[實(shí)用新型]塵埃粒子計(jì)數(shù)器光學(xué)傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720131956.0
• 申請(qǐng)日: 2007-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201130141Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卞保民;彭剛;王春勇;楊娟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N15/06
• 分類(lèi)號(hào): G01N15/06;G01N15/14;G01N21/51
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心
• 代理人: 朱顯國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及潔凈環(huán)境潔凈度的檢測(cè)儀器，特別是一種采用保護(hù)氣套采樣氣路的塵埃粒子計(jì)數(shù)器光學(xué)傳感器。

背景技術(shù)

光學(xué)塵埃粒子計(jì)數(shù)器是檢測(cè)潔凈環(huán)境中塵埃顆粒濃度的儀器，它是以塵埃粒子在激光束中產(chǎn)生的光散射現(xiàn)象為原理設(shè)計(jì)而成的。其通常由光學(xué)系統(tǒng)，采樣氣路和信號(hào)處理電路組成。其中采樣氣路由主要有進(jìn)氣管和出氣管組成。打開(kāi)氣泵，采樣氣流通過(guò)進(jìn)氣管進(jìn)入光敏區(qū)，產(chǎn)生與粒徑相當(dāng)?shù)纳⑸涔饷}沖。經(jīng)電路甄別后，得到各粒徑檔的粒子數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中塵埃粒子計(jì)數(shù)器的采樣氣路一般比較簡(jiǎn)單，由進(jìn)氣氣管和排氣氣管組成，這種結(jié)構(gòu)無(wú)法防止采樣氣流在光敏區(qū)的擴(kuò)散，在實(shí)際應(yīng)用中造成大量小信號(hào)的出現(xiàn)甚至漏記數(shù)，造成傳感器的計(jì)數(shù)效率下降和對(duì)粒子的分辨率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種對(duì)粒子計(jì)數(shù)效率高，分辨率高的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的光學(xué)傳感器。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案是：一種激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器的光學(xué)傳感器，包括半導(dǎo)體激光器，非球面透鏡，球面反射鏡，光陷阱及采樣氣路，采樣氣路由進(jìn)氣管和出氣管組成，其特征在于：進(jìn)氣管由兩部分組成，其中內(nèi)管內(nèi)為采樣氣路，外管內(nèi)為潔凈氣流氣路，采樣氣路中的進(jìn)氣管和出氣管相對(duì)于光敏區(qū)對(duì)稱(chēng)分布。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：由于保護(hù)氣套限制了采樣氣流在光敏區(qū)的擴(kuò)散，減少了粒子出現(xiàn)在弱光區(qū)的概率，減少了漏計(jì)數(shù)的發(fā)生，實(shí)際測(cè)試中小信號(hào)的數(shù)量大大減少，極大的提高了傳感器的計(jì)數(shù)效率，對(duì)于0.38μm的標(biāo)準(zhǔn)粒子計(jì)數(shù)效率接近100％，粒子的分辨率也有了很大的提高，對(duì)于0.38μm、0.54μm標(biāo)準(zhǔn)粒子的分辨率達(dá)85％以上，與現(xiàn)有技術(shù)相比提高10％以上。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的塵埃粒子計(jì)數(shù)器光學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的傳感器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)粒子標(biāo)定的信號(hào)響應(yīng)曲線(xiàn)圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1，本實(shí)用新型塵埃粒子計(jì)數(shù)器光學(xué)傳感器是一個(gè)直角散射型光學(xué)系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)、散射光收集系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)。照明系統(tǒng)由半導(dǎo)體激光器8、非球面鏡9、光陷阱10組成，半導(dǎo)體激光器8功率為5mW波長(zhǎng)650nm，其發(fā)出發(fā)散光束經(jīng)過(guò)短焦距非球面鏡9二維聚焦，會(huì)聚點(diǎn)在光敏區(qū)5的后面，以此保證光敏區(qū)5沿軸向光強(qiáng)的均勻，光敏區(qū)5處光束的寬度是采樣氣管3寬度的兩倍。激光光束穿過(guò)光敏感區(qū)5后進(jìn)入光陷阱10，并被光陷阱10吸收掉。散射光收集系統(tǒng)主要由球面反射鏡7和光電倍增管組成。光敏區(qū)與光電倍增管的光敏面分別處于球面發(fā)射鏡球心兩側(cè)，并滿(mǎn)足幾何光學(xué)物像關(guān)系，當(dāng)被測(cè)氣流通過(guò)光敏區(qū)5時(shí)，其中的塵埃粒子產(chǎn)生的散射光的一部分直接進(jìn)入光電倍增管，另一部分經(jīng)過(guò)球面反射鏡7反射后會(huì)聚在光電倍增管的光敏面上，氣路系統(tǒng)主要由進(jìn)氣嘴2、排氣嘴1構(gòu)成。進(jìn)氣管和出氣管對(duì)稱(chēng)分布于光敏區(qū)兩側(cè)，兩者間距為5mm，它的采樣氣路采用了保護(hù)氣套，進(jìn)氣管2由兩部分組成，其中內(nèi)管3內(nèi)為采樣氣路12，口徑1mm。外管4內(nèi)為潔凈氣流氣路11，口徑為6mm。氣泵工作時(shí)，采樣氣流12在潔凈氣流11形成的負(fù)壓帶動(dòng)下進(jìn)入光敏區(qū)5，其流速小于潔凈氣流，這樣潔凈氣流在采樣氣流外形成一層保護(hù)氣套，限制了采樣氣流在光敏區(qū)的擴(kuò)散。排氣管1的直徑為3mm，小于進(jìn)氣管外管4的直徑，同樣對(duì)氣流起到約束作用，這樣可以極大的減少采樣粒子出現(xiàn)的弱光區(qū)的概率，從而減少的小信號(hào)的出現(xiàn)，減少漏計(jì)數(shù)的出現(xiàn)，大大提高了傳感器對(duì)粒子的分辨率。附圖2即是本實(shí)施方式對(duì)0.38μm、0.499μm、0.54μm標(biāo)準(zhǔn)粒子標(biāo)定的信號(hào)響應(yīng)曲線(xiàn)圖，其小信號(hào)大大減少，同時(shí)對(duì)于0.38μm、0.54μm標(biāo)準(zhǔn)粒子的分辨率可以作到85％。