[發明專利]一種激光粉塵傳感器及粉塵濃度采樣校零式測量方法

在審

• 申請號: 201711496220.8
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN108169089A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 黃健;雷開躍;李俊杰
• 申請（專利權）人: 湖北興業華德威安全信息技術股份有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N21/51
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

本發明涉及粉塵傳感器領域，特涉及一種激光粉塵傳感器及粉塵濃度采樣校零式測量方法。本發明在暗室結構件中采用激光散射原理檢測粉塵濃度，每秒采集一次粉塵濃度值，而每秒內分兩個時段采集，一是有激光照射的采集和無激光照射的采集，將無光照射采集的信號作為標零信號，視為無粉塵環境，然后每次將有光照射采集的信號與標零信號進行對比，從而實現了傳感器的實時校正。本發明可以確保長時間使用或者環境濕度、溫度等形成電路元件參數的變化，造成的測量值誤差得到及時校準，大大提高實時粉塵濃度值的測量準確度。

技術領域

本發明涉及粉塵傳感器領域，特涉及一種激光粉塵傳感器及粉塵濃度采樣校零式測量方法。

背景技術

一般的粉塵傳感器在檢測空氣中的懸浮顆粒物質量濃度的方法在原理上主要采用米氏(Mie)理論及其近似結論。以此為理論為基礎的光散射法，通用方式是用一束單色光照射在采樣空氣上，并通過空氣的流動的通道結構(例如細長的管道)令采樣空氣中的顆粒物近似單個通過光束，與此同時，將感光元件布置在與某個散射角度上(通常為180度或90度)收集散射光強。

但是環境濕度、溫度和電子元器件本身固有的一些差異，影響了傳感器的精度，需要進行校驗。中國發明專利《一種激光粉塵傳感器的粉塵濃度測量方法》(申請號：201510053394.1)公開了一種在常溫下進行標定的方法，中國發明專利《一種集成式電容-激光測量粉塵濃度的裝置》公開了通過電容層析成像裝置對傳感器環境進行互補而校驗，雖然以上兩種校驗方法能夠在一定程度上提高傳感器精度，但都存在需要增加額外電路或元器件，不能實施進行校正的不足。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種激光粉塵傳感器及粉塵濃度采樣校零式測量方法。本發明在暗室結構件中采用激光散射原理檢測粉塵濃度，每秒采集一次粉塵濃度值，而每秒內分兩個時段采集，一是有激光照射的采集和無激光照射的采集，將無光照射采集的信號作為標零信號，視為無粉塵環境，然后每次將有光照射采集的信號與標零信號進行對比，從而實現了傳感器的實時校正。本發明可以確保長時間使用或者環境濕度、溫度等形成電路元件參數的變化，造成的測量值誤差得到及時校準，大大提高實時粉塵濃度值的測量準確度。

本發明的技術方案是：一種激光粉塵濃度采樣校零式測量方法，其特征在于：在一段時間內分光開啟和光關閉兩個時段進行采集，包括以下步驟：

步驟一：在光開啟時段內，MCU單元控制激光發射二極管發光，MCU單元采集硅光二極管信號為實時環境粉塵濃度采集初值PM1；

步驟二：在光關閉時段內，MCU單元關閉激光發射二極管，MCU單元在關閉激光發射二極管采集的硅光二極管信號為標零值PM0；

步驟三：根據步驟二得出的無粉塵零值與步驟一的實時環境粉塵濃度采集初值做比較，矯正基準零值，得出實時環境粉塵濃度采集值PM＝PM1-PM0。

根據如上所述的激光粉塵濃度采樣校零式測量方法，其特征在于：所述的一段時間為1s中，其中光開啟時段為900ms，光關閉時段為100m。

根據如上所述的激光粉塵濃度采樣校零式測量方法，其特征在于：所述的一段時間為1s中，其中光開啟時段為800ms，光關閉時段為200ms。

根據如上所述的激光粉塵濃度采樣校零式測量方法，其特征在于：所述的一段時間為0.5s中，其中光開啟時段為400ms，光關閉時段為100ms。