TWM583543U - 顆粒偵測裝置 - Google Patents

Abstract

一種顆粒偵測裝置，包括一腔室、一偵測單元以及一氣流產生單元。腔室具有一入口、一出口以及連接在入口以及出口之間的一連接通道，其中連接通道具有一儲存空間。偵測單元設置在連接通道，位在入口以及出口之間，並位於儲存空間的下游。氣流產生單元設置於偵測單元的下游。具有不同大小粒徑的顆粒自入口進入顆粒偵測裝置中，其中當氣流產生單元運轉，大於一特定粒徑的一第一顆粒沉積在儲藏空間中，而小於或等於特定粒徑的一第二顆粒被氣流帶動經過偵測單元後自出口排出。

Description

顆粒偵測裝置

本新型創作是有關於一種偵測裝置，且特別是有關於一種顆粒偵測裝置。

懸浮顆粒或稱懸浮微粒（particulate matter (PM)）、大氣懸浮微粒（atmospheric particulate matter）、顆粒（particulates），泛指懸浮在空氣中的固體顆粒或液滴，顆粒雖然微小且甚至肉眼難以辨識，但仍是有尺度的差異。

空氣動力學中，環境中直徑小於或等於10微米 (µm)的顆粒稱為懸浮微粒（PM10）；直徑小於或等於2.5微米的顆粒稱為細懸浮微粒（PM2. 5）。懸浮微粒能夠在大氣中停留很長時間，特別是PM2.5的細小顆粒，其比病毒大又比細菌小，因此容易帶著有毒物質進入人體，影響身體健康。

隨著科技的發展，光散射測粒技術為顆粒測量提供了多種方案，但如何針對不同粒徑的顆粒實施分開測量成為了大家關注的焦點。

本新型創作提供一種具有良好偵測準確度的顆粒偵測裝置。

本新型創作的顆粒偵測裝置包括一腔室、一偵測單元以及一氣流產生單元。腔室具有一入口、一出口以及連接在入口以及出口之間的一連接通道，其中連接通道具有一儲存空間。偵測單元設置在連接通道，位在入口以及出口之間，並位於儲存空間的下游。氣流產生單元設置於偵測單元的下游。具有不同大小粒徑的顆粒自入口進入顆粒偵測裝置中，其中當氣流產生單元運轉，大於一特定粒徑的一第一顆粒沉積在儲藏空間中，而小於或等於特定粒徑的一第二顆粒被氣流帶動經過偵測單元後自出口排出。

在本新型創作的一實施例中，上述的氣流產生單元為一鼓風機，鼓風機的轉速與特定粒徑的大小呈正相關。

在本新型創作的一實施例中，上述的顆粒偵測裝置還包括設置於連接通道中並位於儲存空間內的一可拆卸的吸附件。

在本新型創作的一實施例中，上述的出口的高度高於入口。

在本新型創作的一實施例中，上述的連接通道具有一第一子通道以及一第二子通道，第一子通道與入口連接，第二子通道由第一子通道分歧，且偵測單元及氣流產生單元位於第二子通道。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一子通道具有一末端，儲存空間位於末端，第二子通道自入口及儲存空間之間從第一子通道分歧出去。

在本新型創作的一實施例中，上述的第二子通道從第一子通道分歧出去為弧形段。

在本新型創作的一實施例中，上述的顆粒偵測裝置還包括設置於儲存空間中的一可拆卸的吸附件。

在本新型創作的一實施例中，上述的偵測單元包括設置於連接通道的一光發射器以及一光接收器。

基於上述，在本新型創作的顆粒偵測裝置中，利用重力的影響使得粒徑大於特定粒徑的顆粒沉積在儲藏空間中，而粒徑小於或等於特定粒徑的顆粒被氣流帶動而達到分離顆粒的效果，進而提高偵測準確度。

為讓本新型創作的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

[第一實施例]

圖1是依照本新型創作的第一實施例的顆粒偵測裝置的示意圖。請參考圖1，本實施例的顆粒偵測裝置100包括一腔室110、一偵測單元120以及一氣流產生單元130。腔室110具有一入口112、一出口114以及連接在入口112以及出口114之間的一連接通道116，其中連接通道116具有一儲存空間S1，此儲存空間S1鄰近入口112設置，且入口112及出口114位在腔室110的不同側。偵測單元120設置在連接通道116，位在入口112以及出口114之間，且處於儲存空間S1的下游。氣流產生單元130設置在偵測單元120的下游，並且鄰近出口114設置。

在本實施例中，出口114的高度高於入口112，但並不以此為限，連接通道116與入口112、出口114在高度方向上的配置關係可以依照實際需求而決定。偵測單元120包括設置在連接通道116的一光發射器122以及一光接收器124，其中光發射器122發出的光可以是雷射光。

通常，空氣會先被吸進顆粒偵測裝置100的腔室110內靜置或循環，其中具有不同大小粒徑的顆粒自入口112進入顆粒偵測裝置100中，而當鄰近出口114設置的氣流產生單元130運轉時，因為氣流產生單元130運轉所導致的壓力差會引起氣流。在本實施例中，氣流產生單元130為鼓風機；但在其他實施例中，氣流產生單元130也可以是其他能夠藉由產生壓力差而讓氣體流動的器件，例如氣泵。

特別的是，控制氣流產生單元130的轉速可以改變壓力差的大小，進而影響氣流的流速。具體地說，顆粒的粒徑與其重量通常呈正相關。也就是說，顆粒的粒徑越大，重量越重；反之，顆粒的粒徑越小，則重量越輕。因此，以顆粒偵測裝置100用來偵測PM2.5濃度為例說明，將2.5微米作為顆粒大小的分界點，控制氣流產生單元130的轉速，使氣流產生單元130運轉時，由於重力的影響，大於特定粒徑(即2.5微米)的第一顆粒P1不會受到氣流的影響而仍然靜置地沉積在儲存空間S1中，而小於或等於2.5微米的第二顆粒P2則會被氣流帶動經過偵測單元120後自出口114排出而回到環境中。

確切地說，當第二顆粒P2經過偵測單元120時，光發射器122會發出雷射光，當雷射光打在第二顆粒P2上時，會產生米氏散射，而光接收器124接收散射的光，將偵測結果回傳計算中心，計算中心通過演算法可精確地計算出PM2.5的濃度。

由上述可知，在本實施例的顆粒偵測裝置100中，主要利用重力的影響，搭配氣流產生單元130所產生的氣流將顆粒分類，使得粒徑大於2.5微米的顆粒靜置在儲存空間S1中而不會通過偵測單元120，只有粒徑小於或等於2.5微米的顆粒會受到氣流的影響而通過偵測單元120，因此能夠更為有效地提升偵測準確度。

附帶一提，顆粒偵測裝置100可更包括設置於連接通道116中並位於儲存空間S1內的一吸附件140，此吸附件140以可拆卸的方式設置在儲存空間S1內，例如為泡棉，其可以良好地吸附住第一顆粒P1。吸附件140並不限於泡棉，也可以是布片、毛線球或其他可用來使第一顆粒P1吸附於其上的物件，其中第一顆粒P1可因為靜電效應而吸附在毛線球上。

上述的吸附件140可選用常見的物件來實施，因此具備隨手可得、成本低的優點；此外，吸附件140方便拆卸更換，可防止第一顆粒P1因為靜電吸附，或是長期堵塞在角落，進而影響裝置正常運作與壽命。

[第二實施例]

圖2是依照本新型創作的第二實施例的顆粒偵測裝置的示意圖。請參考圖2，本實施例的顆粒偵測裝置200與前述第一實施例的顆粒偵測裝置100相似，包括腔室210、偵測單元220以及氣流產生單元230。腔室210具有入口212、出口214以及連接在入口212以及出口214之間的連接通道216’，其中連接通道216’具有儲存空間S2。偵測單元220設置在連接通道216’，位在入口212以及出口214之間，並位於儲存空間S2的下游。

與前述實施例不同的是，本實施例的入口212及出口214位在腔室210的同一側，而連接通道216’具有一第一子通道217以及一第二子通道218，第一子通道217與入口212連接，第二子通道218由第一子通道217分歧，且偵測單元220及氣流產生單元230位於第二子通道218。

更進一步而言，第一子通道217大致呈直線形，具有相對於入口212的一末端T，其中儲存空間S2位於末端T，而第二子通道218自入口212及儲存空間S2之間從第一子通道217分歧出去，且第二子通道218從第一子通道217分歧出去為弧形段。弧形段是為了讓氣體在氣道內流動的時候，可以降低擾流(turbulent)的產生，避免空氣粒子受到擾流而造成不預期的運動(比如，堆積在某處)。

當鄰近出口214設置的氣流產生單元230運轉時，因為氣流產生單元230運轉所導致的壓力差會引起氣流，其中大於特定粒徑(即2.5微米)的第一顆粒P1在流動過程中，受到慣性的影響，較難從第一子通道217轉入第二子通道218，因此繼續朝向第一子通道217的末端T移動，並且被設置在第一子通道217的末端T的儲存空間S2中的吸附件240捕捉；而小於或等於2.5微米的第二顆粒P2則會被氣流帶動從第一子通道217轉入第二子通道218，並且經過偵測單元220後自出口214排出而回到環境中。

同樣地，當第二顆粒P2經過偵測單元220時，光發射器222會發出雷射光，當雷射光打在第二顆粒P2上時，會產生米氏散射，而光接收器224接收散射的光，將偵測結果回傳計算中心，計算中心通過演算法可精確地計算出PM2.5的濃度。

綜上所述，本新型創作的顆粒偵測裝置，利用不同粒徑的顆粒具有不同重量的特性，控制氣流產生單元的轉速以決定由氣流產生單元所引起的氣體的流速，通過重力或慣性的影響以篩選流過偵測單元的顆粒，其中可更經由吸附件吸附住粒徑較大的顆粒，確保流經過偵測單元的顆粒是預期中的粒徑，因此能夠有效提高顆粒偵測裝置的偵測準確度。

再者，顆粒偵測裝置中所使用的吸附件具有容易取得、單價低廉的優點；此外，吸附件容易拆卸更換，可防止顆粒因為靜電吸附，或是長期堵塞在角落，進而影響裝置正常運作與壽命。

雖然本新型創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本新型創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本新型創作的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本新型創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、200‧‧‧顆粒偵測裝置
110、210‧‧‧腔室
112、212‧‧‧入口
114、214‧‧‧出口
116、216’‧‧‧連接通道
217‧‧‧第一子通道
218‧‧‧第二子通道
120、220‧‧‧偵測單元
122、222‧‧‧光發射器
124、224‧‧‧光接收器
130、230‧‧‧氣流產生單元
140、240‧‧‧吸附件
S1、S2‧‧‧儲存空間
P1‧‧‧第一顆粒
P2‧‧‧第二顆粒
T‧‧‧末端

圖1是依照本新型創作的第一實施例的顆粒偵測裝置的示意圖。
圖2是依照本新型創作的第二實施例的顆粒偵測裝置的示意圖。

Claims (9)

1. 一種顆粒偵測裝置，包括：
   一腔室，具有一入口、一連接通道以及一出口，該連接通道連接在該入口以及該出口之間，該連接通道具有一儲存空間；
   一偵測單元，設置在該連接通道，位於該入口以及該出口之間，並位於該儲存空間的下游；以及
   一氣流產生單元，設置於該偵測單元的下游，
   具有不同大小粒徑的多個顆粒自該入口進入該顆粒偵測裝置中，其中當該氣流產生單元運轉，大於一特定粒徑的一第一顆粒沉積在該儲藏空間中，而小於或等於該特定粒徑的一第二顆粒被氣流帶動經過該偵測單元後自該出口排出。
2. 如申請專利範圍第1項所述的顆粒偵測裝置，其中該氣流產生單元為一鼓風機，該鼓風機的轉速與該特定粒徑的大小呈正相關。
3. 如申請專利範圍第1項所述的顆粒偵測裝置，還包括一可拆卸的吸附件，設置於該連接通道中，位於該儲存空間中。
4. 如申請專利範圍第1項所述的顆粒偵測裝置，其中該出口的高度高於該入口。
5. 如申請專利範圍第1項所述的顆粒偵測裝置，其中該連接通道具有一第一子通道以及一第二子通道，該第一子通道與該入口連接，該第二子通道由該第一子通道分歧，且該偵測單元及該氣流產生單元位於該第二子通道。
6. 如申請專利範圍第5項所述的顆粒偵測裝置，其中該第一子通道具有一末端，該儲存空間位於該末端，該第二子通道自該入口及該儲存空間之間從該第一子通道分歧出去。
7. 如申請專利範圍第6項所述的顆粒偵測裝置，還包括一可拆卸的吸附件，設置於該儲存空間中。
8. 如申請專利範圍第6項所述的顆粒偵測裝置，其中該第二子通道從該第一子通道分歧出去為弧形段。
9. 如申請專利範圍第1項所述的顆粒偵測裝置，其中該偵測單元包括一光發射器以及一光接收器，設置於該連接通道。