一种空气中颗粒物浓度的检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种检测空气中颗粒物浓度的检测装置，包括气流通道、检测单元、检测结果计算单元以及风速测量单元；所述检测装置外的空气进入所述气流通道，所述检测单元设置在所述气流通道上并将所述空气中颗粒物的相关信息转换成电信号，同时所述风速测量单元获取所述进入气流通道的空气流速，检测结果计算单元根据检测单元输出的电信号和所述风速测量单元获取的流速计算空气中颗粒物的浓度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测定空气中颗粒物浓度的检测装置，尤其涉及一种在气体流速未知的情况下精确测定空气中颗粒物浓度的检测装置。技术背景在生产生活的许多领域中，需要对颗粒物的浓度或数量等参数进行检测，例如工厂烟道中排放的颗粒物的检测；环境中大气粉尘的检测；矿下易燃易爆粉尘的检测；以及商用或者家用的空气净化设备的颗粒物传感器等。颗粒物的检测方法主要有筛分、显微镜、沉降、电感应、光散射法等，其中光散射法测试时间短，能够连续测量，避免了受气候变化、湿度变化等因素影响检测效果的弊端，而且没有如定期更换滤膜等较为繁琐的维护工作，因此适用范围广，发展迅速，是目前比较好的颗粒物检测方法。但是目前在使用光散射法检测空气中颗粒物浓度时，所用的颗粒物浓度检测装置所使用的气流的驱动方式主要有两种：主动式和被动式；主动式检测装置可以采用风扇驱动以使被测气体稳定流动，还可以采用加热部件加热被测气体驱动气体流动；被动式检测装置不主动驱动气体流动而是利用被测气体的自然流动或外部驱动气体流动来使被测气体通过被测区。目前采用被动式的传感器测量空气中颗粒物的浓度的结果大部分都不准确，主要原因是被测气体流速对测量结果会有很大影响。当气体流速变化时传感器无法持续提供准确的检测结果，需要用户自行进行补偿或计算。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种检测空气中颗粒物浓度的检测装置，包括气流通道、检测单元、检测结果计算单元以及风速测量单元；所述检测装置外的空气进入所述气流通道，所述检测单元设置在所述气流通道上并将所述空气中颗粒物的相关信息转换成电信号，同时所述风速测量单元获取所述进入气流通道的空气流速，检测结果计算单元根据检测单元输出的电信号和所述风速测量单元获取的流速计算空气中颗粒物的浓度。优选地，所述风速测量单元包括发热部件和信息处理单元；所述信息处理单元通过对所述检测装置所在的环境的温度和位于所述气流通道内的发热部件的热平衡温度和发热功率进行处理，确定空气流速。优选地，所述风速测量单元还包括基准环境温度检测单元和发热部件温度检测单元；所述基准环境温度检测单元检测所述检测装置所在的环境的温度；所述发热部件温度检测单元检测设置于所述气流通道内的发热部件的热平衡温度和发热功率。优选地，所述发热部件温度检测单元和所述发热部件由一个自发热温度检测单元来实现。优选地，所述气流通道内的发热部件在一预定的热平衡温度下达到热平衡，所述风速测量单元根据热平衡状态下发热部件的固定的热平衡温度、所述检测装置所在的环境的温度以及发热部件的发热功率确定空气流速。优选地，所述气流通道内的发热部件在固定的发热功率下达到热平衡，所述风速测量单元根据热平衡状态下发热部件的固定的发热功率、所述发热部件的热平衡温度以及所述检测装置所在的环境的温度确定空气流速。优选地，所述发热部件为负温度系数热敏电阻部件。优选地，所述检测单元为由发光部件和受光部件组成的光学检测单元；所述检测结果计算单元根据所述检测单元获取的发光部件发射光的电信号和受光部件接收光的电信号计算空气中颗粒物浓度。优选地，所述检测结果计算单元利用所述空气流速对所述颗粒物浓度进行补偿。优选地，所述气流通道上设置转弯结构，并在所述转弯处外侧设置孔结构，用于降低进入所述气流通道的空气的流速，同时将大颗粒物甩出气流通道。优选地，所述基准环境温度检测单元位于所述气流通道转弯处的孔结构的外侧，或者位于所述气流通道内检测区域的上游；所述发热部件温度检测单元或自发热温度检测单元位于所述气流通道中检测区域的下游；所述检测区域为发光部件发射光区域和受光部件接收光区域的重叠区域。本技术涉及的颗粒物检测装置通过测量流经所述检测装置的气流的风速，用风速对采用光散射法检测空气中颗粒物浓度进行补偿，从而获取更加精确的颗粒物浓度。该种方法能够测量不同风速下的颗粒物的浓度。而且所述的检测装置中不使用活动部件，保证了传感器等元件的使用寿命。附图说明图1为本技术实施方式涉及的颗粒物检测装置的原理示意图；图2为本技术的第一实施例涉及的风速测量单元的结构示意图；图3为本技术实施方式涉及的气流通道的示意图的一例；图4为本技术的第一实施例涉及的发热单元和所述发热元件测量单元位置示意图；图5为本技术的第一实施例涉及的颗粒物检测装置检测颗粒物浓度的流程图；图6为本技术的第二实施例涉及的风速测量单元的结构示意图。具体实施方式下面根据附图所示实施方式阐述本技术。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示，不具限制性。本技术的范围不受以下实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。以下结合具体实施方式说明本技术的颗粒物检测装置。图1为本技术实施方式涉及的颗粒物检测装置的原理示意图。本实施方式的颗粒物检测装置包括气流通道1、风速测量单元2、发光单元3、受光单元4、信号调整单元5、信号处理单元6和数据输出单元7。气流通道1设置在装置内的暗室中，避免受外界光的影响。发光单元3和受光单元4设置于气流通道1的侧方，发光单元3向气流通道1照射光，受光单元4设置在能够接收到散射光的位置。受光单元4为光电转换装置，将接收到的散射光转换为电信号，由信号调整单元5对电信号进行调整，并将调整后的结果发送至信号处理单元6。风速测量单元2包括温度传感器部件，可位于所述气流通道内，能够获取气流通道内气流的温度信息，并将获取的温度信息发送至信号处理单元6。信号处理单元6根据信号调整单元5和风速测量单元2输出的信号进行处理，获取较精确的颗粒物浓度。本实施方式涉及的颗粒物浓度检测装置，计算空气中的颗粒物的浓度时需要参考流经所述检测装置的气流通道内的气流的流度（即风速）。在本实施方式中，要获取较精确的颗粒物浓度可以先通过普通的光散射法初步检测空气中颗粒物的浓度，然后测算空气气流的速度，并通过气流的流速对光散射法初步测得的颗粒物浓度进行补偿从而获取较精确的颗粒物浓度信息。所述风速的计算参数可以通过风速测量单元2的温度传感器部件获取。以下结合具体实施例进一步说明本实施方式。实施例1图2为本实施例涉及的风速测量单元2的结构示意图。本实施例的风速测量单元2包括发热单元21、发热元件测量单元22和基准温度测量单元23。所述发热单元21能够发热，优选地为电阻或者三极管等元件；所述发热元件测量单元22为温度传感器部件，能够测量发热单元21的温度并能够获取发热单元21在一定条件下的发热功率P，并将获取的温度信息以及发热功率信息发送至信号处理单元6；当发热单元21置于某种环境下时，所述发热元件测量单元22能够在该环境下测量发热单元21达到热平衡时的温度。在本实施方式中，所述的发热单元21达到热平衡期间热量的减少是由于空气流动引起的，即风将发热单元21的热量带走，使发热单元21达到热平衡。所述热平衡的判断标准为发热单元21的温度达到稳定（判断的标准可以是发热单元在连续5秒时间内每秒中的温度变化小于0.05度，还可以是其他的标准）。所述发热单元21和所述发热元件测量单元22位置尽量靠近，且两者位于气流通道1内，优选地位于检测区域8（如图1所示）的下游位置（所述下游为空气流向的正方向一侧）。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测空气中颗粒物浓度的检测装置，包括气流通道、检测单元、风速测量单元以及检测结果计算单元；所述检测装置外的空气进入所述气流通道，所述检测单元设置在所述气流通道上并将所述空气中颗粒物的相关信息转换成电信号，同时所述风速测量单元获取所述进入气流通道的空气流速，所述检测结果计算单元能够根据检测单元输出的电信号和所述风速测量单元获取的流速计算空气中颗粒物的浓度；其中，所述风速测量单元包括发热部件和信息处理单元；所述信息处理单元能够通过所述检测装置所在的环境的温度和位于所述气流通道内的发热部件的热平衡温度和发热功率确定空气流速。

【技术特征摘要】
1.一种检测空气中颗粒物浓度的检测装置，包括气流通道、检测单元、风速测量单元以及检测结果计算单元；所述检测装置外的空气进入所述气流通道，所述检测单元设置在所述气流通道上并将所述空气中颗粒物的相关信息转换成电信号，同时所述风速测量单元获取所述进入气流通道的空气流速，所述检测结果计算单元能够根据检测单元输出的电信号和所述风速测量单元获取的流速计算空气中颗粒物的浓度；其中，所述风速测量单元包括发热部件和信息处理单元；所述信息处理单元能够通过所述检测装置所在的环境的温度和位于所述气流通道内的发热部件的热平衡温度和发热功率确定空气流速。2.根据权利要求1所述的颗粒物浓度的检测装置，其特征在于：所述风速测量单元还包括基准环境温度检测单元和发热部件温度检测单元；所述基准环境温度检测单元能够检测所述检测装置所在的环境的温度；所述发热部件温度检测单元能够检测设置于所述气流通道内的发热部件的热平衡温度和发热功率。3.根据权利要求2所述的颗粒物浓度的检测装置，其特征在于：所述发热部件温度检测单元和所述发热部件由一个自发热温度检测单元来实现。4.根据权利要求2所述的颗粒物浓度的检测装置，其特征在于：所述气流通道内的发热部件在一预定的热平衡温度下达到热平衡，所述风速测量单元能够根据热平衡状态下发热部件的固定的热平衡温度、所述检测装置所在的环境的温度以及发热部件的发热功率确定空气流速。...

【专利技术属性】
技术研发人员：季雪峰，张主峰，刘劲波，
申请(专利权)人：劲天环境科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31