一种粉尘传感器及空间粉尘的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种粉尘传感器及空间粉尘的检测方法，所述粉尘传感器包括壳体，与壳体贴合设置的电路板，设置在壳体内的红外灯、光电接收传感器，设于壳体底部的加热器，以及分别与所述红外灯、光电接收传感器贴近设置的凸透镜；所述壳体顶部设有出气口，所述壳体底部或中部设有进气口，所述红外灯、光电接收传感器、加热器分别连接至所述电路板。本发明专利技术的粉尘传感器不需要空气抽取机构，粉尘测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，所述粉尘传感器包括壳体，与壳体贴合设置的电路板，设置在壳体内的红外灯、光电接收传感器，设于壳体底部的加热器，以及分别与所述红外灯、光电接收传感器贴近设置的凸透镜；所述壳体顶部设有出气口，所述壳体底部或中部设有进气口，所述红外灯、光电接收传感器、加热器分别连接至所述电路板。本专利技术的粉尘传感器不需要空气抽取机构，粉尘测量精度高。【专利说明】
本专利技术涉及传感器及粉尘检测方法，尤其是粉尘传感器及空间粉尘的检测方法。
技术介绍
目前对于粉尘浓度的测量，主要有以下几种方式:一种采用粉尘采样器，利用滤膜计重法原理:抽取一定体积的含尘空气，粉尘被捕集在滤膜上，根据滤膜上增加的粉尘质量，再利用公式计算出单位体积空气中粉尘质量浓度。这种方式不仅不便于操作，而且不能连续测量。一种是直读式测尘仪，主要利用间接方法如光散射、β源吸收等原理，利用采样器进行标定，可即时显示测量出的粉尘浓度值来，但工作时间短，测量次数有限，测量精度不够，只能作为常规便携式测尘仪使用。 如专利号为“CN 201010294093.5”，为“一种粉尘浓度传感器”的中国专利公开了“了一种粉末浓度传感器，采样单元，将外界含尘空气抽入所述传感器内部，并经过光电转换单元；光电转换单元，提供一光源，照射经过的含尘空气，并产生散射光，将所述散射光转换为电压输出信号，并输出所述电压信号到信号放大单元；信号放大单元，与半导体光探测器相连，将接收到的信号进行处理放大并输出；处理单元，与信号放大单元连接，基于信号放大单元输出的电压信号、以及预存的电压信号与粉末浓度的比例关系计算粉末浓度”。该专利公开的粉尘浓度传感器结构合理，测量稳定性好，灵敏度精度高，易维护。但是需要通过空气抽取机构，抽取空气造成了空气流速过快，粉尘颗粒的采集难度增加，采集精度降低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种不需要空气抽取机构，粉尘测量精度高的粉尘传感器及空间粉尘的检测方法。 为了达到上述目的，采用如下技术方案: —种粉尘传感器，包括壳体，与壳体贴合设置的电路板，设置在壳体内的红外灯、光电接收传感器，设于壳体底部的加热器，以及分别与所述红外灯、光电接收传感器贴近设置的凸透镜；所述壳体顶部设有出气口，所述壳体底部或中部设有进气口，所述红外灯、光电接收传感器、加热器分别连接至所述电路板。 进一步地，所述传感器输出电流至电路板，所述电路板输出PWM信号，所述电路板设有IIC串口。 进一步地，所述红外灯和凸透镜设于一遮光壳体内，所述遮光壳体设有一开口，所述凸透镜设于所述开口。 一种空间粉尘的检测方法，包括以下步骤:加热粉尘传感器的壳体内的空气，令壳体中部或底部的进气口与顶部的排气口形成空气对流；开启红外灯，照射壳体内位于中部或底部的空气；开启光电接收传感器，接收红外灯照射空气中粉尘颗粒的漫反射光线，计算光电接收传感器接收的光强强度；根据光强强度与粉尘浓度的对应关系计算粉尘浓度；输出粉尘浓度值。 进一步地，所述输出的粉尘浓度值为PWM信号，其低脉冲时间与粉尘浓度的对应关系为 Ims = 0.7ug/m3。 进一步地，所述输出PWM信号的周期为4s，所述低脉冲的宽度为I?3000ms。 进一步地，所述输出PWM信号的低脉冲宽度对应粉尘浓度的平均值。 进一步地，所述输出PWM信号的低脉冲宽度对应粉尘浓度的瞬间值。 进一步地，所述输出粉尘浓度值通过IIC接口读取粉尘传感器的粉尘浓度。 进一步地，所述输出的PWM信号为粉尘传感器输出电流经过放大和校正后转为数字PWM信号脉冲。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于: 本专利技术通过设于底部的加热器加热空气，令空气在热空气上升、冷空气下降的原理下通过进气口和出气口形成对流从而带动空气中的粉尘移动，进而利用光线照射产生的漫反射判断出空气粉尘的浓度，避免了抽风机构抽取空气造成了空气流速过快，粉尘颗粒的采集难度增加，采集精度降低的问题。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术所述粉尘传感器的结构剖视图； 图2是本专利技术所述空间粉尘的检测方法的步骤流程图；图3是本专利技术所述PWM信号强度的周期信号图；图4是输出PWM信号占空比与粉尘浓度的关系图。 图示:I一壳体；11一出气口 ； 12—进气口 ； 2—红外灯；3—光电接收传感器；4一凸透镜；5—加热器；6—电路板。 【具体实施方式】 下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本专利技术，在本专利技术的示意性实施及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。 本实施的粉尘传感器包括壳体I和电路板2。壳体I直接与电路板固定连接，壳体I内设有一红外灯2、一光电接收传感器3、加热器5和凸透镜4。壳体I的顶部设有出气口11，其底部或中部设有进气口 12。进气口 12的位置优选为设置在加热器5的上方，空气从进气口进入后，刚好可以被加热器形成的均匀加热空间加热。红外灯2、光电接收传感器3、加热器5分别连接至电路板6，电路板控制红外灯2、光电接收传感器3、加热器5的开启和关闭时间。 本实施例的粉尘传感器的测量原理是: 根据光的色散原理，红外灯2发射出光线遇到粉尘产生反射光，高灵敏的光电接收传感器3检测到反射光的光强并输出信号。根据输出信号光强的大小判断粉尘的浓度。光电接收传感器3的输出电流与检测到的光强成相应的比例，光电接收传感器3输出电流经放大器放大后，再经处理器校正处理，最终输出数字PWM信号脉冲，或通过IIC串口输出粉尘浓度数值。其中，红外灯2优选为红外发光二极管。 在实际的工作中，红外灯2斜向照射位于中部或者底部的空气，光电接收传感器3也设置在壳体内部的上方位置，并且指向红外灯2发出的光线柱所照射的空气位置。为了更精确地获得空气中粉尘漫反射的光线，防止空气中的灰尘对光电接收传感器的干扰。将光电接收传感器和凸透镜之间的空间通过遮光壳体密封起来。遮光壳体设有一开口，凸透镜安装在该开口上，该开口指向红外灯2发出的光线柱所照射的空气位置。 本实施例的粉尘传感器适用于空气净化器、带净化功能的空调、新风系统及空气品质检测仪器的配套。 本实施例的粉尘传感器的空间粉尘的检测方法，包括以下步骤: SlO:加热粉尘传感器的壳体内的空气，令壳体中部或底部的进气口与顶部的排气口形成空气对流。 在相对密封的壳体内加热空气，空气由于热上升，冷下降的原理，向壳体上部的出气口排除。此时，壳体内的空气减少，与外部大气形成气压，外部的空气从壳体的中部或者底部受大气压强的作用进入到壳体内。进入壳体内的空气由于在加热器的作用下，向上运动并从出气口排出，形成壳体内部空气的对流。 S20:开启红外灯，照射壳体内位于中部或底部的空气。 在开启加热器后，就开启红外灯。红外灯的灯柱指向壳体内位于中部或底部的空气。优选指向进气口的空气。在空气中存在有粉尘，当红外光线照射在粉尘时，粉尘会反射光线。 S30:开启光电接收传感器，接收红外灯照射空气中粉尘颗粒的漫反射光线，计算光电接收传感器接收的光强强度。 粉尘反射光线通过凸透镜进入到光电接收传感器，光电接收传感器则可以计算出气接收的光强强度。粉尘反射越多，粉尘的浓度越大。 S40:根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉尘传感器，其特征在于，包括壳体，与壳体贴合设置的电路板，设置在壳体内的红外灯、光电接收传感器，设于壳体底部的加热器，以及分别与所述红外灯、光电接收传感器贴近设置的凸透镜；所述壳体顶部设有出气口，所述壳体底部或中部设有进气口，所述红外灯、光电接收传感器、加热器分别连接至所述电路板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江舫，唐金华，唐银华，
申请(专利权)人：江舫，唐金华，唐银华，
类型：发明
国别省市：广东;44