[發明專利]一種激光粉塵傳感器及其自動補償方法

在審

• 申請號: 202110164314.5
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112903551A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 牛俊英;溫思杰;黃仔龍
• 申請（專利權）人: 順德職業技術學院
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 張綺麗

本發明涉及一種激光粉塵傳感器及其自動補償方法，傳感器包括外殼，設置在外殼內的激光發射器、激光接收器、以及灰塵檢測通道，其特征在于，所述激光接收器設置在灰塵檢測通道內，所述灰塵檢測通道上設置檢測缺口，所述檢測缺口外圍具有光陷阱區域，在所述光陷阱區域內設置光陷阱閥門，在光陷阱閥門關閉狀態時，所述光陷阱閥門用于將通過檢測缺口進入的激光反射回所述激光接收器上。與現有技術相比，本發明在傳感器內部增加積灰校準的硬件裝置及軟件補償算法，減少積灰對采樣精度的影響。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，更具體地說，是涉及一種激光粉塵傳感器及其自動補償方法。

背景技術

激光散射顆粒傳感器通過轉換光接收二極管的工作電壓參數獲取顆粒濃度。粉塵傳感器工作時需要暴露在空氣當中，且由于風扇作用將不斷有灰塵流過傳感器內部，長時間工作后，傳感器內部形成灰塵累積，導致測量誤差增大。目前通過在傳感器外部增加過濾裝置，將大顆粒的粉塵、毛發、棉絮等進行攔截過濾可以一定程度解決大顆粒積灰問題，微小的粉塵顆粒流入傳感器內部后，絕大部分的粉塵顆粒物會隨著傳感器的風道氣流排出，但仍有部分的粉塵顆粒會滯留在傳感器內部。長期運行不斷積累的粉塵并在空氣濕度的作用下，沉淀到傳感器內部，采樣精度依然易受影響，仍舊存在一定程度的測量誤差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種激光粉塵傳感器及其自動補償方法，通過補償彌補傳感器內部灰塵累積導致測量誤差增大，以克服現有技術之不足。

本發明解決其技術問題的技術方案是：一種激光粉塵傳感器，包括外殼，設置在外殼內的激光發射器、激光接收器、以及灰塵檢測通道，其特征在于，所述激光接收器設置在灰塵檢測通道內，所述灰塵檢測通道上設置檢測缺口，所述檢測缺口外圍具有光陷阱區域，在所述光陷阱區域內設置光陷阱閥門，在光陷阱閥門關閉狀態時，所述光陷阱閥門用于將通過檢測缺口進入的激光反射回所述激光接收器上。

所述外殼設置激光發射腔，所述灰塵檢測通道呈U形包圍所述激光發射腔，所述灰塵檢測通道的進口區、出口區截面積比中間區的大。

所述灰塵檢測通道的出口區設有吸風口，所述吸風口上設置風扇，所述灰塵檢測通道的進口區在所述外殼上設有負壓進風口。

所述檢測缺口位于灰塵檢測通道的U底部，所述光陷阱區域與灰塵檢測通道的U底部相鄰。

所述光陷阱區域包括第一光陷阱通道、第二光陷阱區，在第一光陷阱通道、第二光陷阱區之間設置擋板，所述光陷阱閥門安裝在第一光陷阱通道、第二光陷阱區的分隔處。

所述第一光陷阱通道與灰塵檢測通道的U底部的夾角在30゜—70゜范圍內。

上述激光粉塵傳感器的自動補償方法，包括以下步驟：

S1)出廠前，關閉光陷阱閥門，激光接收器記錄激光強度初始值，記錄為 U0(V)；

S2)在傳感器運行預設時間T1(h)后，關閉光陷阱閥門，激光接收器再次檢測激光強度值，記錄為U1(V)；若U0*0.95U1，執行S3)，進入激光功率校準模式；若U0*1.05U1，執行S5)，進入激光功率校準模式；若U0*0.95≤U1≤ U0*1.05，返回；

S3)關閉風扇，逐步加大激光發射器的驅動電流使激光發射器的光功率增加，激光接收器持續檢測激光強度值的變化直至激光強度值U0＝U1；

S4)鎖定U0＝U1時的激光驅動電流值，將其設置為激光發射器的光功率強度，光陷阱閥門，退出激光功率校準模式；

S5)關閉風扇，逐步減小激光發射器的驅動電流使激光發射器的光功率降低，激光接收器持續檢測激光強度值的變化直至激光強度值U0＝U1；

S6)鎖定U0＝U1時的激光驅動電流值，將其設置為激光發射器的光功率強度，光陷阱閥門，退出激光功率校準模式。