[发明专利]一种大流量颗粒物浓度检测传感系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境检测技术领域，尤其涉及一种大流量颗粒物浓度检测传感系统。

背景技术

随着人们对空气环境质量的重视，对大气检测类激光传感器的要求越来越高，出现了各式检测大气颗粒物的激光传感器，有风扇型、泵吸式型。目前技术方案的PM2.5、PM10颗粒物浓度检测传感器,流量普遍在2.83升/分钟以下,检测流量偏低。而更大流量颗粒物浓度检测传感器，通常是计算颗粒物个数然后按照一定的关系计算出颗粒物浓度,并且都十分注重颗粒物的计数效率，对激光光斑要求均匀,进气孔要求更小,对真空泵的真空度要求更高，并且由于气流速度增大，导致颗粒物速度过快，使电路系统不能完整地处理尘埃颗粒的信号。并且由于注重的是计数效率，要保证同一批产品的一致性，在产品装调更加繁琐，对产品结构尺寸，电路系统精度要求更高。

现有技术存在的问题如南京理工大学2012年7月11日申请的发明专利“一种具有新型光敏区结构的大流量尘埃粒子计数传感器”已经可以达到50L/min流量，但由于其进出气嘴在接近光敏区时，孔径变小，保证了计数效率，导致气流速度加快，泵承受更高的真空度。该类传感器以颗粒物数量表达空气环境质量，对于以浓度表达空气质量，该技术方案明显对结构精度要求高，光敏区没有完全利用，接近光敏区气流速度快，对光电探测器响应速度及电路处理信号速度要求高。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种大流量颗粒物浓度检测传感系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供了一种大流量颗粒物浓度检测传感系统，其特征在于：包括激光发射器、非球面透镜、柱面透镜、孔径光阑、球面反射镜、进出气孔、光阑、光电探测器和光陷阱，所述非球面透镜、柱面透镜、孔径光阑依次呈一条线设置在激光发射器后端，所述孔径光阑后端与光路垂直的方向上设置球面反射镜、光电探测器，所述球面反射镜反射中心正对住光电探测器，所述光电探测器两侧设置有光阑，所述光阑上设置有进出气孔，所述球面反射镜后端设置有光陷阱；所述光电探测器通过故障检测电路和信号放大电路与微控单元连接，所述微控单元还与气泵控制系统、激光控制系统、温湿度接口、模式选择系统、报警器电连接。

上述的一种大流量颗粒物浓度检测传感系统，其特征在于：所述所述微控单元通过RS232、UART、RS485接口任意一种与PC或者其他开发板连接。

上述的一种大流量颗粒物浓度检测传感系统，其特征在于：所述光电探测器采用20mw的近红外780nm半导体激光,最小探测粒径为0.3μm。

上述的一种大流量颗粒物浓度检测传感系统，其特征在于：所述球面反射镜为凹面镜，凹面的中心正对住光电探测器。

上述的一种大流量颗粒物浓度检测传感系统，其特征在于：所述进出气孔与气泵连接。

本发明的有益效果是：

本发明的照明光路设置更加合理，增加光敏区面积，减小光敏区体积，有助于提高扩大进出气嘴直径，提高计数效率，充分利用照明区光路。减少多颗粒物同时在光敏区造成的随机性误差。进出气嘴直径扩大，可减少由于装配原因导致激光光路倾斜时引起的计数误差，调整更加简单。球面反射镜增加光信号强度，消杂光光阑及孔径光阑减少杂光进入光电探测器，光陷阱吸收激光。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明专利的大流量颗粒物浓度检测传感系统主体的结构示意图

图2是本发明专利的大流量颗粒物浓度检测传感系统主体的剖面图

图3是本发明专利的大流量颗粒物浓度检测传感系统功能模块框图

图4是本发明专利电路系统原理图

具体实施方式

如图1、2所示，一种大流量颗粒物浓度检测传感系统，其特征在于：包括激光发射器1、非球面透镜2、柱面透镜3、孔径光阑4、球面反射镜5、进出气孔6、光阑7、光电探测器8和光陷阱9，所述非球面透镜2、柱面透镜3、孔径光阑4依次呈一条线设置在激光发射器1后端，所述孔径光阑4后端与光路垂直的方向上设置球面反射镜5、光电探测器8，所述球面反射镜5反射中心正对住光电探测器8，所述光电探测器8两侧设置有光阑7，所述光阑7上设置有进出气孔6，所述球面反射镜5后端设置有光陷阱9；所述光电探测器8通过故障检测电路和信号放大电路与微控单元连接，所述微控单元还与气泵控制系统、激光控制系统、温湿度接口、模式选择系统、报警器电连接。