颗粒检测传感器、尘埃传感器、烟感测器、空调装置、和颗粒检测方法制造方法及图纸

颗粒检测传感器(1)具有：投光元件(111)，其向检测区域(DA)投射光；和受光元件(121)，其接受来自投光元件(111)的光的因通过检测区域(DA)的颗粒(2)而产生的散射光，生成包含与该颗粒(2)对应的脉冲状波形的电信号。此外，颗粒检测传感器(1)还包括信号处理部(20)，其放大电信号，并使用放大后的电信号对颗粒(2)进行检测。该信号处理部(20)在检测区域(DA)中的流体的流动为第一速度时，将电信号以第一放大率放大，在该流体的流动为与第一速度不同的第二速度时，将电信号以与第一放大率不同的第二放大率放大。

Particle detection sensors, dust sensors, smoke sensors, air conditioning devices, and particle detection methods.

The particle detection sensor (1) has: a light emitting element (111), which projects light to the detection region (DA), and a light receiving element (121), which accepts light generated from the light of the optical element (111) by the scattering light generated by the particle (2) of the detection region (2), and generates an electrical signal containing a pulse shape corresponding to the particle (2). In addition, the particle detection sensor (1) also includes a signal processing part (20), which amplifies the electrical signals and detects particles (2) using the amplified electrical signals. When the flow of the fluid in the detection region (DA) is the first velocity, the signal processing unit (20) amplifies the electrical signal at the first magnification, when the flow of the fluid is second different from the first velocity, the electrical signal is magnified by the second magnification different from the first magnification rate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颗粒检测传感器、尘埃传感器、烟感测器、空调装置、和颗粒检测方法
本专利技术涉及检测流体中包含的颗粒的颗粒检测传感器、尘埃传感器、烟感测器、空调装置、和颗粒检测方法。
技术介绍
光散射式的颗粒检测传感器是具有投光元件和受光元件的光电式传感器，取入测定对象的流体并将投光元件的光向该流体照射，利用其散射光来检测流体中有无包含颗粒。这样的颗粒检测传感器能够对例如大气中浮游的灰尘、花粉、烟等的颗粒进行检测。作为包含此种颗粒检测传感器的装置，已知有将取入该装置的流体分离为使粗大颗粒通过的主流路和使微小颗粒通过的分支支流路的结构(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-114176号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在此种结构中，通过设置具有非常大的动态范围(dynamicrange)的处理电路，能够对粗大颗粒和微小颗粒均进行检测。然而，因粗大颗粒而产生的散射光的强度相比因微小颗粒而产生的散射光的强度非常大。例如，粒径为50μm的粗大颗粒与粒径为0.3μm的微小颗粒相比，散射光的强度成为后者的约5万倍。因此，为了可对粗大颗粒和微小颗粒均进行检测，需要设置具有与这些散射光的强度比相同程度的动态范围的处理电路。但是，此种处理电路的实现从模拟元件的特性等的观点来看极其困难。因此，本专利技术以提供如下颗粒检测传感器等为目的：能够使可检测的粒径范围宽动态范围化。用于解决课题的方法为了达成上述目的，本专利技术的一个方式的颗粒检测传感器是对流体中包含的颗粒进行检测的颗粒检测传感器，包括：投光元件，其向检测区域投射光；受光元件，其接受来自上述投光元件的光因通过上述检测区域的上述颗粒而产生的散射光，生成包含与该颗粒对应的脉冲状波形的电信号；和信号处理部，其放大上述电信号，使用放大后的电信号对上述颗粒进行检测，上述信号处理部在上述检测区域中的上述流体的流速为第一速度时，将上述电信号以第一放大率放大，在该流体的流速为与上述第一速度不同的第二速度时，将上述电信号以与上述第一放大率不同的第二放大率放大。此外，本专利技术的一个方式的尘埃传感器和烟感测器分别具有上述颗粒检测传感器。此外，本专利技术的一个方式的空调装置具有上述颗粒检测传感器和上述流速发生部。此外，本专利技术的一个方式的颗粒检测方法是使用颗粒检测传感器对流体中包含的颗粒进行检测的颗粒检测方法，上述颗粒检测传感器具有：投光元件，其向检测区域投射光；和受光元件，其接受来自上述投光元件的光因通过上述检测区域的颗粒而产生的散射光并生成包含与该颗粒对应的脉冲状波形的电信号，上述颗粒检测方法具有：在上述检测区域中的上述流体的流速为第一速度时，将上述电信号以第一放大率放大，在该流体的流速为与上述第一速度不同的第二速度时，将上述电信号以与上述第一放大率不同的第二放大率放大的步骤；和使用放大后的电信号对上述颗粒进行检测的步骤。专利技术效果根据本专利技术的颗粒检测传感器等，能够使可检测的粒径范围宽动态范围化。附图说明图1是表示实施方式的颗粒检测传感器的结构的一例的框图。图2是以时间序列表示散射光强度的曲线图。图3是表示相对颗粒粒径的脉冲状波形的峰值强度的曲线图。图4表示受光元件增益和放大电路增益的频率特性的概要的曲线图。图5A是表示相对流速倍率的受光元件增益的曲线图。图5B是表示相对流速倍率的放大电路增益的曲线图。图6是表示相对流速倍率的颗粒检测传感器整体的转换效率的曲线图。图7是表示颗粒检测传感器的动作的时序图。图8A是表示PM2.5模式下的颗粒检测传感器的动作的流程图。图8B是表示花粉模式下的颗粒检测传感器的动作的流程图。图9是表示对粒径进行放大后的电信号的波高值(峰值)的曲线图。图10A是表示PM2.5模式下的放大后的电信号的波形图。图10B是表示花粉模式下的放大后的电信号的波形图。图11是表示各粒径分区对应的粒径和颗粒数的表。图12是表示实施方式的变形例1的颗粒检测传感器的结构的一例的框图。图13是表示实施方式的变形例2的颗粒检测传感器的结构的一例的框图。图14是具有颗粒检测传感器的空气净化器的外观图。图15是具有颗粒检测传感器的烟感测器的外观图。图16是具有颗粒检测传感器的换气扇的外观图。图17是表示颗粒检测传感器的空调的外观图。图18是表示受光元件增益和放大电路增益的频率特性的概要的其他例子的曲线图。具体实施方式以下使用附图对本专利技术的实施方式的颗粒检测传感器等进行详细地说明。另外，以下说明的实施方式均表示本专利技术所优选的一个具体例。因此，以下的实施方式所示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置和连接方式、以及步骤与步骤的顺序等是一例，并无限定本专利技术之意。因此，以下的实施方式的结构要素中，就未在表示本专利技术的最上位概念的独立权利要求中记载的结构要素，作为任意的结构要素进行说明。此外，各图为模式图，并非一定为严密的图示。此外，在各图中，对相同构成部件附相同附图标记，重复的说明有时会省略或简化。(实施方式)[1.结构]首先，对本专利技术的实施方式的颗粒检测传感器的整体结构进行说明。图1是表示本实施方式的颗粒检测传感器1的结构的一例的框图。颗粒检测传感器1对在该颗粒检测传感器1的周边漂浮的空气(以下称为“周边空气”)中包含的颗粒进行检测。周边空气中包含例如粒径为5μm以下的微小颗粒和粒径为20μm以上的粗大颗粒。颗粒检测传感器1在以与PM2.5等相当的微小颗粒作为检测对象的PM2.5模式、和以与花粉等相当的粗大颗粒作为检测对象的花粉模式间进行切换而动作。如该图所示，颗粒检测传感器1具有传感器部10和信号处理部20，基于来自传感器部10的位于检测区域DA的颗粒2的散射光，对取入颗粒检测传感器1的周边空气中包含的颗粒进行检测。此外，颗粒检测传感器1进一步具有电源部30，其对颗粒检测传感器1所具有的各构成供给电源。该电源部30利用例如将从颗粒检测传感器1的外部供给的电压转换为所期望的电压的稳压器等构成。以下，对颗粒检测传感器1的各构成进行具体地说明。[1-1.传感器部]传感器部10是取入作为颗粒检测传感器1的测定对象的周边空气，向取入的周边空气照射光，并输出表示该散射光的光强度的电信号(此处为电流信号)的光电式传感器(光散射式的颗粒检测传感器)。换言之，传感器部10输出与取入的周边空气中包含的颗粒2相应的时间序列的电信号。具体而言，在本实施方式中，传感器部10包括投光系统11、受光系统12、壳体13和加热器15，输出与来自通过设置在从壳体13的流入口18至流出口19的颗粒流路的检测区域DA的(位于检测区域DA)颗粒2的散射光相应的电信号。投光系统11、受光系统12和检测区域DA以不被外光照射的方式收纳于壳体13。检测区域DA是用于检测测定对象的气体中包含的颗粒2(悬浮微粒)的悬浮微粒检测区域(悬浮微粒测定部)，是包含投光系统11的光轴P与受光系统12的光轴Q交叉的交点的例如φ2mm左右的区域。换言之，检测区域DA是投光系统11的光所投光的空间区域与用于将投光系统11的光碰到颗粒2而产生的散射光向受光系统12引导的空间区域重叠的空间区域。投光系统11由向检测区域DA投射光的光学元件构成，在本实施方式中，具有投光元件111和配置于投光元件111的前方(光投射侧)的投光透镜112。投光元件111是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒检测传感器，其检测流体中包含的颗粒，所述颗粒检测传感器的特征在于，包括：投光元件，其向检测区域投射光；受光元件，其接受来自所述投光元件的光因通过所述检测区域的所述颗粒而产生的散射光，生成包含与该颗粒对应的脉冲状波形的电信号；和信号处理部，其放大所述电信号，使用放大后的电信号对所述颗粒进行检测，所述信号处理部在所述检测区域中的所述流体的流速为第一速度时，将所述电信号以第一放大率放大，在该流体的流速为与所述第一速度不同的第二速度时，将所述电信号以与所述第一放大率不同的第二放大率放大。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 JP 2016-0166311.一种颗粒检测传感器，其检测流体中包含的颗粒，所述颗粒检测传感器的特征在于，包括：投光元件，其向检测区域投射光；受光元件，其接受来自所述投光元件的光因通过所述检测区域的所述颗粒而产生的散射光，生成包含与该颗粒对应的脉冲状波形的电信号；和信号处理部，其放大所述电信号，使用放大后的电信号对所述颗粒进行检测，所述信号处理部在所述检测区域中的所述流体的流速为第一速度时，将所述电信号以第一放大率放大，在该流体的流速为与所述第一速度不同的第二速度时，将所述电信号以与所述第一放大率不同的第二放大率放大。2.如权利要求1所述的颗粒检测传感器，其特征在于：所述信号处理部在所述第二速度大于所述第一速度时，以小于所述第一放大率的所述第二放大率放大所述电信号。3.如权利要求1或2所述的颗粒检测传感器，其特征在于：所述流体的流速越快所述脉冲状波形的频率越高，所述信号处理部具有放大电路，其以具有频率依赖性的放大率放大所述电信号。4.如权利要求3所述的颗粒检测传感器，其特征在于：所述放大电路以频率放大率越高越小的放大率放大所述电信号。5.如权利要求1或2所述的颗粒检测传感器，其特征在于：所述信号处理部包括：第一放大电路，其将所述电信号以所述第一放大率放大；和第二放大电路，其将所述电信号以所述第二放大率放大。6.如权利要求1～5中任一项所述的颗粒检测传感器，其特征在于：所述流体的流速越快所述散射光的频率越高，所述受光元件通过将接受的所述散射光以具有频率依赖性的转换效率进行转换，来生成所述电信号。7.如权利要求6所述的颗粒检测传感器，其特征在于：所述受光元件以频率越高转换效率越小的转换效率进行转换。8.如权利要求1～7中任一项所述的颗粒检测传感器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：桐原昌男，稻叶雄一，奥村真，小川纯矢，野村建太朗，小原弘士，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP