[實用新型]雙路顆粒物濃度檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720972098.6
• 申請日: 2017-08-06
• 公開（公告）號: CN207231960U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王紹棟;李貴東
• 申請（專利權(quán)）人: 上海先積集成電路有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種空氣凈化裝置內(nèi)的環(huán)境空氣顆粒物濃度檢測裝置。

背景技術(shù)

近年來，顆粒物(Particulate Matter)作為空氣中重要的污染物之一備受關(guān)注。顆粒物對人類危害極大，尤其是小粒徑顆粒物，能長時間飄浮于大氣中，難以沉降到地面，易進入人體呼吸道，并且粒徑越小，在人體呼吸道中的沉降位置越深，危害越大。新版《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》將環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑≤10μm的顆粒物稱為可吸入顆粒物PM10，將環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑≤2.5μm的顆粒物稱為細顆粒物PM2.5。PM10易沉積在上呼吸道，引發(fā)各種疾病；PM2.5能夠沉積在支氣管和肺部，并且更易吸附有毒害的物質(zhì)進入體內(nèi)，危害人體健康。因此，對環(huán)境空氣中顆粒物濃度的準(zhǔn)確測量顯得格外重要。基于光學(xué)原理的顆粒物濃度傳感器目前在國內(nèi)外被大量采用，由于其小型化、數(shù)據(jù)實時輸出和成本低等特點，被廣泛應(yīng)用于空氣凈化裝置等民用設(shè)備，例如家用空氣凈化裝置、車用空氣凈化裝置、具有空氣凈化功能的空調(diào)等。

光學(xué)顆粒物濃度傳感器的光發(fā)射單元、光接收單元、光路設(shè)計、信號采集方法以及轉(zhuǎn)換為顆粒物濃度輸出的數(shù)學(xué)模型各有不同，例如，光發(fā)射單元主要有紅外光和激光。光學(xué)顆粒物濃度傳感器的輸出算法和校準(zhǔn)方法亦有所不同，例如，使用一階模型進行歸一化統(tǒng)計算法、多點法歸一化高次補償統(tǒng)計算法等。此外，顆粒物濃度傳感器的量程各不相同，例如，顆粒物質(zhì)量濃度的輸出范圍至600μg/m³(微克每立方米)、1,000μg/m³等。另一方面，光學(xué)原理的顆粒物濃度傳感器長期使用后光發(fā)射單元(光源)的光強衰減、傳感器內(nèi)部積灰等因素所造成的光路特性變化、以及傳感器其他部件的特性改變，包括傳感器運行環(huán)境的溫濕度變化等因素，均將引起傳感器的輸出特性發(fā)生變化，由此導(dǎo)致傳感器輸出產(chǎn)生較大的誤差，或者說測量數(shù)據(jù)漂移嚴(yán)重。

根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)技術(shù)規(guī)定》及《空氣凈化器國家標(biāo)準(zhǔn)》等要求，空氣凈化裝置一般根據(jù)顆粒物濃度傳感器的輸出值，設(shè)置35μg/m³、75μg/m³、115μg/ m³、150μg/m³、250μg/m³等顆粒物質(zhì)量濃度閾值來控制裝置內(nèi)風(fēng)機運行的轉(zhuǎn)速或功率進行相應(yīng)的空氣調(diào)節(jié)，亦可能選取或調(diào)整其中的某些閾值進行應(yīng)用設(shè)計。實際上，環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)變差的城市環(huán)境空氣，更多是在幾十微克每立方米的輕度污染或至150μg/m³以下的中度污染。由此可以看到，空氣凈化裝置中的顆粒物濃度傳感器應(yīng)用，更為關(guān)心的是其低濃度輸出區(qū)域的測量準(zhǔn)確度。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單但可有效提高低濃度輸出區(qū)域測量精度的雙路顆粒物濃度檢測裝置，主要但不限于用于空氣凈化裝置。

所述雙路顆粒物濃度檢測裝置包括第一光學(xué)顆粒物濃度傳感器、第二光學(xué)顆粒物濃度傳感器和信號處理單元，其相互連接并實現(xiàn)信號通訊。

所述第一光學(xué)顆粒物濃度傳感器用于檢測空氣凈化裝置放置區(qū)域的環(huán)境空氣顆粒物濃度。該傳感器位于空氣凈化裝置中的非工作風(fēng)道區(qū)域或者位于空氣凈化裝置工作風(fēng)道中的進風(fēng)口之后過濾網(wǎng)之前，其上電工作后輸出第一電信號OUT1。所述第二光學(xué)顆粒物濃度傳感器用于校準(zhǔn)所述第一光學(xué)顆粒物濃度傳感器的輸出，其位于空氣凈化裝置工作風(fēng)道中的過濾網(wǎng)之后出風(fēng)口之前的區(qū)域，其上電工作后輸出第二電信號OUT2。

第一光學(xué)顆粒物濃度傳感器測量環(huán)境空氣輸出的第一電信號OUT1與其相應(yīng)測得的顆粒物濃度值對應(yīng)第一函數(shù)關(guān)系FUNC1，第二光學(xué)顆粒物濃度傳感器測量環(huán)境空氣輸出的第二電信號OUT2與其相應(yīng)測得的顆粒物濃度值對應(yīng)第二函數(shù)關(guān)系FUNC2。所述的第一和第二函數(shù)關(guān)系FUNC1和FUNC2可以是第一和第二光學(xué)顆粒物濃度傳感器分別測量實際環(huán)境空氣標(biāo)定的值，也可以是理論上的計算值，或者是這二者的組合。第二光學(xué)顆粒物濃度傳感器在測量顆粒物濃度為零值時輸出初始電信號OC0。該初始電信號OC0可以是第二光學(xué)顆粒物濃度傳感器實際測量環(huán)境空氣顆粒物濃度為零值時標(biāo)定的值，也可以是第二光學(xué)顆粒物濃度傳感器在其他環(huán)境空氣中測量標(biāo)定后推算的理論值。