，再通过传感数据处理器进行处理从而获得空气中颗粒物的含量，本装置结构简单，还设置有保护壳，有效的延长了传感器的使用寿命，提高了空气质量检测的准确度。

Description

一种空气质量传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器装置，尤其涉及一种空气质量传感器。

背景技术

早在20世纪初人类就己经开始研究室内空气质量了，1902年日本科学家绪方正规就在东京医学杂志上发表了关于日本房屋换气的论文「lay。伴随着煤炭、石油等化石燃料的大量使用，大气环境遭到的破坏越来越严重，不管是室内还是室外，人们的生活的空气质量每年都在下降，人们才开始真正关注到大气污染这一问题。1978年，“首届室内空气与气候国际会议”(The First International Conference on Indoor Air andClimate)在丹麦的哥本哈根举行，现在该会议每3年举行一次，世界各国人民逐渐意识到室内空气污染的严重性以及解决室内气体污染问题的必要性。

国内对室内空气质量的研究比国外要晚一点，我国对室内空气污染的研究始于20世纪70年代，当时主要针对二氧化碳等室内空气污染物。到了1980年，中国预防医学科学院开始分析室内空气污染与人体健康之间的关系，研究显示空气中的一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等物质对人体的肺功能有着很大的影响。在2002年12月18日我国首次正式颁布室内空气质量标准，并于2003年3月1日正式在全国实施。

意识到室内空气污染的严重性后，从上世纪80年代开始，国内外就开始研究室内有害气体的检测技术，生产研制检测室内有害气体的仪器。国内外各家科技公司以及研究所也对室内空气质量检测仪进行了研究和设计，目前比较成熟的产品有美国ESC公司生产的z/zDl.系列手持式气体检测仪，这一检测仪可测量室内甲醛、氨气、一氧化碳等有害气体的浓度，这些气体的测量量程分别能达到34ppm、200ppm、2000ppm，分辨率均可以到达0.1ppm;此外美国TSI仪器公司生产的室内环境综合检测仪:7565型掌上智能NP-8A型甲醛检测仪，可以检测二氧化碳浓度、一氧化碳浓度以及温湿度等参数;与此同时最近这些年德国、加拿大等国家也研制出了各式各样的空气质量检测仪，对我国室内空气质量检测仪研究有很重要的参考意义。

与国外室内空气质量检测仪相比，我国自主生产的室内空气质量检测仪还有很长的路要走，仍需要不断改进优化。例如北京华云仪器研究所研制的便携式甲醛检测仪，该仪器测量精度也可达到0.1ppm、测量范围为0-3ppm；长春小天鹅公司生产的GDYK-2085空气甲醛现场检测仪，测量范围为0-lppm，测量精度为0.1ppm。这些仪器精度较高，可靠性好，抗干扰能力强，但是测量范围小、操作流程复杂，需要专业的人员才可以操作，不适合推广到普通大众。目前，市面上常规的空气检测设备大多都存在直接与空气接触，不存在保护装置、或体积较大必须固定在某处进行使用，无法随意移动或测量不同环境的空气质量。

中国专利CN204730407U公开了一种汽车空气质量传感器及汽车空调过滤器包括，风压传感器、空气质量传感组件及传感数据处理器；所述风压传感器及所述空气质量传感组件的传感端同向设置，输出端与所述传感数据处理器的输入端连接，所述传感数据处理器根据所述风压传感器及空气质量传感组件的感应输出值获取当前空气质量值。解决了汽车内部空气质量监控精度差、效率低的问题。通过集成风压传感器及空气质量传感组件为基本传感器检测单元，减小了传感器体积，从而，本实用新型中的汽车空气质量传感器可装配于汽车的空调过滤腔中，因此，可对汽车的过滤效果给予准确的检测，降低了汽车空调检测成本、提高了汽车内空气质量检测的有效性。但是，该专利空气检测元件直接暴露在环境中，较为敏感，受外界物体碰撞等因素干扰，另外该专利没有设置吸湿过滤器等保护构件，在一些湿度大的环境中，装置容易损坏老化，所测的数据也不够精确。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种空气质量传感器，至少包括集尘管和空气质量传感组件，所述空气质量传感组件至少包括分设于所述集尘管侧面的光源和感光元件，其中，所述光源与所述感光元件按照所述光源的出射光线直接射入所述感光元件的光线采集区域的方式进行设置，所述光源与所述感光元件处于同一水平面上。

根据一种优选的实施方式，所述集尘管的下游设置有出气管，所述集尘管靠近所述出气管的侧面设置有光源卡槽，所述光源卡槽内连接有用于实现所述光源与所述光源卡槽可拆卸连接的光源固定卡板，所述光源的尾部还设有能够插入到两个相邻的光源固定卡板之间的外延卡板。

根据一种优选的实施方式，所述集尘管的上游设置有出气管，所述集尘管靠近所述进气管的侧面设置有感光卡槽，所述感光卡槽内设置有感光固定卡板和线孔，所述感光元件通过所述感光固定卡板与所述感光卡槽可拆卸地连接，所述集尘管与所述感光卡槽的连接处还设有与所述感光元件横截面大小一致的通孔。

根据一种优选的实施方式，所述空气质量传感组件和气体流通管道的外部设置有保护壳，所述进气管按照沿所述进气管的长度方向上的中轴线呈弧形弯曲的方式设置在所述保护壳内，在所述进气管与所述集尘管的连接处可拆卸地安装有吸湿过滤器。

根据一种优选的实施方式，与所述集尘管连接的出气管内可拆卸地设置有灰尘滤网。

根据一种优选的实施方式，所述保护壳的侧面嵌入安装有显示屏，所述显示屏与传感数据处理器信号连接，所述传感数据处理器连接在所述感光卡槽表面。

根据一种优选的实施方式，所述保护壳还设置有至少一个可拆卸的侧板。

根据一种优选的实施方式，所述保护壳的底部设置与支撑结构连接的内螺纹管。

根据一种优选的实施方式，所述支撑结构是单脚架或三脚架。

根据一种优选的实施方式，所述出气管内还设置有带动通道内气体单向流动的排气风扇。

本实用新型的有益技术效果包括以下一项或多项：

1、本实用新型设置有独特的空气质量传感组件结构，通过将感光元件和光源的安装位置按照彼此相对的方式进行设置，并且保证光源与感光元件处于同一水平面上，实现了光源的出射光线直线射入感光元件的光线采集区域，该空气质量传感组件的设置结构可以精确有效的采集到指定区域内存在的所有的颗粒物信息，具有比现有采集结构更高的尘埃识别效果，另外相对于常规空气质量监测，本装置的传感器结构的设置降低了对空间的需求。

2、通过设置与集尘管连接的弧形进气管和吸湿过滤器，可以保护集尘管及空气质量传感组件免受极端天气的损伤，延长了相关传感器的寿命，同时还能对空气中携带的水分和类似树叶等障碍物隔离在外，保证测量结果的准确性。

3、本装置设置有保护外壳，通过在保护壳内设置卡槽或螺丝孔，并设置有侧开口，在方便各构件的安装拆卸的同时，保护了各构件，实现本装置可室内外的多种环境运用的需求，通过卡槽的设置还便于单一部件的更换。

附图说明

图1是本实用新型的空气质量传感器的优选实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的空气质量传感器的部分结构剖面示意图。

附图标记列表

1：保护壳 3：空气质量传感组件 5：显示屏

6：进气管 7：集尘管 8：出气管

9：支撑结构 10：排气风扇 11：光源卡槽

12：感光卡槽 13：侧板 14：紧固螺丝

15：内螺纹管 111：光源固定卡板 121：感光固定卡板

122：线孔 31：光源 32：感光元件

33：传感数据处理器 311：外延卡板 71：吸湿过滤器

72：定位螺钉 81：灰尘滤网。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图1和2进行详细说明。

实施例1

图1示出了一种空气质量传感器，该装置至少包括根据气体流动方向依次连接的进气管6、集尘管7、出气管8，和与集尘管7内部连通的空气质量传感组件3。

根据一种具体的实施方式，本装置保护壳1为一个长方体。在保护壳1的一个侧面存在着进气管6与外界连通的通孔。进气管6的另一端与集尘管7密封连接。空气通过进气管6进入到集尘管7中，为空气质量传感组件3提供监测样本。集尘管7与进气管6连接的管口处还设置有对进入集尘管7的空气进行预处理的吸湿过滤器71。在集尘管7中监测后的空气通过与集尘管7另一侧面连接的出气管8排出，进气管6、集尘管7和出气管8共同构成了一个与外界空气进行循环的中空管道。

集尘管7还设置有空气质量传感组件3。位于保护壳1内部的空气质量传感组件3设置用于以光电方式探测集尘管7内的气流质量。空气质量传感组件3固定于集尘管7，能够向集尘管内发射探测光线。空气质量传感组件3的发射部和探测部设于气流方向的横向上。空气质量传感组件3优选布置在进气管6进入集尘管7的接口下游，且在通向出气管8的接口的上游。此外，空气质量传感组件3能够直接或间接地电连接至显示屏5，用以显示空气质量。

空气质量传感组件3可包括感光元件32、光源31和传感数据处理器33。感光元件32采用攀藤感光元件。攀藤激光传感器是一种体积小、可集尘、高精度、最小分辨微粒达到了0.3um且可以完全满足空气中颗粒度检测需求的激光传感器。感光元件32直接卡入位于集尘管7靠近进气管6一侧的感光卡槽12内。感光卡槽12与集尘管7是一体连接的，保证嵌入感光卡槽12的感光元件能直接通过感光卡槽12与集尘管7连接处的通孔对集尘管7内的空气进行监测。另外，感光卡槽12的外侧面还设置有用于连接传感数据处理器33的空槽，数据传感器33通过电信号与感光元件32连接。该数据传感器33可以为体积小、兼容性强的芯片ADCO832。优选的，光源31选用常规的激光二极管，按照同种连接方式，嵌入安装到与集尘管7一体连接的光源卡槽11内。通过感光卡槽12和光源卡槽11按照位置相对的方式进行设置，保证当激光照射在集尘管7中某一区域内的空气时，该区域内照射在颗粒物上的激光发生360°散射，实现感光元件32能够完全接收到该区域内发生散射的激光信息。

优选地，与集尘管7中孔连接的光源卡槽11通过在光源卡槽11内部设置多个光源固定卡板111的情况下，实现光源卡槽11与光源31的限位连接。其中，集尘管7与光源卡槽11的中孔连接即为两者的连接处具有一个和灯源32横截面大小相等的通孔，保证激光束可以通过通孔照射到集尘管7中。另外，光源31的尾部还设有两个外延卡板311，通过直接插入到光源卡槽11远离集尘管7的两个间距较小的光源固定卡板111之间，防止光源发生沿光源轴向上的位移。

优选地，感光卡槽12内设置有感光固定卡板121和线孔122。通过多个感光固定卡板121，将感光元件32限制固定在指定空间内，保证感光元件32在保护壳内的固定连接。线孔122设置在远离集尘管7的一端，可以用于感光元件32与外部电源的电连接。另外，集尘管7与感光卡槽12的连接处的通孔的面积可以为与感光元件32横截面大小一致，尽量减少感光元件32与空气接触的面积，减缓在空气中的老化，延长使用寿命。

优选地，进气管6设置为一种垂直于水平面向上倾斜的弧形弯管的结构。可以保证在下雨等天气时，避免雨水直接顺着进气管6流入到集尘管7中，有效地阻止了空气中的杂物进入到装置内。优选的，进气管6和集尘管7的连接处还通过定位螺钉72安装有吸湿过滤器71。该吸湿过滤器71主要包含过滤网和干燥剂，可以去除降温结露或极端天气时进入装置的空气中的水分，降低过高的空气湿度，保证了空气传感器的测量精度。

优选地，与集尘管7密封连接的出气管8内还设置有灰尘滤网81。通过灰尘滤网81的设置，可以防止出气管8发生空气逆流时带入杂质，影响装置的精确度和降低装置的寿命。

优选地，保护壳1的侧面嵌入式的安装有显示屏5，显示屏5与传感数据处理器33信号连接。该显示屏选用液晶显示屏，可以实时的将感光元件32采集的信息经传感数据处理器33处理后的空气质量数据直接显示出来，方便用户更直观、方便的了解空气质量相关信息。

优选地，保护壳1的一个侧板13通过紧固螺丝14可拆卸的安装在保护壳1上。通过拆开侧板13可以对内部各构件进行安装、监测、拆卸。当将侧板固定连接保护壳1时，刚好形成对各部件的除去保护壳1卡位的5个面外的第六个面的固定卡位，保证各部件的在装置内的完全固定。

优选地，保护壳1的底部表面的面心位置还固定连接有内螺纹管15，保护壳1通过内螺纹管15连接有支撑结构9。与内螺纹管螺纹契合连接的支撑结构9可以根据需求实现对传感器的支撑和位置固定。优选的，支撑结构9可以为常规的可调节支撑杆高度的单脚架或三脚架。该支撑结构9可以根据不用环境中的实际需求将传感器设置在不同高度。

优选的，出气管8内还设置有带动管内气体单向流动的排气风扇10，排气风扇10通过外接限位块与出气管8限位连接。通过在排气风扇10的外表上固定设置的限位块可以与出气管8管壁上的限位孔过盈配合，从而实现出气管8和排气风扇10之间的限位连接。排气风扇10的设置可以保证当空气质量传感器设置在无风向带动空气自动进入空气质量传感器的环境中时，可以通过排气风扇10的运行带动装置内气体的单向流动，从而实现本装置在任何情况下，均能保证环境中的空气从进气管6进入到装置内部，并从出气管8中排出。

为了便于理解，将本实用新型一种空气质量传感器的工作原理和使用方法进行论述。

本申请的一种空气质量传感器，在使用时，首先通过调节支撑杆，将传感器设置在指定位置的指定高度上，在将本装置与电源连接，此时就可以进行空气质量的检测，气流通过进气管进入集尘管，在进入集尘管前，吸湿过滤器会对空气进行除湿，减少空气中过多的水分含量，保证传感器处于适宜湿度的环境中，从而提高测量精度。当空气进入到集尘管中，由于将感光元件和光源的安装位置按照彼此相对的方式进行设置，并且保证光源与感光元件处于同一水平面上，实现了光源的出射光线直线射入感光元件的光线采集区域，该空气质量传感组件的设置结构可以精确有效的采集到指定区域内存在的所有的颗粒物信息，可以实现对经过指定区域的所有空气的质量数据监测采集，具有比现有采集结构更高的尘埃识别效果，使得最终获得数据更具有准确性，并通过传感数据处理器对感光元件接收到的数据进行处理，从而获得该空气中的微粒的存在情况，再通过显示屏将相关数据向相关用户进行展示，此外，本装置可以实时不间断的监测进入装置的空气质量，为用户提供实时反馈。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种空气质量传感器，至少包括集尘管（7）和空气质量传感组件（3），其特征在于，所述空气质量传感组件（3）至少包括分设于所述集尘管（7）相对两侧的光源（31）和感光元件（32），其中，

所述光源（31）与所述感光元件（32）按照所述光源（31）的出射光线直接射入所述感光元件（32）的光线采集区域的方式进行设置，并且所述光源（31）与所述感光元件（32）处于同一水平面上。

2.如权利要求1所述的空气质量传感器，其特征在于，所述集尘管（7）的下游设置有出气管（8），所述集尘管（7）靠近所述出气管（8）的侧面设置有光源卡槽（11），所述光源卡槽（11）内连接有用于实现所述光源（31）与所述光源卡槽（11）可拆卸连接的光源固定卡板（111），所述光源（31）的尾部还设有能够插入到两个相邻的光源固定卡板（111）之间的外延卡板（311）。

3.如权利要求2所述的空气质量传感器，其特征在于，所述集尘管（7）的上游设置有进气管（6），所述集尘管（7）靠近所述进气管（6）的侧面设置有感光卡槽（12），所述感光卡槽（12）内设置有感光固定卡板（121）和线孔（122），所述感光元件（32）通过所述感光固定卡板（121）与所述感光卡槽（12）可拆卸地连接，所述集尘管（7）与所述感光卡槽（12）的连接处还设有与所述感光元件（32）横截面大小一致的通孔。

4.如权利要求3所述的空气质量传感器，其特征在于，所述空气质量传感组件（3）和气体流通管道的外部设置有保护壳（1），所述进气管（6）按照沿所述进气管（6）的长度方向的中轴线呈弧形弯曲的方式设置在所述保护壳（1）内，在所述进气管（6）与所述集尘管（7）的连接处可拆卸地安装有吸湿过滤器（71）。

5.如权利要求4所述的空气质量传感器，其特征在于，与所述集尘管（7）连接的所述出气管（8）内可拆卸地设置有灰尘滤网（81）。

6.如权利要求5所述的空气质量传感器，其特征在于，所述保护壳（1）的侧面嵌入安装有显示屏（5），所述显示屏（5）与传感数据处理器（33）信号连接，所述传感数据处理器（33）连接在所述感光卡槽（12）表面。

7.如权利要求6所述的空气质量传感器，其特征在于，所述保护壳（1）还设置有至少一个可拆卸的侧板（13）。

8.如权利要求7所述的空气质量传感器，其特征在于，所述保护壳（1）的底部设置与支撑结构（9）连接的内螺纹管（15）。

9.如权利要求8所述的空气质量传感器，其特征在于，所述支撑结构（9）是单脚架或三脚架。

10.如权利要求9所述的空气质量传感器，其特征在于，所述出气管（8）内还设置有带动通道内气体单向流动的排气风扇（10）。

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