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CN106872325A - 一种粉尘传感器 - Google Patents

一种粉尘传感器 Download PDF

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CN106872325A
CN106872325A CN201710221303.XA CN201710221303A CN106872325A CN 106872325 A CN106872325 A CN 106872325A CN 201710221303 A CN201710221303 A CN 201710221303A CN 106872325 A CN106872325 A CN 106872325A
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CN
China
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laser
dust sensor
sample detecting
light path
light
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Pending
Application number
CN201710221303.XA
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English (en)
Inventor
宋宇宁
鲁超纲
邓翠松
王淼
韦钟辉
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Beijing Green Scale Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Green Scale Technology Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
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Abstract

本发明实施例公开了一种粉尘传感器,包括:相对设置的上壳和下壳,上壳和下壳形成一容纳腔体;位于容纳腔体内的激光器、反光镜和采样检测腔,反光镜用于接收激光器发射的激光光束,并对其进行反射,形成反射光束,射入采样检测腔;位于采样检测腔下方的光敏元件,光敏元件用于根据反射光束经过采样检测腔后的光束检测空气中的粉尘数量或者浓度。由此可见,本发明实施例所提供的粉尘传感器,可以使得所述经所述反光镜反射后形成的反射光束与激光器发射的激光光束成一定夹角,从而在不改变所述粉尘传感器中各组成元件尺寸的情况下,减小所述激光器与所述采样检测腔之间的而距离,进而减小所述粉尘传感器的整体尺寸,扩大所述激光传感器的应用范围。

Description

一种粉尘传感器
本申请要求于2017年03月24日提交中国专利局、申请号为201710184279.7、发明名称为“一种粉尘传感器”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及传感器技术领域,尤其涉及一种粉尘传感器。
背景技术
pm2.5传感器,又称粉尘传感器或者灰尘传感器,用于检查空气中粉尘的浓度或者个数,其中,粉尘的浓度或个数用pm2.5值表示,具体的,粉尘的浓度或个数越大,pm2.5值越大;粉尘的浓度或个数越小,pm2.5值越小。
现有pm2.5传感器包括红外传感器和激光传感器两种,其中,激光传感器的精度高于红外传感器的精度,更具有发展前景。但是,目前激光传感器的长度较长,整体尺寸较大,限制了激光传感器的应用范围。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种粉尘传感器,以减小粉尘传感器的长度,从而减小所述粉尘传感器的整体尺寸,扩大激光传感器的使用范围。
为解决上述问题,本发明实施例提供了如下技术方案:
一种粉尘传感器,包括:
相对设置的上壳和下壳,所述上壳和下壳形成一容纳腔体;
位于所述容纳腔体内的激光器、反光镜和采样检测腔,其中,所述反光镜用于接收所述激光器发射的激光光束,并对其进行反射,形成反射光束,射入所述采样检测腔;
位于所述采样检测腔下方的光敏元件,所述光敏元件用于根据所述反射光束经过所述采样检测腔后的光束检测空气中的粉尘数量或者浓度。
可选的,所述容纳腔体内还设置有光路基座,所述光路基座上设置有激光器安装孔、反光镜安装孔、第一光路孔和第二光路孔;其中,所述激光器安装孔用于安装所述激光器,所述反光镜安装孔用于安装所述反光镜,所述第一光路孔用于传输所述激光器发射的激光光束,所述第二光路孔用于传输所述反光镜反射的反射光束。
可选的,所述光路基座包括平行于所述激光器发射的激光光束传输方向的第一支臂和平行于所述反射光束传输方向的第二支臂,所述第一支臂和所述第二支臂成预设角度。
可选的,所述预设角度大于或等于0度且小于180度。
可选的,所述预设角度为90度。
可选的,还包括:
位于所述光路基座的第一支臂和第二支臂形成的空间内的风扇,用于在所述采样检测腔和外界环境之间形成气流。
可选的,所述风扇为轴流风扇、侧流风扇或横流风扇。
可选的,还包括与所述光路基座固定连接的电路板,所述电路板用于为所述激光器、所述光敏元件和所述风扇提供驱动信号。
可选的,所述上壳和所述下壳为金属壳体。
可选的,所述上壳和所述下壳为非金属壳体,所述粉尘传感器还包括:位于上壳和所述下壳外表面的屏蔽罩。
与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
本发明实施例所提供的粉尘传感器,包括:相对设置的上壳和下壳,所述上壳和下壳形成一容纳腔体;位于所述容纳腔体内的激光器、反光镜和采样检测腔,其中,所述反光镜用于接收所述激光器发射的激光光束,并对其进行反射,形成反射光束,射入所述采样检测腔;位于所述采样检测腔下方的光敏元件,所述光敏元件用于根据所述反射光束经过所述采样检测腔后的光束检测空气中的粉尘数量或者浓度。由此可见,本发明实施例所提供的粉尘传感器,可以在所述激光器发射的激光光束射向所述反光镜时,可以改变所述激光光束的传输方向,使得所述经所述反光镜反射后形成的反射光束与所述激光光束成一定夹角,从而在不改变所述粉尘传感器中各组成元件尺寸的情况下,减小所述激光器与所述采样检测腔之间的距离,进而减小所述粉尘传感器的整体尺寸,扩大所述激光传感器的应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例所提供的粉尘传感器的结构爆炸示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示,本发明实施例提供了一种粉尘传感器,包括:
相对设置的上壳1和下壳2,所述上壳1和下壳2形成一容纳腔体;
位于所述容纳腔体内的激光器3、反光镜4和采样检测腔5,其中,所述反光镜4用于接收所述激光器3发射的激光光束,并对其进行反射,形成反射光束,射入所述采样检测腔5;
位于所述采样检测腔5下方的光敏元件6,所述光敏元件6用于根据所述反射光束经过所述采样检测腔5后的光束检测空气中的粉尘数量或者浓度。
具体工作时,所述激光器3发射的激光光束经所述反光镜4反射形成反射光束射向所述采样检测腔5后,该反射光束与所述采样检测腔5内的气流交互,所述光敏元件6用于在所述采样检测腔5内接收所述反射光束遇到气流中的颗粒物时,所产生的散射光束或透射光束,并根据所述散射光束或透射光束的强度、脉冲频率等,输出电信号,该电信号用于计算单位流量内的粉尘数量,以此确定空气中的粉尘浓度或个数。
由此可见,本发明实施例所提供的粉尘传感器通过反光镜4改变所述激光器3发射的激光光束的光路方向,不再一直沿直线传输,从而在所述粉尘传感器中各元件尺寸不变的情况下,减小所述粉尘传感器的长度,进而减小所述粉尘传感器的整体尺寸,扩大激光器传感器的应用范围。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述容纳腔体内还设置有光路基座7,所述光路基座7上设置有激光器安装孔71、反光镜安装孔72、第一光路孔(图中未示出)和第二光路孔(图中未示出),其中,所述激光器安装孔71用于安装所述激光器3,所述反光镜安装孔72用于安装所述反光镜4,所述第一光路孔用于传输所述激光器3发射的激光光束,所述第二光路孔用于传输所述反光镜4反射的反射光束。具体工作时,所述激光器3安装在所述激光器安装孔71上,所述反光镜4安装在所述反光镜安装孔72上,所述激光器3发射的激光光束经所述第一光路孔射向所述反光镜4,经所述反光镜4反射,形成反射光束后,再经所述第二光路孔射向所述采样检测腔5。
具体的,在上述实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述激光器3包括激光二极管和聚焦透镜,相应的,所述光路基座7上的激光器安装孔71也包括激光二极管安装孔和聚焦透镜安装孔。但本发明对此并不做限定,具体视情况而定。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述光路基座7包括平行于所述激光器3发射的激光光束传输方向的第一支臂和平行于所述反射光束传输方向的第二支臂,所述第一支臂和所述第二支臂成预设角度,从而使得所述激光器3发射的激光光束的光路和所述反光镜4反射的反射光束不在一条直线上,以在不改变所述粉尘传感器中各组成元件尺寸的前提下,减小所述激光器3和所述采样检测腔5之间的直线距离,减小所述粉尘传感器的长度,进而减小所述粉尘传感器的整体尺寸。其中,所述预设角度大于或等于0度且小于180度。
可选的,在上述实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述预设角度为90度,但本发明对此并不做限定,具体视情况而定。
在上述实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述粉尘传感器还包括:位于所述光路基座7的第一支臂和第二支臂形成的空间内的风扇8,用于在所述采样检测腔5和外界环境之间形成气流,具体的,所述风扇8可以用于将外界环境中的空气推入所述采样检测腔5,或用于将所述采样检测腔5内的空气吸出至所述外界环境中,从而在所述采样检测腔5和外界环境之间形成空气流动。可选的,在本发明实施例中,所述风扇8可以为轴流风扇,也可以为侧流风扇,还可以为横流风扇等其他任意形式可以驱动空气流动的器件,本发明对此并不做限定,具体视情况而定。
在上述任一实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述粉尘传感器还包括:与所述光路基座7固定连接的电路板9,所述电路板9用于为所述激光器3、所述光敏元件6和所述风扇8等组成元件提供驱动信号。具体的,在本发明的一个实施例中,所述光敏元件6焊接在所述电路板9上,所述光路基座7通过一固定结构固定在所述电路板9上,所述风扇8焊接在所述电路板9上。
具体组装时,先将所述光敏元件6焊接在所述电路板9上,将所述光路基座7固定在所述电路板9上,将所述风扇焊接在所述电路板9上,然后,将所述光敏元件6、所述光路基座7、所述电路板9和所述风扇8组成的整体结构放入所述下壳2内,再盖上上壳1,完成所述粉尘传感器的组装。
在上述任一实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述上壳1和所述下壳2为金属壳体,在通过在所述电路板9的两侧设置金属壳体,对所述电路板的两侧进行屏蔽。
在本发明的另一个实施例中,所述上壳1和所述下壳2为非金属壳体,所述粉尘传感器还包括:位于上壳1和所述下壳2外表面的屏蔽罩,以利用所述屏蔽罩对所述电路板的两侧进行屏蔽。
在上述任一实施例的基础上,在本发明的一个实施例中,所述反光镜可以为平面镜,也可以为棱镜,本发明对此并不做限定,具体视情况而定。
此外,本发明实施例所提供的粉尘传感器还包括光陷阱,以利用所述光陷阱吸收所述反射光束穿过所述采样检测腔后的光束,避免所述反射光束穿过采样检测腔后在反射回所述采样检测腔,影响所述光敏元件的检测结果。
综上所示,本发明实施例所提供的粉尘传感器,所述反光镜与所述激光器发射的激光光束成一定夹角,从而在所述激光器发射的激光光束射向所述反光镜时,可以改变所述激光光束的传输方向,使得所述经所述反光镜反射后形成的反射光束与所述激光光束成一定夹角,从而在不改变所述粉尘传感器中各组成元件尺寸的情况下,减小所述激光器与所述采样检测腔之间的而距离,进而减小所述粉尘传感器的整体尺寸,扩大所述激光传感器的应用范围,不仅可以应用于各种传统的检测装置中,还可以应用于智能穿戴设备及其他体积要求更高的装置中。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述,每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处,各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种粉尘传感器,其特征在于,包括:
相对设置的上壳和下壳,所述上壳和下壳形成一容纳腔体;
位于所述容纳腔体内的激光器、反光镜和采样检测腔,其中,所述反光镜用于接收所述激光器发射的激光光束,并对其进行反射,形成反射光束,射入所述采样检测腔;
位于所述采样检测腔下方的光敏元件,所述光敏元件用于根据所述反射光束经过所述采样检测腔后的光束检测空气中的粉尘数量或者浓度。
2.根据权利要求1所述的粉尘传感器,其特征在于,所述容纳腔体内还设置有光路基座,所述光路基座上设置有激光器安装孔、反光镜安装孔、第一光路孔和第二光路孔;其中,所述激光器安装孔用于安装所述激光器,所述反光镜安装孔用于安装所述反光镜,所述第一光路孔用于传输所述激光器发射的激光光束,所述第二光路孔用于传输所述反光镜反射的反射光束。
3.根据权利要求2所述的粉尘传感器,其特征在于,所述光路基座包括平行于所述激光器发射的激光光束传输方向的第一支臂和平行于所述反射光束传输方向的第二支臂,所述第一支臂和所述第二支臂成预设角度。
4.根据权利要求3所述的粉尘传感器,其特征在于,所述预设角度大于或等于0°,且小于180°。
5.根据权利要求4所述的粉尘传感器,其特征在于,所述预设角度为90度。
6.根据权利要求4所述的粉尘传感器,其特征在于,还包括:
位于所述光路基座的第一支臂和第二支臂形成的空间内的风扇,用于在所述采样检测腔和外界环境之间形成气流。
7.根据权利要求6所述的粉尘传感器,其特征在于,所述风扇为轴流风扇、侧流风扇或横流风扇。
8.根据权利要求1-7任一项所述的粉尘传感器,其特征在于,还包括与所述光路基座固定连接的电路板,所述电路板用于为所述激光器、所述光敏元件和所述风扇提供驱动信号。
9.根据权利要求1所述的粉尘传感器,其特征在于,所述上壳和所述下壳为金属壳体。
10.根据权利要求1所述的粉尘传感器,其特征在于,所述上壳和所述下壳为非金属壳体,所述粉尘传感器还包括:位于上壳和所述下壳外表面的屏蔽罩。
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