CN212059810U - 一种pm2.5传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PM2.5传感器，包括：壳体，其包括出气口和多个进气口，其分别沿多个不同方向设置；混合气腔，其设置在所述壳体内部，并通过多个进气管与所述多个进气口连通，所述多个进气管与所述多个进气口一一对应连接，沿任一进气管的截面设有吸气装置；激光装置，其设置在所述壳体的内部，所述激光装置通过导管与所述混合气腔连通，通过排气口与所述壳体内部连通。本实用新型通过将不同方向的空气进行混合后输入检测通道进行激光检测，减小了测量值与实际环境中PM2.5浓度的差值。

Description

一种PM2.5传感器

技术领域

本实用新型涉及汽车传感器领域。更具体地说，本实用新型涉及一种PM2.5传感器。

背景技术

随着工业发展，城市地区的空气质量降低，空气中含有大量的粉尘颗粒；另外，汽车在行驶过程中产生的多种废气也会对车内空气造成污染；当乘坐汽车时，车内外环境中的高浓度的粉尘颗粒易在人体肺部沉积，危害人体健康。因此，需要设置环境检测装置和空气净化装置对车内环境质量进行判断和控制。

汽车上的PM2.5传感器一般安装在仪表台内部，用于监测车内和车外环境中微小颗粒物的浓度，可即时判断环境中的空气质量，根据其判断结果，便于车辆控制器启动相应空气净化措施，如车内空气净化、内外空气循环等，以保证车内环境的舒适度。

现有用于汽车的PM2.5传感器大多为单向通道检测，从单一方向进气检测空气中的PM2.5浓度，但在实际车辆行驶过程中，受到人体活动、空调运行的影响，不同方向的空气中的微小颗粒物的浓度也不尽相同。因此，通过单一方向进气检测得到的PM2.5浓度无法准确判断整体环境中的空气质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种PM2.5传感器，通过将不同方向的空气进行混合后输入检测通道进行激光检测，减小了测量值与实际环境中PM2.5浓度的差值。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种PM2.5传感器，包括：

壳体，其包括出气口和多个进气口，其分别沿多个不同方向设置；

混合气腔，其设置在所述壳体内部，并通过多个进气管与所述多个进气口连通，所述多个进气管与所述多个进气口一一对应连接，沿任一进气管的截面设有吸气装置；

激光装置，其设置在所述壳体的内部，所述激光装置通过导管与所述混合气腔连通，通过排气口与所述壳体内部连通。

优选的是，所述PM2.5传感器，所述吸气装置沿其对应的所述进气管到所述混合气腔的距离相同，任一进气管和所述混合气腔的连接点与所述混合气腔和所述导管的连接点的距离相同。

优选的是，所述PM2.5传感器，还包括湿敏元件，其设置在所述导管的侧壁上。

优选的是，所述PM2.5传感器，所述激光装置包括：外壳；检测通道，其一端与所述导管连通，另一端与所述排气口连通；激光发生装置和激光接收装置，其分别设置在所述检测通道的两侧并与所述检测通道连通，所述激光发生装置包括激光二极管和透镜一，所述激光接收装置包括光电二极管和透镜二，所述透镜一和所述透镜二相对固定在所述检测通道的侧壁上。

优选的是，所述PM2.5传感器，所述外壳靠近所述激光二极管处设有散热孔，其与所述出气口相对设置。

优选的是，所述PM2.5传感器，所述排气口处设有单向阀。

优选的是，所述PM2.5传感器，所述吸气装置为风扇或气泵。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、将不同方向的空气进行混合后输入检测通道进行激光检测，使测量的气体更加能够反映车内环境的平均水平，减小了测量值与实际环境中PM2.5浓度的差值，避免单体偏差。

2、通过实时测量混合空气的湿度，可以对激光测量得到的空气中的PM2.5值进行补偿计算，提高最终得到的PM2.5值的准确度。

3、将激光发生装置的散热孔与壳体出气口相对设置，使经激光装置排出的空气在散热孔附近快速流动，防止激光发生装置过热影响激光二极管稳定工作，提高激光装置的稳定性，保证测量精度。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的一种PM2.5传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，并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。

如图1所示，本实用新型提供一种PM2.5传感器，包括：

壳体，其包括出气口1和多个进气口，其分别沿多个不同方向设置；

混合气腔2，其设置在所述壳体内部，并通过多个进气管3与所述多个进气口连通，所述多个进气管3与所述多个进气口一一对应连接，沿任一进气管的3截面设有吸气装置4；

激光装置5，其设置在所述壳体的内部，所述激光装置5通过导管6与所述混合气腔2连通，通过排气口7与所述壳体内部连通。

上述技术方案中，所述混合气腔为中空结构，所述多个进气管3分别与所述混合气腔2的多个不同方向的外壁连接，并在混合气腔2的未连接有进气管3的外壁上连接导管6。所述多个进气管3与所述多个进气口一一对应且配合连接，外部空气只能通过多个进气管3进入所述PM2.5传感器并从出气口1排出。所述吸气装置4的吸气方向为由所述PM2.5传感器的外部向内部，气体经进气管3进入混合气腔2，再经导管6进入激光装置，从激光装置5的排气口7进入壳体后从出气口1排出。

本实用新型采用激光检测空气中微粒浓度的方法，可以得到精确的实时PM2.5浓度值。同时，将不同方向的空气在混合气腔中进行混合后输入激光装置进行激光检测，防止单一方向的空气质量过低或过高导致测量得到的PM2.5浓度与实际环境中的浓度偏差过大造成误判，提高了检测结果的准确度。

在另一技术方案中，所述的PM2.5传感器，所述吸气装置4沿其对应的所述进气管3到所述混合气腔2的距离相同，任一进气管3和所述混合气腔2的连接点与所述混合气腔2和所述导管6的连接点的距离相同。从而，当不同进气管3中吸气装置4同时开始工作时，不同方向的外部空气进入到混合气腔的速度是相同的，且一定时间内从不同方向流动至导管6附近的空气量也相同，保证了从导管6排出的空气为多方向空气的均匀混合体，提高了检测结果的准确度。

在另一技术方案中，所述的PM2.5传感器，还包括湿敏元件8，其设置在所述导管的侧壁上。上述技术方案中，湿敏元件优选为氯化锂湿敏电阻，其测量稳定性高，具有耐温性且使用寿命长，设置在导管中可有效测量通过导管6进入激光装置的混合空气的湿度值，并通过电信号传递给激光装置，激光装置中包括有数据处理单元，可对传输信号进行处理并进行湿度补偿计算。由于空气湿度大时，空气中颗粒的粒径会增大，导致原本通过激光散射的方法测量得到的微粒浓度值不准确，增加湿敏元件并对空气湿度进行补偿计算可减小环境变化对测量准确度的影响。

在另一技术方案中，所述的PM2.5传感器，所述激光装置5包括：外壳；检测通道51，其一端与所述导管6连通，另一端与所述排气口7连通；激光发生装置和激光接收装置，其分别设置在所述检测通道的两侧并与所述检测通道连通，所述激光发生装置包括激光二极管52和透镜一53，所述激光接收装置包括光电二极管54和透镜二55，所述透镜一53和所述透镜二55相对固定在所述检测通道51的侧壁上。上述技术方案中，所述透镜一53为整形透镜，从激光二极管52发出的激光经透镜一整形后射入检测通道51的空气中；所述透镜二55为汇聚透镜，其收集经混合空气散射的激光并将其汇聚到光电二极管54，光电二极管通过电信号传递给激光装置中的数据处理单元，综合数据计算得到PM2.5浓度值。

在另一技术方案中，所述的PM2.5传感器，所述外壳靠近所述激光二极管52处设有散热孔9，其与所述出气口1相对设置。从而，利用激光装置的排气需求，使经激光测量后的空气进入壳体内部并从出气口排出，形成了无需其他动力来源的气流通道。由于在不同的温度环境中，透镜的折射率会随温度的变化而变化，使得光学系统的焦点发生偏移，当激光发生装置长时间工作时，持续发热造成的装置内部温度过高，会影响激光测量的稳定性。因此，将激光二极管52的散热孔设置在所述气流通道的出口附近，可方便、快捷的通过风冷的方式对激光发生装置进行散热。

在另一技术方案中，所述的PM2.5传感器，所述排气口处设有单向阀10。所述单向阀10的作用是使检测通道51中的空气只能通过单向阀10向激光装置外部排出，外部空气无法逆向进入检测通道，从而，检测通道中的空气只有来自混合气腔的多方向混合气体，保证了测量的准确性。

在另一技术方案中，所述的PM2.5传感器，所述吸气装置4为风扇或气泵。上述技术方案中，所述吸气装置4优选为风扇，其扇叶的凸面朝向进气管外侧且逆时针旋转，使空气能够从外部环境被抽入进气管3中并进入混合气腔2。

在本实施例中，所述PM2.5传感器的工作方式如下：

不同方向的空气受到吸气装置4的作用从外部经进气管3被吸入混合气腔2中，经混合气腔2混合后从导管6流入激光装置5的检测通道51，通过导管6中的湿敏元件8测量得到实时空气湿度值。在激光装置5中，由激光二极管52发出的激光经透镜一53整形后进入检测通道51，被检测通道51中的空气散射后，透镜二55收集散射光并将信号传递给光电二极管54，得到检测通道中的微粒浓度值。检测后的气体经单向阀10流入壳体内部，并从散热孔9附近的出气口1排出至外部环境中。参照空气湿度值对得到的微粒浓度值进行湿度补偿计算得到实时的PM2.5浓度值。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种PM2.5传感器，其特征在于，包括：

壳体，其包括出气口和多个进气口，其分别沿多个不同方向设置；

混合气腔，其设置在所述壳体内部，并通过多个进气管与所述多个进气口连通，所述多个进气管与所述多个进气口一一对应连接，沿任一进气管的截面设有吸气装置；

激光装置，其设置在所述壳体的内部，所述激光装置通过导管与所述混合气腔连通，通过排气口与所述壳体内部连通。

2.如权利要求1所述的PM2.5传感器，其特征在于，所述吸气装置沿其对应的所述进气管到所述混合气腔的距离相同，任一进气管和所述混合气腔的连接点与所述混合气腔和所述导管的连接点的距离相同。

3.如权利要求1所述的PM2.5传感器，其特征在于，还包括湿敏元件，其设置在所述导管的侧壁上。

4.如权利要求1所述的PM2.5传感器，其特征在于，所述激光装置包括：外壳；检测通道，其一端与所述导管连通，另一端与所述排气口连通；激光发生装置和激光接收装置，其分别设置在所述检测通道的两侧并与所述检测通道连通，所述激光发生装置包括激光二极管和透镜一，所述激光接收装置包括光电二极管和透镜二，所述透镜一和所述透镜二相对固定在所述检测通道的侧壁上。

5.如权利要求4所述的PM2.5传感器，其特征在于，所述外壳靠近所述激光二极管处设有散热孔，其与所述出气口相对设置。

6.如权利要求1所述的PM2.5传感器，其特征在于，所述排气口处设有单向阀。

7.如权利要求1所述的PM2.5传感器，其特征在于，所述吸气装置为风扇或气泵。

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