一種測(cè)定空氣中顆粒物信息的檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)定空氣中顆粒物的數(shù)量或者顆粒物濃度的檢測(cè)裝置，尤其涉及一種檢測(cè)高濃度顆粒物的檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在生產(chǎn)生活的許多領(lǐng)域中，需要對(duì)顆粒物的濃度或數(shù)量等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，例如工廠煙道中排放的顆粒物的檢測(cè)；環(huán)境中大氣粉塵的檢測(cè)；礦下易燃易爆粉塵的檢測(cè)；以及商用或者家用的空氣凈化設(shè)備的顆粒物傳感器等。顆粒物的檢測(cè)方法主要有篩分、顯微鏡、沉降、電感應(yīng)、光散射法等，其中光散射法測(cè)試時(shí)間短，能夠連續(xù)測(cè)量，避免了受氣候變化、濕度變化等因素影響檢測(cè)效果的弊端，而且沒有如定期更換濾膜等較為繁瑣的維護(hù)工作，因此適用范圍廣，發(fā)展迅速，是目前比較好的顆粒物檢測(cè)方法。
[0003]光散射測(cè)定方法的基本原理是利用光線通過不均勻的介質(zhì)而偏離原來的傳播方向并散開到所有方向的現(xiàn)象(丁達(dá)爾現(xiàn)象)，然后通過檢測(cè)光強(qiáng)的變化來計(jì)算顆粒數(shù)或者通過光強(qiáng)來計(jì)算顆粒濃度。具體實(shí)施時(shí)，常見的結(jié)構(gòu)采用兩組相交的光路:照明光路和散射光檢測(cè)光路，測(cè)試區(qū)位于兩組光路的交點(diǎn)。沒有粉塵通過測(cè)試區(qū)時(shí)，光沿著照明光路前進(jìn)，不會(huì)進(jìn)入散射光檢測(cè)光路。當(dāng)粉塵經(jīng)過測(cè)試區(qū)時(shí)，破壞了測(cè)試區(qū)的光學(xué)均勻性，照明光路射出的光發(fā)生散射，部分進(jìn)入檢測(cè)光路，經(jīng)過光電管轉(zhuǎn)換后輸出變化的電壓信號(hào)，其電壓變化程度與顆粒物等效直徑相關(guān)。對(duì)于顆粒物計(jì)數(shù)的應(yīng)用，借助預(yù)先標(biāo)定的顆粒物等效直徑與輸出電壓的關(guān)系，就可以換算出流經(jīng)測(cè)試區(qū)的顆粒物大小，計(jì)數(shù)得到一段時(shí)間內(nèi)流經(jīng)測(cè)試區(qū)的顆粒數(shù)以及其等效直徑分布。對(duì)于測(cè)量顆粒物濃度的應(yīng)用，利用變化電壓的低頻信號(hào)來表征濃度，或者當(dāng)流經(jīng)測(cè)試區(qū)的不是單個(gè)粒子而是粒子群時(shí)，電壓變化程度與濃度有關(guān)，可以根據(jù)一定的換算關(guān)系，來計(jì)算顆粒物濃度。
[0004]空氣流量和空氣中顆粒物的濃度的乘積決定了單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)傳感器的顆粒數(shù)，也即光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)的頻率。假設(shè)空氣流量恒定，當(dāng)顆粒物濃度過小時(shí)，電信號(hào)頻率也很低；當(dāng)顆粒物濃度過高時(shí)，電信號(hào)的頻率隨之變得很高。而在實(shí)際應(yīng)用中，檢測(cè)電路只能對(duì)一定頻帶內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行有效的濾波放大和檢測(cè)，當(dāng)電信號(hào)的頻率過高或過低，超出電路的響應(yīng)頻帶時(shí)，會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0005]目前常見的光散射測(cè)定方法通常為基于紅外的，在基于紅外的顆粒濃度物檢測(cè)裝置中，通常需構(gòu)建一個(gè)由紅外發(fā)射源的發(fā)射區(qū)域和紅外接收元件的接收區(qū)域的重疊區(qū)域構(gòu)成檢測(cè)區(qū)。所述的檢測(cè)區(qū)近似于兩個(gè)同樣直徑的圓柱體的相交部分。且所述檢測(cè)區(qū)體積較大，當(dāng)同時(shí)有多個(gè)顆粒物粒子出現(xiàn)在被測(cè)區(qū)時(shí)，被紅外接收元件感知的光強(qiáng)度就較大。當(dāng)顆粒物濃度較高時(shí)，大量粒子同時(shí)出現(xiàn)在被測(cè)區(qū)，無法通過采集的信號(hào)有效分辨出顆粒物的數(shù)量。因此，常用的基于紅外的顆粒物濃度檢測(cè)裝置只適合工作在一定的顆粒物濃度范圍內(nèi)，不適合顆粒物濃度較高的情況。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種測(cè)定空氣中顆粒物信息的檢測(cè)裝置，包括氣流通道、檢測(cè)單元和控制單元；所述檢測(cè)裝置外的空氣進(jìn)入所述氣流通道，所述檢測(cè)單元設(shè)置在所述氣流通道上并將所述空氣中顆粒物的相關(guān)信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，控制單元根據(jù)檢測(cè)單元輸出的電信號(hào)計(jì)算空氣中顆粒物的濃度信息；其特征在于:所述檢測(cè)裝置還包括遮擋部件，用于減小檢測(cè)區(qū)域的體積。
[0007]優(yōu)選地，所述檢測(cè)單元為由發(fā)光部件和受光部件組成的光學(xué)檢測(cè)單元；所述遮擋部件設(shè)置于所述受光部件和所述發(fā)光部件中至少其中之一的前側(cè)；所述檢測(cè)區(qū)域?yàn)樗鍪芄獠考墓饨邮諈^(qū)域和所述發(fā)光部件的光發(fā)射區(qū)域的重疊區(qū)域。
[0008]優(yōu)選地，所述遮擋部件包括固定部件和條形遮擋部件；所述固定部件為環(huán)形固定部件，能夠固定條形遮擋部件；所述條形遮擋部件能夠獲取一個(gè)扁平的光接收區(qū)域和/或者光發(fā)射區(qū)域。
[0009]優(yōu)選地，通過所述條形遮擋部件，所述檢測(cè)裝置能夠獲取固定寬度的光接收區(qū)域和/或光發(fā)射區(qū)域。
[0010]優(yōu)選地，所述遮擋部件的條形遮擋部件生成的條形間隙的寬度能夠調(diào)節(jié)；所述遮擋部件與所述控制單元相連，所述控制單元能夠獲取所述遮擋部件的條形遮擋部件生成的條形間隙的寬度。
[0011]優(yōu)選地，所述控制單元根據(jù)所述條形間隙的寬度計(jì)算所述檢測(cè)區(qū)域的體積，并根據(jù)所述檢測(cè)區(qū)域的體積與所述檢測(cè)單元輸出的電信號(hào)計(jì)算空氣中顆粒物的濃度信息。
[0012]優(yōu)選地，所述控制單元根據(jù)所述電信號(hào)的狀態(tài)信息確定是否調(diào)整所述條形間隙的寬度值，如果控制單元判斷電信號(hào)的狀態(tài)信息超出正常范圍，則控制調(diào)整所述條形間隙的寬度的大小。
[0013]優(yōu)選地，如果控制單元判斷電信號(hào)的狀態(tài)信息對(duì)應(yīng)于過大的顆粒物濃度，則將所述條形間隙的寬度調(diào)??；如果控制單元判斷電信號(hào)的狀態(tài)信息對(duì)應(yīng)于過小的顆粒物濃度，則將所述條形間隙的寬度調(diào)大。
[0014]本實(shí)用新型涉及的顆粒物檢測(cè)裝置，在受光單元前設(shè)置遮擋部件，使得光接收區(qū)域由原來的圓柱體變?yōu)楸馄降慕邮軈^(qū)域，從而使光接收區(qū)域與光發(fā)射區(qū)域的重疊區(qū)域(即檢測(cè)區(qū)域)體積變小。所以當(dāng)空氣中顆粒物濃度過高時(shí)，在不減少單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)檢測(cè)區(qū)域的氣體體積的基礎(chǔ)上，上述構(gòu)建的檢測(cè)區(qū)域能夠縮短粒子通過該區(qū)域的時(shí)間，降低大量粒子同時(shí)出現(xiàn)在該區(qū)域的概率，從而更好地檢測(cè)高濃度條件下的粉塵濃度。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例涉及的顆粒物檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為顆粒物檢測(cè)裝置不設(shè)置遮擋部件時(shí)檢測(cè)區(qū)域的示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例涉及的顆粒物檢測(cè)裝置中設(shè)置遮擋部件時(shí)接收區(qū)域的示意圖；
[0018]圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例涉及的顆粒物監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面根據(jù)附圖所示實(shí)施方式闡述本實(shí)用新型。此次公開的實(shí)施方式可以認(rèn)為在所有方面均為例示，不具限制性。本實(shí)用新型的范圍不受以下實(shí)施方式的說明所限，僅由權(quán)利要求書的范圍所示，而且包括與權(quán)利要求范圍具有同樣意思及權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變形。
[0020]以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】說明本實(shí)用新型的顆粒物檢測(cè)裝置。
[0021]本實(shí)施方式的顆粒物檢測(cè)裝置包括氣流通道、遮擋部件、發(fā)光單元、受光單元和控制單元。所述檢測(cè)裝置外的空氣進(jìn)入氣流通道，所述發(fā)光單元和受光單元設(shè)置于所述氣流通道內(nèi)并將所述空氣中顆粒物的相關(guān)信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述控制單元根據(jù)所述電信號(hào)計(jì)算空氣中顆粒物的濃度信息。所述遮擋部件位于受光單元或者發(fā)光單元至少其中之一的前端，用于構(gòu)建一個(gè)扁平的檢測(cè)區(qū)域。
[0022]實(shí)施例1
[0023]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施方式涉及的顆粒物檢測(cè)裝置的原理示意圖。本實(shí)施方式的顆粒物檢測(cè)裝置包括氣流通道1、遮擋部件2、發(fā)光單元3、受光單元4和控制單元5。氣流通道I設(shè)置在裝置內(nèi)的暗室中，避免受外界光的影響。發(fā)光單元3和受光單元4設(shè)置于氣流通道I的側(cè)方，發(fā)光單元3向氣流通道I照射光，受光單元4設(shè)置在能夠接收到散射光的位置。受光單元4為光電轉(zhuǎn)換裝置，將接收到的散射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由控制單元5對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理，獲取空氣中顆粒物濃度或者數(shù)量等參數(shù)，并輸出獲取的結(jié)果。所述遮擋部件2固定的設(shè)置于受光單元4的前端，能夠構(gòu)建一個(gè)扁平的檢測(cè)區(qū)域6。
[0024]圖2為不設(shè)置遮擋部件時(shí)檢測(cè)區(qū)域示意圖。如圖2所示，所述發(fā)光單元3發(fā)射紅外光后的發(fā)射區(qū)