CN216747286U - 激光颗粒物传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光颗粒物传感器，包括风道、检测单元、激光源、气动单元，其中：风道包括依次连接的进口段、检测段、出口段；检测单元和激光源分别位于检测段的两侧；气动单元位于风道出口段的外侧，进口段和出口段为朝向风道外侧的喇叭口。本实用新型针对现有激光颗粒物传感器检测精度低，且对大颗粒无法有效识别的缺点进行了创新，通过风道的优化，有助于提高激光颗粒物传感器的检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光颗粒物传感器。
背景技术
大气中的颗粒物组分十分复杂，物理属性(物质种类、体积、密度、形状、表面粗糙度、反射率、折射率等因素)也相当复杂，现在用于大气颗粒物(气溶胶)质量浓度测量的方法最准确、可溯源的标准方法是称重法；称重法的缺点很明显：设备复杂，造价高，无法实时监测，只能检测某个时段的空气中的颗粒物质量浓度。基于称重法的缺点，应运而生的主流检测技术就是基于光散射原理而展开的各式各样的检测方法，如激光颗粒物传感器。
激光颗粒物传感器用来检测我们周围空气中的颗粒物浓度，广泛应用于空气净化器、空调、新风系统、智能家居、空气质量检测设备、PM2.5检测仪、车载空气净化等民用级消费类产品。
现有技术中，可以通过增加风道空气流量从一定程度上增加信号量。但是，增加风量的负面作用却很突出，因为要增加风量，气动单元(气泵或者风扇)的功率必须加大，噪音成倍增加，传感器实际应用对噪音要求极高(工作状态距离传感器大约10cm处，噪音不可超过30dB)，所以传感器风道空气流量存在上限，必须在噪音可接受的范围内尽量提高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出一种激光颗粒物传感器，无需增加气动单元的功率即能提高对颗粒信号的有效识别，从而提高检测精度。
一种激光颗粒物传感器，包括风道、检测单元、激光源、气动单元，其中：风道包括依次连接的进口段、检测段、出口段；激光源用于发射激光束，激光束与检测段具有交汇点；气动单元位于风道的出口段的外侧；所述检测单元和激光源分别位于检测段的两侧；进口段和出口段为朝向风道外侧的喇叭口。
可选地，所述检测单元包括两个光电转换单元，二者对称设置在激光束两侧。
可选地，所述进口段、出口段、检测段横截面均为矩形。
可选地，所述激光颗粒物传感器的壳体具有互相平行的上底面和下底面，所述风道由所述上底面、所述下底面以及垂直于上底面和下底面的两条侧壁围成。
可选地，所述两条侧壁与所述壳体一体成型。
可选地，所述进口段的走向与所述检测段的走向一致；所述出口段的走向与所述检测段的走向的角度为钝角。
可选地，所述钝角的范围是100°至135°。
可选地，所述气动单元为风扇，风扇的旋转平面平行于上底面。
可选地，所述进口段宽度为6mm-10mm；所述出口段宽度为6mm-12mm；所述检测段的宽度为1mm-3mm，长度为4mm-8mm。
可选地，所述激光束与所述检测段的走向垂直。
本实用新型激光颗粒物传感器，风道的进口段和出口段为宽口，检测段为窄口；采用宽口进出可以提升进出风道的风量，从而提高了总体信号量；采用检测段为窄口，可让粒子尽量从激光与风道的交汇点附近通过，从而尽量避免同粒径粒子从光束不同地方通过而产生不同特征的脉冲信号，因此有助于提高激光颗粒物传感器的检测精度。
附图说明
为了说明而非限制的目的，现在将根据本实用新型的优选实施例、特别是参考附图来描述本实用新型，其中：
图1是本实用新型激光颗粒物传感器的背面视角的立体图；
图2是图1对应的俯视图；
图3是本实用新型激光颗粒物传感器的正面视角的立体图；
图4是图3对应的俯视图。
图中，1-进口段，2-出口段，3-检测段，4-第一光电转换单元，5-第二光电转换单元，6-激光源，7-风道，8-风扇，9-侧面。
具体实施方式
本实用新型实施方式中，通过对风道的特殊设计，提高了对颗粒信号的有效识别，特别是针对大颗粒物浓度检测结果有效且精度高，以下具体加以说明。
一种激光颗粒物传感器，包括风道、检测单元、激光源、气动单元，其中：风道包括依次连接的进口段、检测段、出口段；激光源用于发射激光束，激光束与检测段具有交汇点；气动单元位于风道的出口段的外侧；检测单元和激光源分别位于检测段的两侧；进口段和出口段为朝向风道外侧的喇叭口。
需要说明的是，本实施例中并不限定检测单元的数量，检测单元可以设置多个，均与激光发射方向或者激光束的夹角相同，位于同一立体角的边缘，且与交汇点的距离相同。考虑颗粒物传感器内的空间限制，本实施例中仅以检测单元包括两个光电转换单元为例进行说明。
本实施例中也不限定激光源发射的激光束与检测段的夹角，当激光光束与检测段的走向垂直时，便于检测单元获取颗粒物的散射光，并且获取集中有效的信号量，因此，本实施例中可选的，激光束与检测段的走向垂直。
如图1至图4所示，本实用新型公开了一种激光颗粒物传感器，包括风道7、检测单元、激光源6、风扇8，检测单元包括两个光电转换单元，二者对称设置在激光发射方向两侧，其中：风道7包括依次连接的进口段1、检测段3、出口段2；检测单元和激光源6分别位于检测段3的两侧；风扇8位于风道出口段2的外侧；进口段1和出口段2为朝向风道外侧的喇叭口。
进口段1、出口段2、检测段3横截面均为矩形，传感器的壳体整体呈扁盒状的长方体，包括侧面9、垂直于侧面9并且互相平行的上底面和下底面(图中未示出)，风道7由上、下底面以及垂直于上底面和下底面的第一侧壁71、第二侧壁72围成，第一侧壁71和第二侧壁72可与壳体一体成型。
为了减小风阻，进口段的走向、检测段走向和出口段应该走向相同，形成直线型风道；但为了充分利用颗粒物传感器内部的空间设计，减小颗粒物传感器的体积，本实施例中采用如下方案：进口段1的走向与检测段3的走向一致，图3中可见进口段1的中心线与检测段3的中心线位于同一直线AO上，O点位于检测段3与出口段2的交汇处；出口段2的走向(沿直线BO)与检测段3的走向呈钝角，图3中，出口段2起点的中心与风扇8的中心连线与检测段3的中心线的夹角AOB为钝角，优选的范围是100°-135°，优选为110°。风扇8旋转方向平行于上底面。此处风扇作为气动单元，也可以由气泵代替。
激光颗粒物传感器整体呈扁盒状，激光颗粒物传感器的长度为40mm-56mm，宽度为34mm-46mm，高度为8mm-16mm；其中：进口段1的宽度为6mm-10mm；出口段2的宽度为6mm-12mm；检测段3的宽度为1mm-3mm，长度为4mm-8mm，以上数值均包括端点值。
对于较大的颗粒物而言，在光束方向的前向(图2中的检测段3的左方)的散射光强度更大，因此本实用新型实施方式中，检测单元(本实施方式中包括第一光电转换单元4和第二光电转换单元5)，与激光源6设置在激光发射方向两侧，有助于更好地获取大颗粒物的散射光信息，从而更有效地识别大颗粒物。
风道7整体减少风道转折和缩短路径，风道转折处设置圆弧过渡导向；进口段1、出口段2、检测段3内壁经过镜面抛光处理，表面光滑；以上实现减小风阻，控制风噪，从而在不增加风扇转数的情况下，提升风速来增加一定气流量，从而增加采样样本数量。并且风道7的整体形状为几何连续，即无弯折处，从而减少截面积突变区域，避免空气产生湍流，让测量区域流速更稳定，散射光信号更稳定。
本实用新型通过风道的优化，提高了激光颗粒物传感器针对小颗粒的检测精度；光电转换单元与光源的位置设置有助于更有效地识别大颗粒。
上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。
Claims (10)
1.一种激光颗粒物传感器，其特征在于，包括风道(7)、检测单元、激光源(6)、气动单元，其中：
风道(7)包括依次连接的进口段(1)、检测段(3)、出口段(2)；
激光源(6)用于发射激光束，激光束与检测段(3)具有交汇点；
气动单元位于风道(7)的出口段(2)的外侧；
所述检测单元和激光源(6)分别位于检测段(3)的两侧；
进口段(1)和出口段(2)为朝向风道(7)外侧的喇叭口。
2.根据权利要求1所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，所述检测单元包括两个光电转换单元，二者对称设置在激光束两侧。
3.根据权利要求1所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，所述进口段(1)、出口段(2)、检测段(3)横截面均为矩形。
4.根据权利要求3所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，所述激光颗粒物传感器的壳体具有互相平行的上底面和下底面，所述风道(7)由所述上底面、所述下底面以及垂直于上底面和下底面的两条侧壁围成。
5.根据权利要求4所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，所述两条侧壁与所述壳体一体成型。
6.根据权利要求1所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，所述进口段(1)的走向与所述检测段(3)的走向一致；所述出口段(2)的走向与所述检测段(3)的走向的角度为钝角。
7.根据权利要求6所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，所述钝角的范围是100°至135°。
8.根据权利要求1所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，所述气动单元为风扇(8)，风扇(8)的旋转平面平行于上底面。
9.根据权利要求1所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，
所述进口段(1)宽度为6mm-10mm；
所述出口段(2)宽度为6mm-12mm；
所述检测段(3)的宽度为1mm-3mm，长度为4mm-8mm。
10.根据权利要求1所述的激光颗粒物传感器，其特征在于，所述激光束与所述检测段(3)的走向垂直。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202123428878.XU CN216747286U (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 激光颗粒物传感器 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216747286U true CN216747286U (zh) | 2022-06-14 |
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ID=81911017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202123428878.XU Active CN216747286U (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 激光颗粒物传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN216747286U (zh) |
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2021
- 2021-12-31 CN CN202123428878.XU patent/CN216747286U/zh active Active
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