雷射傳感器及應用此雷射傳感器的塵埃粒子計數器的製作方法
2023-05-31 03:32:06 1
專利名稱：雷射傳感器及應用此雷射傳感器的塵埃粒子計數器的製作方法
技術領域：
本發明涉及大顆粒塵埃顆粒檢測裝置，具體涉及一種雷射傳感器及應用此雷射傳感器的塵埃粒子計數器。
背景技術：
當前，塵埃粒子計數器的應用已遍及製藥、電子、醫療衛生、光學及表面噴塗等多種領域，通過塵埃粒子計數器可以檢測某一環境區內的大顆粒塵埃數量。其中，雷射傳感器是塵埃粒子計數器中的一個重要元件，用以檢測塵埃顆粒的大小和數量。現有技術中的雷射傳感器均為檢測直徑為0. 3-10 μ m的顆粒，當顆粒直徑超過 10 μ m時，會存在如下情況由於顆粒的自重相對較大，會導致顆粒沉降在光學腔體內不能被檢測出；當顆粒通過光敏感區時因體積相對較大，使得散射光脈衝寬度過大，易被錯認為是多個顆粒；因散射光幅度相對較大，易被截止而導致計數錯誤；因大顆粒靜電吸附力或表面附著力相對較強，易被吸附到管道或腔體內。如上述情況，當空氣中的顆粒直徑超過10 μ m時，雷射傳感器便不能準確而全面的對空氣中的塵埃粒子進行檢測。
發明內容
為解決上述技術問題，我們提出了一種雷射傳感器及應用此雷射傳感器的塵埃粒子計數器，以實現能夠對空氣中直徑超過10 μ m的塵埃顆粒進行準確而全面的檢測。為達到上述目的，本發明的技術方案如下一種雷射傳感器，包括用於作為雷射光源的半導體雷射器，在所述雷射光源的照射方向上設置有一狹縫光欄，通過所述狹縫光欄使所述雷射光源形成一光敏區；在所述光敏區的垂直方向上設置有光電接收器；在所述光敏區的垂直方向上還設置有進氣嘴，和對稱於所述光敏區的出氣嘴；所述進氣嘴包括用於輸送採樣氣體的內部採樣管，和置於所述內部採樣管外側、用於提供保護氣體的外部保護管。優選的，所述狹縫光欄沿所述雷射光源的照射處還設置有柱形光欄。優選的，在所述柱形光欄沿所述雷射光源的照射處還設置有消光裝置。優選的，所述消光裝置為具有牛角形的消光腔體。優選的，所述保護氣體為潔淨空氣。優選的，所述進氣嘴和出氣嘴為具有水平過度的扁平氣嘴。一種塵埃粒子計數器，包括權利要求1-5所述的雷射傳感器，還包括與所述雷射傳感器相連接的過濾裝置和光電轉換裝置，以及與所述光電轉換裝置相連接的信號處理裝置。優選的，還包括用於顯示檢測結果的顯示裝置。
優選的，所述過濾裝置包括高效過濾器。通過上述技術方案，本發明採用狹縫光欄使雷射光源形成窄扁形光敏區，使得塵埃粒子中大顆粒的散射光信號變窄，容易被光電接收器分辨，提高了檢測大顆粒塵埃粒子的準確度，同時，進氣嘴設置為雙層結構，使採樣氣體的外層被潔淨空氣所包圍，是採樣氣體中的大顆粒不會沉降，也不會被吸附，進一步提高了檢測大顆粒塵埃粒子的準確度。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例所公開的一種雷射傳感器的結構示意圖；圖2為本發明實施例所公開的塵埃粒子計數器的連接示意圖。
具體實施例方式本發明提供了一種雷射傳感器及應用此雷射傳感器的塵埃粒子計數器，以實現能夠準確地檢測空氣中直徑超過10 μ m的大顆粒塵埃粒子。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。參見圖1，為本發明實施例所提供的一種雷射傳感器的結構示意圖。包括一半導體雷射器11，用於作為雷射光源。在雷射光源的照射方向上設置有狹縫光欄12，使所述雷射光源的光斑變為窄扁形，形成窄扁形的光敏區18，當大顆粒塵埃粒子的散射光信號進入所述光敏區18時，散射光信號變窄，從而所述散射光信號可以被光電接收器17分辨。在狹縫光欄12沿雷射光源的照射處，設置有柱形光欄13，在光電接收器17接收光信號之前，通過柱形光欄13對光路部分進行消光處理，柱形光欄13大致呈喇叭狀，前端具有較小的角度，既可以防止雜散光的產生，有可以消除光路上的雜散光，從而可降低光噪聲，提高信噪比。柱形光欄13沿雷射光欄照射處還設置有牛角形消光腔體14，所述雷射光束經過光敏區後直接進入牛角形消光腔體14，並被其吸收掉。在光敏區的垂直方向上，分別設置有進氣嘴15和出氣嘴16，兩氣嘴15和16對襯於光敏區分布，並具有水平過度的扁平形狀，該形狀可減少氣流在光敏區的擴散，從而減少粒子出現在弱光區的概率，可提高光傳感器的粒子解析度。其中，進氣嘴15包括用於輸送採樣氣體的內部採樣管151，和置於所述內部採樣管151外側、用於提供保護氣體的外部保護管152。當採樣空氣在內部流動時，外部有保護氣體使採樣氣體沿固定的軌道流動，可防止大塵埃顆粒不會沉降，也不會被吸附，進一步提高了檢測的準確率。所述保護氣體可以為潔淨氣體，也可以為其他能夠作為保護層的氣體。本發明還提供了一種應用此雷射傳感器的塵埃粒子計數器。參見圖2所示的連接示意圖，包括雷射傳感器21、光電轉換裝置22、信號處理裝置23和顯示裝置M。雷射傳感器21的進氣嘴和出氣嘴處分別連接有高效過濾器25，並通過真空泵體沈相連，在高效過濾器25和真空泵體沈之間設置有氣體流量調節閥27，用於控制內部氣體的流量。當所述採樣空氣經過雷射傳感器21時，可通過雷射傳感器21獲得散射光脈衝信號，然後光電轉換裝置22將所述散射光脈衝信號轉換為數位訊號，再由信號處理裝置23將所述數位訊號進行處理並記錄，最後通過顯示裝置M進行顯示。具體的，所述光電轉換裝置22可採用寬幅反應的數模處理電路，所述信號處理裝置23可設計為高速記錄電路，所述顯示裝置M可以是顯示屏，所述各個裝置不限於其它結構，本發明不做限定。本發明實施例提供了一種雷射傳感器和一種應用此雷射傳感器的塵埃粒子計數器。本發明通過狹縫光欄使雷射光源形成窄扁形光敏區，使得塵埃粒子中大顆粒的散射光信號變窄，容易被光電接收器分辨，提高了檢測大顆粒塵埃粒子的準確度，同時，進氣嘴設置為雙層結構，使採樣氣體的外層被潔淨空氣所包圍，是採樣氣體中的大顆粒不會沉降，也不會被吸附，進一步提高了檢測大顆粒塵埃粒子的準確度。通過本發明可以實現準確地檢測空氣中直徑超過10 μ m的大顆粒塵埃粒子。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種雷射傳感器，其特徵在於，包括用於作為雷射光源的半導體雷射器，在所述雷射光源的照射方向上設置有一狹縫光欄，通過所述狹縫光欄使所述雷射光源形成光敏區； 在所述光敏區的垂直方向上設置有光電接收器；在所述光敏區的垂直方向上還設置有進氣嘴，和對稱於所述光敏區的出氣嘴；所述進氣嘴包括用於輸送採樣氣體的內部採樣管，和置於所述內部採樣管外側、用於提供保護氣體的外部保護管。
2.根據權利要求1所述的雷射傳感器，其特徵在於，所述狹縫光欄沿所述雷射光源的照射處還設置有柱形光欄。
3.根據權利要求1所述的雷射傳感器，其特徵在於，在所述柱形光欄沿所述雷射光源的照射處還設置有消光裝置。
4.根據權利要求3所述的雷射傳感器，其特徵在於，所述消光裝置為具有牛角形的消光腔體。
5.根據權利要求1所述的雷射傳感器，其特徵在於，所述保護氣體為潔淨空氣。
6.根據權利要求1所述的雷射傳感器，其特徵在於，所述進氣嘴和出氣嘴為具有水平過度的扁平氣嘴。
7.一種塵埃粒子計數器，其特徵在於，包括權利要求1-5所述的雷射傳感器，還包括與所述雷射傳感器相連接的過濾裝置和光電轉換裝置，以及與所述光電轉換裝置相連接的信號處理裝置。
8.根據權利要求6所述的塵埃粒子計數器，其特徵在於，還包括用於顯示檢測結果的顯示裝置。
9.根據權利要求6所述的塵埃粒子計數器，其特徵在於，所述過濾裝置包括高效過濾器
全文摘要
本發明公開了一種雷射傳感器及應用此雷射傳感器的塵埃粒子計數器，所述雷射傳感器包括用於作為雷射光源的半導體雷射器，在所述雷射光源的照射方向上設置有一狹縫光欄，通過所述狹縫光欄使所述雷射光源形成光敏區；在所述光敏區的垂直方向上設置有光電接收器；在所述光敏區的垂直方向上還設置有進氣嘴，和對稱於所述光敏區的出氣嘴；所述進氣嘴包括用於輸送採樣氣體的內部採樣管，和置於所述內部採樣管外側、用於提供保護氣體的外部保護管。通過本發明可以實現準確地檢測空氣中直徑超過10μm的大顆粒塵埃粒子。
文檔編號G01N15/14GK102331395SQ20101022439
公開日2012年1月25日 申請日期2010年7月13日 優先權日2010年7月13日
發明者曾世清 申請人:蘇州工業園區鴻基潔淨科技有限公司