[實(shí)用新型]一種大氣顆粒傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520906543.X
• 申請(qǐng)日: 2015-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205120528U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大偉;陳添;劉保獻(xiàn);王莉華;安欣欣;姜南
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01N15/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N15/00;G01N15/06;G01N21/01;G01N21/47
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于大氣測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種大氣顆粒傳感器。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外測(cè)定大氣顆粒物質(zhì)量濃度的方法主要是離線的濾膜稱(chēng)重法，以及在線的β射線法與微振蕩天平法等。濾膜稱(chēng)重法是目前國(guó)際公認(rèn)的大氣顆粒物質(zhì)量濃度檢測(cè)基準(zhǔn)方法，其缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、時(shí)效性差。β射線法與微振蕩天平法可實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)，缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本高、設(shè)備體積大，不適用于室外流動(dòng)測(cè)量及密集布點(diǎn)。基于米氏散射理論的光散射顆粒物傳感器由于成本低、功耗低、小型化、維護(hù)量少等優(yōu)勢(shì)，近來(lái)受到人們的青睞。

目前市場(chǎng)上基于米氏散射理論的顆粒傳感器主要分為工業(yè)測(cè)量與室內(nèi)民用測(cè)量。工業(yè)測(cè)量?jī)x器目前普遍結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要定期維護(hù)，并且雖然其價(jià)格相比β射線法與微振蕩天平法有較大降低，但其成本仍然很高，且PM2.5和PM10的測(cè)量需要使用不同的顆粒切割器。大部分室內(nèi)民用測(cè)量用于室內(nèi)，不區(qū)分粒徑，通過(guò)人工校正得到PM2.5和PM10數(shù)據(jù)，測(cè)量精度較低。

2014年2月，夏普開(kāi)始發(fā)售基于光散射技術(shù)的低成本PM2.5檢測(cè)模塊DN7C3JA001。這款檢測(cè)模塊具有檢測(cè)PM2.5以及更大的顆粒物的功能，并且具有同類(lèi)檢測(cè)器中最短的檢測(cè)時(shí)間。DN7C3JA001模塊將分流器與利用LED的高精度傳感器結(jié)合并小型化，可以使儀器基本實(shí)現(xiàn)免維護(hù)，并且成本較低。但是，其內(nèi)部設(shè)置了分流器，目前只能測(cè)量PM2.5，且精度較低，不適用于對(duì)精度有一定要求的工業(yè)級(jí)應(yīng)用。

美國(guó)Dylos開(kāi)發(fā)了一款新型大氣顆粒物傳感器，其原理是設(shè)計(jì)合理的檢測(cè)區(qū)域，使顆粒物以極高的概率逐一通過(guò)激光檢測(cè)區(qū)域。根據(jù)米氏散射理論，越大的顆粒散射光越強(qiáng)，因此可以通過(guò)光電傳感器輸出的大小來(lái)判斷顆粒的大小。由于無(wú)需分流器或者顆粒切割器，所以可以進(jìn)一步降低設(shè)備成本和維護(hù)成本。但是，該設(shè)備基于室內(nèi)測(cè)量設(shè)計(jì)，無(wú)法滿足室外需要，其精度與最高量程也無(wú)法滿足工業(yè)級(jí)應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種大氣顆粒傳感器，能提高大氣顆粒物的檢測(cè)精度與準(zhǔn)確性。

(二)技術(shù)方案

本實(shí)用新型提供一種大氣顆粒傳感器，包括光室、激光發(fā)射器及光檢測(cè)器，其中：

光室為一四周封閉的腔室，其內(nèi)容納有大氣顆粒物；

激光發(fā)射器設(shè)在光室內(nèi)第一側(cè)壁的中部，用于向與第一側(cè)壁相對(duì)的第二側(cè)壁發(fā)射激光束，其中，激光束照射在大氣顆粒物時(shí)產(chǎn)生散色光；

光檢測(cè)器設(shè)在光室內(nèi)第三側(cè)壁的中部，用于檢測(cè)散色光以產(chǎn)生電信號(hào)，其中，第三側(cè)壁與第一側(cè)壁和第二側(cè)壁相鄰；

還包括一反射裝置，其設(shè)在所述光室內(nèi)第四側(cè)壁的中部，用于將部分散色光反射至光檢測(cè)器，其中，所述第四側(cè)壁與第三側(cè)壁相對(duì)。

(三)有益效果

本實(shí)用新型提供的大氣顆粒傳感器，與現(xiàn)有光散射傳感器相比，其最大改進(jìn)是在光室與光檢測(cè)器相對(duì)的一側(cè)設(shè)置反射裝置，將部分原來(lái)無(wú)法到達(dá)光檢測(cè)器的散射光經(jīng)過(guò)反射后，到達(dá)光檢測(cè)器，使得光檢測(cè)器檢測(cè)到的光信號(hào)成倍增加，可檢測(cè)到粒徑更小的顆粒物，同時(shí)保證光信號(hào)的穩(wěn)定性，提高檢測(cè)精度與準(zhǔn)確性，滿足工業(yè)級(jí)應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大氣顆粒傳感器的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供一種大氣顆粒傳感器，包括光室、激光發(fā)射器、光檢測(cè)器及反射裝置，光室內(nèi)容納有大氣顆粒物，激光發(fā)射器發(fā)射激光束，照射在大氣顆粒物時(shí)產(chǎn)生散色光；光檢測(cè)器用于檢測(cè)散色光以產(chǎn)生電信號(hào)，反射裝置用于將部分散色光反射至光檢測(cè)器。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，將部分原來(lái)無(wú)法到達(dá)光檢測(cè)器的散射光經(jīng)過(guò)反射后，到達(dá)光檢測(cè)器，使得光檢測(cè)器檢測(cè)到的光信號(hào)成倍增加，可檢測(cè)到粒徑更小的顆粒物，同時(shí)保證光信號(hào)的穩(wěn)定性，提高檢測(cè)精度與準(zhǔn)確性，滿足工業(yè)級(jí)應(yīng)用。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，光室為一四周封閉的腔室，其內(nèi)容納有大氣顆粒物；激光發(fā)射器設(shè)在光室內(nèi)第一側(cè)壁的中部，用于向與第一側(cè)壁相對(duì)的第二側(cè)壁發(fā)射激光束，其中，激光束照射在大氣顆粒物時(shí)產(chǎn)生散色光；光檢測(cè)器設(shè)在光室內(nèi)第三側(cè)壁的中部，用于檢測(cè)散色光以產(chǎn)生電信號(hào)，其中，第三側(cè)壁與第一側(cè)壁和第二側(cè)壁相鄰；反射裝置設(shè)在所述光室內(nèi)第四側(cè)壁的中部，用于將部分散色光反射至光檢測(cè)器，其中，第四側(cè)壁與第三側(cè)壁相對(duì)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，上述反射裝置可以是各種材質(zhì)的反射鏡。

根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，光檢測(cè)器為光電二極管。