本实用新型专利技术公开了一种高精度光电尘埃颗粒检测装置，照明光路包括光源、第一掩膜及第一透镜，射光收集系统包括第二透镜、第二掩膜及感光元件，第一掩膜和第二掩膜上开设有呈“吕”字形设置的透光通道；测量腔包括上下对称叠合设置的第一光敏感区域及第二光敏感区域，第一光敏感区域的边长小于第二光敏感区域，第一光敏感区域与第二光敏感区域的厚度均大于最大可测量粒径，且第一光敏感区域与第二光敏感区域之间设有间隙d。本实用可有效地消除边界效应带来的误差，以相对简单可靠的系统达到较高的测量精度、低成本、可精确检测小尺寸的空气颗粒。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及尘埃粒子检测
，特别涉及一种高精度光电尘埃颗粒检测 目.ο
技术介绍
光电尘埃粒子检测基本原理是光学传感器的探测光电经尘埃粒子散射后被光敏元件接收并产生脉冲信号，该脉冲信号被输出并放大，然后进行数字信号处理，通过与标准粒子信号进行比较，将对比结果用不同的参数表示出来。空气中的微粒在光的照射下会发生光散射。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小，实际上，每个粒子产生的散射光强度很弱，是一个很小的光脉冲，需要通过光电转换器的放大作用，把光脉冲转化为信号幅度较大的电脉冲，然后再经过电子线路的进一步放大和甄别，从而完成对大量电脉冲的计数工作。此时，电脉冲数量对应于微粒的个数，电脉冲的幅度对应于微粒的大小。检测装置会有一测量腔是进行微粒观测的空间，被采集的空气要从测量腔内穿过。仪器的光学系统使光源经透镜、狭缝照射到测量腔中，形成一个光敏感区。当空气中的尘埃通过光敏感区时，会散射出一部分光能量，被与入射光成一角度的集光透镜收集，再投射到光检测器上。然而现今市场上的光散射式光电尘埃粒子检测装置，普遍存在如下问题:a、当尘埃边缘通过光敏感区时，会被判定为比实物更小的尘埃。b、脉冲信号判断不清晰。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:提供一种可有效地消除边界效应带来的误差，以相对简单可靠的系统达到较高的测量精度、低成本、可精确检测小尺寸的空气颗粒的高精度光电尘埃颗粒检测装置。本技术解决上述问题所采用的技术方案为:一种高精度光电尘埃颗粒检测装置，包括照明光路、测量腔、与照明光路的中心轴线垂直设置的气路系统、用于将散射光进行反射的反射镜、散射光收集系统及处理器，所述的照明光路包括光源、第一掩膜及用于聚焦的第一透镜，所述的射光收集系统包括第二透镜、第二掩膜及用于产生电脉冲的感光元件，所述的第一掩膜和第二掩膜上开设有呈“吕”字形设置的透光通道；所述的测量腔包括上下对称叠合设置的第一光敏感区域及第二光敏感区域，所述的第一光敏感区域的边长小于所述的第二光敏感区域，所述的第一光敏感区域与第二光敏感区域的厚度均大于最大可测量粒径，且所述的第一光敏感区域与第二光敏感区域之间设有间隙d。与现有技术相比，本技术的优点在于:本技术相比传统单个测试区域光敏感区粒子计数器相比，效消除了测量区域光敏感区的边界效应。(边界效应:即当粒子部分穿过边界时，计数器只能按穿过部分计数并判定粒子尺寸，导致部分大尺寸粒子被错误判定为小尺寸粒子从而影响结果的准确性)。而本技术仅需一个光检测元件，通过上、下对称叠合成“吕”字形两光敏感区，以使得当粒子穿过时，能够产生独立的脉冲信号，便于后端处理器测量与识别，有效地消除边界效应带来的误差，以相对简单可靠的系统达到较高的测量精度，成为高精度、低成本、小尺寸的空气颗粒测量装置。【附图说明】图1为本技术高精度光电尘埃颗粒检测装置的结构示意图。图2为本技术高精度光电尘埃颗粒检测装置的立体结构示意图。图3为粒子穿过第一光敏感区域及第二光敏感区域的三种情况的结构示意图(横截面为正方形)。图4为第一光敏感区域及第二光敏感区域的横截面示意图(矩形)。图5为第一光敏感区域及第二光敏感区域的横截面示意图(菱形)。图6为第一光敏感区域及第二光敏感区域的横截面示意图(平行四边形)。图7为I类粒子产生的波形图。图8为II类粒子产生的波形图。图9为III类粒子产生的波形图。图10为单分散粒子的粒子分布对比图。图11为多分散粒子的粒子分布对比图。图1-2中:1光源、2第一掩膜、3第一透镜、4测量腔、4.1第一光敏感区域、4.2第二光敏感区域、5反射镜、6第二透镜、7第二掩膜、8感光元件。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的实施例作进一步描述。如图1、2所示，一种高精度光电尘埃颗粒检测装置，包括照明光路、测量腔4、与照明光路的中心轴线垂直设置的气路系统、用于将散射光进行反射的反射镜5、散射光收集系统及处理器，所述的照明光路包括光源1、第一掩膜2及用于聚焦的第一透镜3，所述的射光收集系统包括第二透镜6、第二掩膜7及用于产生电脉冲的感光元件8，所述的第一掩膜2和第二掩膜7上开设有呈“吕”字形设置的透光通道；所述的测量腔4包括上下对称叠合设置的第一光敏感区域4.1及第二光敏感区域4.2，所述的第一光敏感区域4.1的边长小于所述的第二光敏感区域4.2，所述的第一光敏感区域4.1与第二光敏感区域4.2的厚度均大于最大可测量粒径，且所述的第一光敏感区域4.1与第二光敏感区域4.2之间设有间隙d。如图3、4、5、6所示，从俯视图上看，第一光敏感区域4.1及第二光敏感区域4.2上下叠合设置，且第一光敏感区域4.1及第二光敏感区域4.2的中心0相重合，也就是说，第一光敏感区域4.1及第二光敏感区域4.2是关于中心0对称设置的。关于第一掩膜2和第二掩膜7上开设有呈“吕”字形设置的透光通道，是指第一掩膜2和第二掩膜7上均开设有上、下叠合的呈长方形的透光通道，通过第一掩膜和第二掩膜上开设有呈“吕”字形设置的透光通道形成上、下对称叠合成两光敏感区。且上述所提到的最大可测量粒径是指采用光电尘埃颗粒检测装置所测的粒径的最大值。所述的第一光敏感区域4.1的边长大于最大可测量粒径，且小于极限浓度下单个粒子所占据正方体空间的边长；第二光敏感区域4.2与第一光敏感区域4.1的边长之差大于最大可测量粒径的两倍。所述的第一光敏感区域4.1与第二光敏感区域4.2的厚度以及间隙d之和为小于或等于第一光敏感区域4.1的边长。上述的极限浓度具体是指测量的单位空间内粒子的极限数量，每台设备都有出厂设定的极限浓度。光散射式光电尘埃粒子检测装置的一个关键理论基础是尘埃粒子是逐个通过一个被控制在非常小的测量区域，在这个测量区域内有且仅有一个粒子穿越通过。故利用该理论的设定结合上述限定，行业技术人员可以根据需要，自行对第一光敏感区域4.1及第二光敏感区域4.2的边长进行设置。而规定第一光敏感区域4.1与第二光敏感区域4.2的厚度以及间隙d之和为小于或等于第一光敏感区域4.1的边长，则是为了避免同时两个粒子同时存在于测量腔，从而影响计数精度。第一光敏感区域4.1及第二光敏感区域4.2均呈平行六面体状，第一光敏感区域4.1及第二光敏感区域4.2的横截面为两组对边分别平行的四边形。图3-6为粒子穿过第一光敏感区域及第二光敏感区域的三种情况的结构示意图，其截面为对边分别平行的四边形，可能的形式为图3正方形、图4不等边的矩形、图5对角线不相等的菱形或图6不等边不垂直的平行四边形的一种。在本具体实施例中，所述的第一光敏感区域4.1及第二光敏感区域4.2的横截面均为正方形(如图3所示)，且所述的第一光敏感区域4.1的边长为80 μ m，所述的第二光敏感区域4.2的边长为120 μ m，且所述的第一光敏感区域4.1域与第二光敏感区域4.2域的厚度为35 μπι，d为10 μπι。本装置的工作原理为1、光线从光源中射出，并经第一掩膜后变成“吕”字形，再经第一透镜聚焦后入射至测量腔；2、气流从气路本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高精度光电尘埃颗粒检测装置，包括照明光路、测量腔(4)、与照明光路的中心轴线垂直设置的气路系统、用于将散射光进行反射的反射镜(5)、散射光收集系统及处理器，其特征在于：所述的照明光路包括光源(1)、第一掩膜(2)及用于聚焦的第一透镜(3)，所述的射光收集系统包括第二透镜(6)、第二掩膜(7)及用于产生电脉冲的感光元件(8)，所述的第一掩膜(2)和第二掩膜(7)上开设有呈“吕”字形设置的透光通道；所述的测量腔(4)包括上下对称叠合设置的第一光敏感区域(4.1)及第二光敏感区域(4.2)，所述的第一光敏感区域(4.1)的边长小于所述的第二光敏感区域(4.2)，所述的第一光敏感区域(4.1)与第二光敏感区域(4.2)的厚度均大于最大可测量粒径，且所述的第一光敏感区域(4.1)与第二光敏感区域(4.2)之间设有间隙d。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曲敬镭，朱春灵，张建式，
申请(专利权)人：宁波中物东方光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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