一种基于激光光源的粉尘检测传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于激光光源的粉尘检测传感器，包括传感器壳体，所述传感器壳体上设置电源、空气入口和空气出口，所述空气出口处安装风扇，所述传感器壳体内设置测量室、激光发射器，所述测量室设置开口，所述开口处设置光路通道，所述测量室内沿信号传递方向依次设置光电接收器、放大滤波电路和微处理器，所述微处理器上设置数据采集装置、数据处理装置、数据输出装置和存储装置。本实用新型专利技术的有益效果在于：空气出口设置风扇加速空气流动，使采样空气快速、流畅、稳定通过测量室，使得测量响应迅速，激光光路通道的设计使粉尘通过测量室时反射光强，从而获得清晰信号，增加测量数值精确度，准确的检测空气中的微小颗粒的浓度。

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及空气颗粒物检测领域，具体是一种基于激光光源的粉尘检测传感器。
技术介绍
空气是指包围在地球周围的气体，它维护着人类及生物的生存，但是，随着工业及交通运输业的不断发展，大量的有害物质被排放到空气中，改变了空气的正常组成，使空气质量变坏，大气颗粒物是一种重要的空气污染物，粉尘是评价大气颗粒物的重要指标之一，粉尘传感器能够测量空气中粉尘的浓度，用以指导人们做出相应保护措施。目前，市场上的粉尘传感器多数是基于红外led光源的粉尘传感器，在使用的时候存在一些问题:1、现有的红外led粉尘传感器由于led光源能量弱，经过颗粒物反射后采集的信号更弱，以至于超出信号采集部分的响应范围导致测量范围小，进而导致检测准确度差；2、现有的红外led粉尘传感器采样气流导入是使用加热电阻加热空气引起对流，这种导气方法引起的空气流动太慢，从而使得传感器响应速度慢，响应速度慢，测量精度低；3、现有的红外led粉尘传感器还存在数据一致性不好而且容易受外界电磁波的干扰，使用寿命也受限于激光的寿命，使用一定的时间后就会出现测量不准确的问题；4、现有的红外led粉尘传感器，长时间使用后会有积灰，影像测量的准确性。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本技术一种基于激光光源的粉尘检测传感器，特殊空气采样设计保证采样空气快速、流畅、稳定通过测量室，使得测量响应迅速，激光光路通道的设计使粉尘通过测量室时反射光强，从而获得清晰信号，使得测量数值更加精确，准确的检测空气中的微小颗粒的浓度。本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现:一种基于激光光源的粉尘检测传感器，包括传感器壳体，所述传感器壳体上设置空气入口和空气出口，所述空气出口处安装风扇，所述传感器壳体内设置电路板、测量室、激光发射器，所述电路板上设置电源，所述测量室分别与空气入口、空气出口连通，所述测量室设置开口，所述开口处设置光路通道，所述光路通道一端与测量室连接，另一端与激光发射器连接，所述测量室内沿信号传递方向依次设置光电接收器、放大滤波电路和微处理器，所述微处理器上设置数据采集装置、数据处理装置、数据输出装置和存储装置，所述风扇、光电接收器、激光发射器和微处理器均与电源电连接。所述激光发射器内设置内置透镜。所述数据输出装置为串口输出或PWM信号输出。所述数据输出装置上设置显示器。所述放大滤波电路上设置屏蔽罩，所述屏蔽罩上设置接地装置。所述传感器壳体上设置电镀。对比与现有技术，本技术有益效果在于:1、本技术测量室直接与空气入口、空气出口连通，空气出口设置风扇加速空气流动，特殊的空气采样设计，使采样空气快速、流畅、稳定通过测量室，使得测量响应迅速，激光光路通道的设计使粉尘通过测量室时反射光强，从而获得清晰信号，增加测量数值精确度，准确的检测空气中的微小颗粒的浓度；2、本技术激光发射器内设置内置透镜，对激光进行聚焦增强颗粒物反射时的信号强度，增加测量结果的准确度；3、本技术光电接收器能够感受激光的光强，当激光发射器功率下降引起激光光强下降时，微处理器对由衰减引起的光强下降做相应补偿，保证测量数据准确度，增加传感器的使用时间；4、本技术设置屏蔽罩和接地装置，屏蔽外界对放大电路的影响，解决激光器易受干扰问题，对恶劣环境抵抗性增强；5、本技术传感器外壳设置电镀，使外壳导电后接地屏蔽外界的电磁干扰；6、本技术数据输出装置上设置显示器，方便使用者观察检测结果。【附图说明】附图1是本技术的结构示意图；附图2是本技术数据监测的结构框图；附图3是本技术屏蔽罩的结构示意图。附图中所不标号:1、传感器壳体；11、空气入口 ；12、空气出口 ；2、电源；3、风扇；4、测量室；41、开口 ；5、激光发射器；6 ;光路通道；7、光电接收器；8、放大滤波电路；81、屏蔽罩；82、接地装置；91、数据采集装置；92、数据处理装置；93、数据输出装置。【具体实施方式】结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。一种基于激光光源的粉尘检测传感器，包括传感器壳体1，所述传感器壳体I上设置电源2、空气入口 11和空气出口 12，电源2为整个装置提供动力，空气由空气入口 11进入，再由空气出口 12离开传感器，形成一个空气米样通道。所述空气出口 12处安装风扇3，加速空气流动，保证采样空气快速、流畅的通过空气采样通道。所述传感器壳体I内设置电路板、测量室4、激光发射器5，所述电路板上设置电源2，所述测量室4分别与空气入口 11、空气出口 12连通，特殊空气采样设计使采样空气稳定通过测量室4，使得测量响应迅速。克服了传统红外led粉尘传感器采样空气流动慢从造成传感器对信号响应慢的缺点。所述测量室4设置开口 41，所述开口 41处设置光路通道6，所述光路通道6 —端与测量室4连接，另一端与激光发射器5连接，对激光进行聚光，使粉尘通过测量室4时反射光强，从而获得清晰信号，扩大测量范围，增加测量数值精确度，以便准确的检测空气中的微小颗粒的浓度，使测量结果的准确度和可信度大大提高，克服传统红外led粉尘传感器测量范围小，测量结果不准确的缺点。所述测量室4内沿信号传递方向依次设置光电接收器7、放大滤波电路8和微处理器，所述微处理器上设置数据采集装置91、数据处理装置92、数据输出装置93和存储装置，当检测到激光发射器5功率下降引起激光光强下降时，使用抗衰减算法对微处理器对由衰减引起的光强下降做相应补偿，保证测量数据准确度，能够增加传感器的使用时间。采集装置优选采用高速AD采集装置，微处理器对采集的AD信号进行分析，辨别颗粒物信号脉冲的个数和高度，对应颗粒物的数量和大小，经标准仪器校准后得到对应的质量密度数据，随后经数据输出装置93输出。所述风扇3、光电接收器7、激光发射器5和微处理器均与电源2电连接。测量过程为:出气口的风扇3向外吹，引导采样空气从进气口进入测量室4，粒子经过激光照射区域时发生散射，散射光信号经光电接收器7件接收转化为电信号，该信号经放大滤波电路8放大及滤波后被采集进微处理器，微处理器运行精密算法对该信号进行分析得出颗粒物的大小与个数，经校准后转化为颗粒物质量密度以数字输出。微处理器使用高速AD采集模块采集。微处理器对采集的AD信号进行分析，辨别颗粒物信号脉冲的个数和高度，对应颗粒物的数量和大小，经标准仪器校准后得到对应的质量密度数据，随后经数据输出装置93输出。为了增加测量结果的准确度，所述激光发射器5内设置内置透镜，对激光进行聚焦增强颗粒物反射时的信号强度，使用聚焦激光作为光源，使得光束经很微小的颗粒反射后的信号仍然能被检测到，这就大大拓宽了测量颗粒粒径的范围。进一步的，所述数据输出装置93为串口输出或PWM信号输出。串口输出的串口连接方便，拔插当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光光源的粉尘检测传感器，包括传感器壳体(1)，其特征在于：所述传感器壳体(1)上设置空气入口(11)和空气出口(12)，所述空气出口(12)处安装风扇(3)，所述传感器壳体(1)内设置电路板、测量室(4)、激光发射器(5)，所述电路板上设置电源(2)，所述测量室(4)分别与空气入口(31)、空气出口(12)连通，所述测量室(4)设置开口(41)，所述开口(41)处设置光路通道(6)，所述光路通道(6)一端与测量室(4)连接，另一端与激光发射器(5)连接，所述测量室(4)内沿信号传递方向依次设置光电接收器(7)、放大滤波电路(8)和微处理器，所述微处理器上设置数据采集装置(91)、数据处理装置(92)、数据输出装置(93)和存储装置，所述风扇(3)、光电接收器(7)、激光发射器(5)和微处理器均与电源(2)电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：司书春，刘善文，宋江山，刘一平，
申请(专利权)人：济南诺方电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37