粒子計(jì)數(shù)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種粒子計(jì)數(shù)器,該粒子計(jì)數(shù)器用于探測(cè)和確定氣體中所含的粒子數(shù)量以及粒子大小,該粒子計(jì)數(shù)器通過對(duì)測(cè)定區(qū)域內(nèi)的氣體照射激光,并根據(jù)該測(cè)定區(qū)域內(nèi)存在的粒子所產(chǎn)生的散射光對(duì)粒子進(jìn)行計(jì)數(shù),該粒子計(jì)數(shù)器包括殼體、氣體通道、激光發(fā)射器和光感測(cè)器,該激光發(fā)射器產(chǎn)生激光光束,所述激光光束與所述氣體通道相互交叉形成測(cè)定區(qū)域。光感測(cè)器設(shè)置于所述測(cè)定區(qū)域的下面,氣體通道設(shè)置于所述前殼和所述后殼之間,所述氣體通道為自上而下的貫穿結(jié)構(gòu),待測(cè)氣體可直接從所述后殼的頂端進(jìn)入該粒子計(jì)數(shù)器內(nèi)。
【專利說明】粒子計(jì)數(shù)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)量氣體內(nèi)所含塵埃粒子數(shù)的測(cè)試儀器,尤其涉及一種通過氣體中塵埃粒子散射光進(jìn)行測(cè)量的粒子計(jì)數(shù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前塵埃粒子計(jì)數(shù)器的主要原理為,利用塵埃粒子在光束中產(chǎn)生的光散射現(xiàn)象,來測(cè)量塵埃粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度而推知粒子的尺寸和空氣中所含的塵埃粒子的濃度。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中,塵埃粒子計(jì)數(shù)器主要由照明系統(tǒng)、散射光收集系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換器、氣路系統(tǒng)等組成。其中,散射光收集系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)的軸線相交于光敏感中心點(diǎn),工作時(shí),氣路系統(tǒng)將被測(cè)空氣吸入粒子計(jì)數(shù)器中的光敏感區(qū),其中塵埃粒子在光束照射下產(chǎn)生與粒子尺寸成比例的散射信號(hào)。散射光信號(hào)被散射光收集系統(tǒng)接收后入射于光電轉(zhuǎn)換器上,光電轉(zhuǎn)換器輸出與散射光強(qiáng)度成正比的電信號(hào),后續(xù)信號(hào)處理系統(tǒng)根據(jù)此電信號(hào)的幅度給出粒子尺寸和空氣中塵埃粒子的濃度。
[0004]但是,由于塵埃粒子的散射光信號(hào)是極其微弱的,所以不允許雜光進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換器,否則測(cè)量結(jié)果將是不可信的。為了保證測(cè)量精度,所述粒子計(jì)數(shù)器的外殼往往設(shè)置的非常復(fù)雜。例如,氣路系統(tǒng)的入風(fēng)口設(shè)置在外殼的背面,可以使得待測(cè)氣體進(jìn)行九十度的偏轉(zhuǎn),以使得待測(cè)氣體攪拌更加均勻。但是入風(fēng)口設(shè)置在外殼背面的結(jié)構(gòu)不僅增加了粒子計(jì)數(shù)器外殼的復(fù)雜程度,而且使得外殼存在非常嚴(yán)重的漏光現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有的技術(shù)問題,本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便,不易漏光的粒子計(jì)數(shù)器。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種粒子計(jì)數(shù)器,該粒子計(jì)數(shù)器用于探測(cè)和確定氣體中所含的粒子數(shù)量以及粒子大小,該粒子計(jì)數(shù)器通過對(duì)測(cè)定區(qū)域內(nèi)的氣體照射激光,并根據(jù)該測(cè)定區(qū)域內(nèi)存在的粒子所產(chǎn)生的散射光對(duì)粒子進(jìn)行計(jì)數(shù)。該粒子計(jì)數(shù)器包括殼體、氣體通道、激光發(fā)射器和光感測(cè)器,所述殼體包括前殼和后殼,所述前殼和后殼相互扣合,所述后殼的頂端設(shè)置有入風(fēng)口,所述后殼的底端設(shè)置有出風(fēng)口,所述待測(cè)氣體由所述入風(fēng)口抽入該粒子計(jì)數(shù)器內(nèi);氣體通道設(shè)置于所述前殼和所述后殼之間,所述氣體通道與所述入風(fēng)口和所述出風(fēng)口連通;激光發(fā)射器設(shè)置于所述殼體內(nèi)部,該激光發(fā)射器產(chǎn)生激光光束,所述激光光束與所述氣體通道相互交叉形成測(cè)定區(qū)域;光感測(cè)器設(shè)置于所述測(cè)定區(qū)域的下面,所述光感測(cè)器直接收集所述測(cè)定區(qū)域內(nèi)氣體存在的粒子所產(chǎn)生的散射光;其中,所述氣體通道為自上而下的貫穿結(jié)構(gòu),待測(cè)氣體可直接從所述后殼的頂端進(jìn)入該粒子計(jì)數(shù)器內(nèi)。
[0007]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述氣體通道靠近入風(fēng)口的一端設(shè)置有第一擋光板,所述待測(cè)氣體由入風(fēng)口進(jìn)入并碰到所述第一擋光板。
[0008]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述氣體通道還具有第二擋光板,所述第二擋光板與所述第一光板相鄰,并與所述第一擋光板的末端形成漏斗形的第一噴嘴。
[0009]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述第二擋光板上還具有向下突出的第二噴嘴,所述第二噴嘴靠近所述測(cè)定區(qū)域。
[0010]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述后殼的底端還設(shè)置有負(fù)壓風(fēng)機(jī),所述負(fù)壓風(fēng)機(jī)抽動(dòng)所述氣體通道內(nèi)的待測(cè)氣體的流動(dòng)。
[0011]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述激光光束為聚焦光束,所述聚焦光束的聚焦點(diǎn)位于所述測(cè)定區(qū)域內(nèi)。
[0012]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述激光發(fā)射器還包括用于固定激光發(fā)射器的激光座和用于切割光束的擋片。
[0013]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述后殼內(nèi)與所述激光發(fā)射器相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有光吸收部。
[0014]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述的光吸收部為梯形結(jié)構(gòu),所述梯形結(jié)構(gòu)的尺寸沿所述激光光束前進(jìn)方向上從小變到大。
[0015]較佳的,在所述的粒子計(jì)數(shù)器中,所述的光感測(cè)器包括光電二極管。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比,所述氣體通道為自上而下的貫穿結(jié)構(gòu),從而使得待測(cè)氣體可直接從所述后殼的頂端進(jìn)入該粒子計(jì)數(shù)器內(nèi),并且所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光光束為水平方向的,因而水平方向前進(jìn)的激光光束不會(huì)從上下貫穿結(jié)構(gòu)的氣體通道內(nèi)產(chǎn)生漏光。另外,所述入風(fēng)口設(shè)置于所述后殼的頂端,從而使得所述后殼的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔,避免了所述后殼突出的入風(fēng)口結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019]圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施例前殼和后殼分離結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020]圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施例的側(cè)視剖面圖;
[0021]圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施例后殼上的氣體通道流通示意圖;
[0022]圖5為本發(fā)明一具體實(shí)施例氣體通道放大示意圖;
[0023]圖6為本發(fā)明一具體實(shí)施例粒子散射示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]為使對(duì)本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進(jìn)一步的了解,茲配合實(shí)施例詳細(xì)說明如下。
[0026]請(qǐng)結(jié)合圖1、圖2和圖3所示,其中圖1所示為本發(fā)明一具體實(shí)施例粒子計(jì)數(shù)器I的示意圖;圖2所示為本發(fā)明一具體實(shí)施例粒子計(jì)數(shù)器I的前殼20和后殼10分離示意圖;圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施例粒子計(jì)數(shù)器I的側(cè)面剖視圖。該粒子計(jì)數(shù)器I包括前殼20、后殼10、氣體通道30、激光發(fā)射器22和光感測(cè)器23,。所述前殼20和所述后殼10相互扣合,以在前殼和后殼之間形成密閉的氣體通道30,避免外界光線對(duì)內(nèi)部光感測(cè)器23的干擾。另夕卜,所述前殼20和所述后殼還可設(shè)置為兩層結(jié)構(gòu),進(jìn)一步增加兩者扣合的密閉性。
[0027]如圖2所示,該粒子計(jì)數(shù)器I后殼10的頂端設(shè)置有入風(fēng)口 11,該入風(fēng)口 11可使得外界空氣被抽入到粒子計(jì)數(shù)器內(nèi)。而在現(xiàn)有技術(shù)中,粒子計(jì)數(shù)器的入風(fēng)口一般都設(shè)置在后殼的背面,這樣就很容易使得粒子計(jì)數(shù)器由背面入風(fēng)口產(chǎn)生漏光現(xiàn)象。而本發(fā)明粒子計(jì)數(shù)器I的入風(fēng)口設(shè)置在后殼10的頂端,從而避免了粒子計(jì)數(shù)器I在入風(fēng)口 I的漏光現(xiàn)象。
[0028]另外,入風(fēng)口 I設(shè)置于后殼10的頂端,減小了粒子計(jì)數(shù)器I的結(jié)構(gòu)空間。減少了后殼10背部凸起,并且便于空氣的流通。也使得后殼10的制造工藝更加簡(jiǎn)潔,降低了后殼10的開模費(fèi)用,因而降低了粒子計(jì)數(shù)器I的生產(chǎn)制造成本。
[0029]該粒子計(jì)數(shù)器I后殼10的底端設(shè)置有出風(fēng)口 12。如圖3所示,所述后殼10的底端還設(shè)置有負(fù)壓風(fēng)機(jī)13,該負(fù)壓風(fēng)機(jī)13可通過出風(fēng)口 12將粒子計(jì)數(shù)器I內(nèi)的空氣抽出。從而使得該粒子計(jì)數(shù)器I內(nèi)空氣流動(dòng)(圖3中箭頭方向?yàn)榱W佑?jì)數(shù)器內(nèi)空氣流動(dòng)的方向)。
[0030]如圖2和圖3所示,所述前殼20上還設(shè)置有電路板21,該電路板21上設(shè)置有該粒子計(jì)數(shù)器所需的各種必需的電子元器件,例如,信號(hào)放大器件等。另外,該電路板21與后殼10上氣體通道30相對(duì)扣合,進(jìn)一步增加了氣體通道30的密閉性。所述激光發(fā)射器22和所述光感測(cè)器23設(shè)置于所述電路板21上。進(jìn)一步的,所述激光發(fā)射器22和所述光感測(cè)器23設(shè)置于所述電路板21與所述后殼10相對(duì)的背面。其中,所述激光發(fā)射器22還包括用于固定激光發(fā)射器的激光座和用于切割光束的擋片(圖中未畫出)。所述激光座用于將所述激光發(fā)射器22固定于所述電路板21上。所述擋片用于將所述激光發(fā)射器產(chǎn)生的激光光束進(jìn)行切割,從而使得激光光束更加精細(xì)準(zhǔn)確。較佳的,在本實(shí)施例中,所述激光光束為聚焦光束,所述聚焦光束的聚焦點(diǎn)位于所述測(cè)定區(qū)域內(nèi)。由于激光光束的聚焦點(diǎn)恰好處于光感測(cè)器23的上方,從而使得空氣樣本采集更加精確。其中,所述測(cè)定區(qū)域?yàn)樵摷す夤馐c所述氣體通道30相互交叉處。所述光感測(cè)器23位于所述測(cè)定區(qū)域的下面,較佳的,所述光感測(cè)器23為光電二極管。該光感測(cè)器23直接收集所述測(cè)定區(qū)域內(nèi)空氣中塵埃粒子所產(chǎn)生的散射光。
[0031]請(qǐng)結(jié)合圖6所示,圖6為本發(fā)明一具體實(shí)施例空氣粒子散射示意圖。該粒子計(jì)數(shù)器I的基本工作原理為,通過空氣中塵埃粒子在光照下產(chǎn)生的光散射現(xiàn)象,來測(cè)量塵埃粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度,進(jìn)而來推知粒子的大小和空氣中所含的塵埃粒子的數(shù)量。請(qǐng)結(jié)合圖3所示,首先,外界環(huán)境空氣由該粒子計(jì)數(shù)器I的入風(fēng)口 11被抽入粒子計(jì)數(shù)器I內(nèi)(圖3中箭頭方向?yàn)榭諝饬魍ǚ较?,該待測(cè)空氣經(jīng)過后殼10上的氣體通道30流動(dòng)到測(cè)定區(qū)域,所述激光發(fā)射器22產(chǎn)生激光光束24,激光光束24照射到測(cè)定區(qū)域上,從而使得測(cè)定區(qū)域內(nèi)空氣塵埃粒子25發(fā)生散射,設(shè)置于所述測(cè)定區(qū)域下方的光感測(cè)器23收集塵埃粒子散射的光線。其中,塵埃粒子25在激光光束照射下產(chǎn)生與粒子大小及數(shù)量成比例的散射光信號(hào)。后續(xù)該粒子計(jì)數(shù)器I根據(jù)光感測(cè)器23收集的散射光信號(hào)即可推算出空氣中塵埃粒子的大小以及空氣中所含塵埃粒子的數(shù)量。
[0032]為了更清楚的描述本發(fā)明中空氣在粒子計(jì)數(shù)器I內(nèi)流通,請(qǐng)結(jié)合圖3、圖4和圖5所示。圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施例后殼10上的氣體通道30的示意;圖5為本發(fā)明一具體實(shí)施例氣體通道30的局部放大示意圖。所述氣體通道30還包括第一擋光板31、第一噴嘴32、第二擋光板33、第二噴嘴34和第三擋光板35。其中,所述第一擋光板31、第二擋光板33和第三擋光板35均為在后殼10內(nèi)壁上注模成型。所述氣體通道30為自上而下的貫穿結(jié)構(gòu),外界空氣可直接從所述后殼10頂端的入風(fēng)口 11進(jìn)入該粒子計(jì)數(shù)器內(nèi)。通過第一擋光板31、第二擋光板33和第三擋光板35以及第一噴嘴32與第二噴嘴34的配合,可是使得氣體通道30內(nèi)的空氣攪拌更加均勻,避免粒子計(jì)數(shù)器的測(cè)量偏差。另外,通過第一擋光板
31、第二擋光板33和第三擋光板35的遮擋配合,可有效的避免外界光線對(duì)粒子計(jì)數(shù)器測(cè)量的光干擾,同時(shí)還能有效的避免了粒子計(jì)數(shù)器的漏光現(xiàn)象。
[0033]具體的,如圖5所示,第一擋光板31設(shè)置于所述氣體通道30靠近入風(fēng)口的11 一端,夕卜界空氣由入風(fēng)口 11進(jìn)入后與所述第一擋光板相碰撞,并且所述第一擋光板31的一端具有向上隆起部(如圖5中所示),使得進(jìn)入的空氣氣流回轉(zhuǎn)以進(jìn)行攪拌。同時(shí),第一遮光板31也很好的起到了防止激光外漏的作用。
[0034]沿氣流方向往下,所述第二擋光板33設(shè)置于所述第一擋光板31的下方,所述第二擋光板33與所述第一光板31相鄰,并與所述第一擋光板31的末端形成漏斗形的第一噴嘴
32。所述第二遮光板33再進(jìn)一步使得空氣氣流第二次回轉(zhuǎn)攪拌,使得空氣氣流更加均勻。避免測(cè)量波動(dòng)過大。所述第二擋光板33上還具有向下突出的第二噴嘴34,所述第二噴嘴34靠近所述測(cè)定區(qū)域。
[0035]請(qǐng)結(jié)合圖6所示,激光發(fā)射器22產(chǎn)生的激光光束24聚焦于所述測(cè)定區(qū)域,同時(shí)所述氣流通道30相互交叉,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣氣流的采樣測(cè)量。所述后殼10內(nèi)與所述激光發(fā)射器22相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有光吸收部36。該光吸收部36可將穿過測(cè)定區(qū)域的激光光束進(jìn)行吸收。避免激光光束被反射而對(duì)測(cè)量造成干擾。所述光吸收部36可通過第二噴嘴34與第三擋光板35圍成,并且在所述光吸收部36的入口設(shè)置一小凸塊37,以避免反射的激光從光吸收部36內(nèi)漏出。較佳的,所述的光吸收部36為梯形結(jié)構(gòu),所述梯形結(jié)構(gòu)的尺寸沿所述激光光束前進(jìn)方向上從小變到大。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比,所述氣體通道30為自上而下的貫穿結(jié)構(gòu),從而使得待測(cè)氣體可直接從所述后殼10的頂端進(jìn)入該粒子計(jì)數(shù)器I內(nèi),并且所述激光發(fā)射器22發(fā)出的激光光束24為水平方向的,因而水平方向前進(jìn)的激光光束不會(huì)從上下貫穿結(jié)構(gòu)的氣體通道30內(nèi)產(chǎn)生漏光。另外,所述入風(fēng)口 11設(shè)置于所述后殼10的頂端,從而使得所述后殼11的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔,減小了粒子計(jì)數(shù)器I的結(jié)構(gòu)空間。減少了后殼10背部凸起,使得后殼10的制造工藝更加簡(jiǎn)潔,降低了后殼10的開模費(fèi)用,因而降低了粒子計(jì)數(shù)器I的生產(chǎn)制造成本。
[0037]本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述,然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是,已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾,均屬本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種粒子計(jì)數(shù)器,用于探測(cè)和確定氣體中所含的粒子數(shù)量以及粒子大小,該粒子計(jì)數(shù)器通過對(duì)測(cè)定區(qū)域內(nèi)的氣體照射激光,并根據(jù)該測(cè)定區(qū)域內(nèi)存在的粒子所產(chǎn)生的散射光對(duì)粒子進(jìn)行計(jì)數(shù),其特征在于,該粒子計(jì)數(shù)器包括: 殼體,包括前殼和后殼,所述前殼和后殼相互扣合,所述后殼的頂端設(shè)置有入風(fēng)口,所述后殼的底端設(shè)置有出風(fēng)口,待測(cè)氣體由所述入風(fēng)口抽入該粒子計(jì)數(shù)器內(nèi); 氣體通道,設(shè)置于所述前殼和所述后殼之間,所述氣體通道與所述入風(fēng)口和所述出風(fēng)口連通; 激光發(fā)射器,設(shè)置于所述殼體內(nèi)部,該激光發(fā)射器產(chǎn)生激光光束,所述激光光束與所述氣體通道相互交叉形成測(cè)定區(qū)域; 光感測(cè)器,設(shè)置于所述測(cè)定區(qū)域的下面,所述光感測(cè)器直接收集所述測(cè)定區(qū)域內(nèi)氣體存在的粒子所產(chǎn)生的散射光; 其中,所述氣體通道為自上而下的貫穿結(jié)構(gòu),所述待測(cè)氣體可直接從所述后殼的頂端進(jìn)入該粒子計(jì)數(shù)器內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述氣體通道靠近入風(fēng)口的一端設(shè)置有第一擋光板,所述待測(cè)氣體由入風(fēng)口進(jìn)入并碰到所述第一擋光板。
3.如權(quán)利要求2所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述氣體通道還具有第二擋光板,所述第二擋光板與所述第一光板相鄰,并與所述第一擋光板的末端形成漏斗形的第一噴嘴。
4.如權(quán)利要求3所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述第二擋光板上還具有向下突出的第二噴嘴,所述第二噴嘴靠近所述測(cè)定區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述后殼的底端還設(shè)置有負(fù)壓風(fēng)機(jī),所述負(fù)壓風(fēng)機(jī)抽動(dòng)所述氣體通道內(nèi)的待測(cè)氣體的流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述激光光束為聚焦光束,所述聚焦光束的聚焦點(diǎn)位于所述測(cè)定區(qū)域內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述激光發(fā)射器還包括用于固定激光發(fā)射器的激光座和用于切割光束的擋片。
8.如權(quán)利要求1所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述后殼內(nèi)與所述激光發(fā)射器相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有光吸收部。
9.如權(quán)利要求8所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述的光吸收部為梯形結(jié)構(gòu),所述梯形結(jié)構(gòu)的尺寸沿所述激光光束前進(jìn)方向上從小變到大。
10.如權(quán)利要求1所述的粒子計(jì)數(shù)器,其特征在于,所述的光感測(cè)器包括光電二極管。
【文檔編號(hào)】G01N15/02GK104075967SQ201410339882
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】劉義剛 申請(qǐng)人:蘇州貝昂科技有限公司