粒子检测模块及空气质量检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种粒子检测模块及空气质量检测装置，包括外壳，该外壳包括相互扣合的第一壳体和第二壳体，还包括设置在外壳上的空气入口和空气出口；印刷电路板，将粒子检测模块的内部空间划分为上层空间和下层空间；风道，至少包括位于上层空间且靠近空气入口的第一上层风道、位于下层空间的下层风道以及位于上层空间且靠近空气出口的第二上层风道；激光光源，用于对流经风道的空气进行激光照射；光学传感器，设置在下层风道中，用于检测由激光照射空气产生的散射光并将光信号转换为电信号；风扇，设置在空气出口侧，用于将空气吸入和排出该粒子检测模块；控制模块，用于对光学传感器发送来的电信号进行处理来检测空气中的粒子质量浓度。

Particle detection module and air quality detection device

The utility model discloses a particle detection module and air quality detecting device, comprising a housing, the housing includes a first housing with each other. And the second shell, which are arranged on the casing of the air entrance and the air outlet; the printed circuit board, particle detection module of the internal space is divided into the upper space and the lower space; the lower air duct duct, including at least first upper air duct, is located in the upper space and the lower space in the air near the entrance and in the upper space and near the air outlet second upper air duct; the laser source, with laser irradiation on the air flowing through the air duct; the optical sensor is arranged at the lower layer in the air duct, for scattering detection produced by laser the air and light irradiation to convert optical signals into electrical signals; the fan is arranged in the air outlet side for air suction The control module is used for processing the electric signal sent by the optical sensor to detect the particle mass concentration in the air.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及空气粒子检测，具体涉及一种粒子检测模块及空气质量检测装置。
技术介绍
随着我国工业化和城市化迅猛发展，污染物排放总量持续增长，环境问题日益凸显，尤其是以颗粒物为首要污染物的重污染天气频发。因此，市场上出现了很多对空气粒子进行检测的装置。现有的对空气粒子进行检测的装置，当空气从空气入口进入风道后，在激光光源发出的激光照射下，空气粒子产生散射光，散射光照射到光学传感器上，最后空气在风扇的作用下从空气出口排出粒子检测装置。由于风道、激光光源、光学传感器和风扇位于粒子检测装置的同一平面，而且需要满足激光光源照射方向垂直于风道中空气的流动方向，同时需要为风道留下足够的空间，因此导致现有的粒子检测装置的尺寸做得很大，不方便用户进行安装和利用该空气粒子检测装置制作新产品。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种粒子检测模块及空气质量检测装置，体积小巧、响应速度快、检测精度高、能够实时地得出空气中粒子质量浓度。一方面，本技术提供了一种粒子检测模块，包括外壳，该外壳包括相互扣合的第一壳体和第二壳体，还包括：空气入口；空气出口；印刷电路板，设置在第二壳体上，将粒子检测模块的内部空间划分为上层空间和下层空间；风道，为空气从空气入口进入后的流通通道，该风道至少包括位于上层空间且靠近空气入口的第一上层风道、位于下层空间的下层风道以及位于上层空间且靠近空气出口的第二上层风道；激光光源，用于对流经风道的空气进行激光照射；光学传感器，设置在下层风道中，用于检测由激光照射空气产生的散射光，并将光信号转换为电信号；风扇，设置在空气出口侧，用于将空气吸入和排出该粒子检测模块；控制模块，用于对光学传感器发送来的电信号进行处理来检测空气中的粒子质量浓度。进一步的，空气入口和空气出口设置在外壳的同一侧面。进一步的，印刷电路板包括靠近空气入口的第一开口和靠近空气出口的第二开口。进一步的，第一开口为空气从第一上层风道进入下层风道的通道，第二开口为空气从下层风道进入第二上层风道的通道。进一步的，风扇设置在第二开口处。进一步的，激光光源、光学传感器和风扇通过支架固定在印刷电路板上，其中，激光光源和光学传感器位于印刷电路板朝向下层空间的一侧，风扇位于印刷电路板朝向上层空间的一侧。进一步的，还包括设置在外壳上的屏蔽层。进一步的，屏蔽层为屏蔽胶纸，该屏蔽胶纸通过铜箔与印刷电路板的接地端电连接。进一步的，还包括位于外壳上的数据接口。第二方面，本技术提供了一种空气质量检测装置，包括第一方面所述的粒子检测模块。本技术提供的粒子检测模块及空气质量检测装置，将粒子检测模块的内部空间划分为上层空间和下层空间，将风道设置为位于上层空间且靠近空气入口的第一上层风道、位于下层空间的下层风道以及位于上层空间且靠近空气出口的第二上层风道，同时将激光光源和光学传感器设置在下层空间，将风扇设置在上层空间。从而缩小了粒子检测模块的体积，方便用户进行安装和利用该粒子检测模块进行二次开发，同时具有检测精度高、输出数据波动小、能够快速、实时地得出空气中粒子质量浓度的优势。附图说明附图与文字描述一起用来对本技术的实施方式作进一步的说明。其中：图1是本技术实施例提供的粒子检测模块的立体图。图2是沿着图1的A-A1线切开的分解图，示出了粒子检测模块的上层空间的内部结构。图3是沿着图1的A-A1线切开的分解图，示出了粒子检测模块的下层空间的内部结构。图4是本技术实施例提供的粒子检测模块的风道示意图。图5是本技术实施例提供的粒子检测模块的电路结构图。具体实施方式下面结合附图详细说明本技术的实施方式。在所有附图中，相同标号表示相同元件，并省略其重复说明。本技术实施例提供的粒子检测模块及空气质量检测装置，能够对空气中的颗粒物的质量浓度进行快速、实时的检测，该颗粒物可以包括细颗粒物和粗颗粒物，其中，细颗粒物（PM1.0、PM2.5）是指空气中空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物，粗颗粒物是指空气动力学当量直径在2.5～10μm范围内的颗粒物。本技术采用了激光照射空气中的颗粒物来进行检测的技术，通过激光对空气中的颗粒进行照射，使用高精密的光学传感器能对粒子的粒径、反光强度等信息进行检测，达到高精度捕获粒子运动状态、体积、质量等信息，具有体积小、精度高、响应速度快、实时性良好、操作简单等优势。在本技术中，由空气入口、空气出口和风扇形成的气体对流系统使外界空气以均匀速度通过风道。风道中设有高精度光学传感器以获得粒子的反光强度信息。根据反光强度信息能够确定粒子的粒径。将粒子检测模块的内部空间划分为上层空间和下层空间，将风道设置为位于上层空间的第一上层风道和第二上层风道，以及位于下层空间的下层风道，使粒子的速度向量与质量负相关，即质量越大的粒子在空气中运动的速度越慢，所以称反比关系即负关系。从而由速度向量得到粒子质量信息。同时，通过光学传感器测得的单位时间内流过的粒子数量，加以统计学原理，继而计算出粒径符合要求的粒子质量。光学传感器将光信号转换成电信号，并将电信号传送给控制模块，控制模块处理所接收到的电信号并据此来控制激光光源和风扇转速。因为整体通风量与风道相关，为已知条件，所以能实时得到空气中所关注的粒子的质量浓度。下面结合图1至图5来详细说明本技术实施例提供的粒子检测模块。图1是本技术实施例提供的粒子检测模块的立体图，如图1所示。该粒子检测模块包括外壳，该外壳包括相互扣合的第一壳体1和第二壳体2，粒子检测模块还包括屏蔽层3、数据接口4、固定环5、空气入口6和空气出口7。第一壳体1和第二壳体2扣合在一起形成粒子检测模块的外壳，该外壳的材料可以为塑料。需要说明的是，在本技术实施例中，第一壳体1可以为外壳的上壳体，第二壳体2为外壳的下壳体，或者，第一壳体1可以为外壳的下壳体，第二壳体2为外壳的上壳体，本技术对此不做限定。为了描述方便，本技术实施例均以第一壳体1为上壳体，第二壳体2为下壳体为例进行说明。屏蔽层3为屏蔽胶纸，该屏蔽胶纸可以为铜箔屏蔽胶纸，即在铜箔的一面上设置有衬底，在铜箔的另一面上设置有粘性的胶，从而将屏蔽胶纸贴到粒子检测模块的外壳上。该屏蔽胶纸通过铜箔与印刷电路板的接地端电连接，使屏蔽胶纸起到屏蔽作用。数据接口4例如为4PIN接口，是数据传输的端口，用户可通过对应排线连接该4PIN接口，接收本技术实施例提供的粒子检测模块的检测数值，并根据需要进行显示或控制。所述外壳在适当的位置设置有开口，用于露出电路部分的印刷线路板9的4PIN接插件，以使得该粒子检测模块能够通过排线连接印刷线路板，实现供电和检测数据交换。固定环5用于固定该粒子检测模块且优选以对称方式设置在外壳的两侧。空气入口6和空气出口7设置在外壳的同一侧面或者设置在外壳的相对侧。在本技术实施例中，均以空气入口6和空气出口7设置在外壳的相同侧面为例进行说明。图2是沿着图1的A-A1线切开的分解图，示出了粒子检测模块的上层空间的内部结构，如图2所示。印刷电路板9固定设置在下壳体2的支撑部件上，将上壳体1和下壳体2构成的内部空间划分为上层空间和下层空间。印刷电路板9上设置有风扇8、激光光源12、光学传感器13和控制模块（未图示）。具体地，印刷电路板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒子检测模块，包括外壳，该外壳包括相互扣合的第一壳体和第二壳体，其特征在于，还包括：空气入口；空气出口；印刷电路板，设置在第二壳体上，将粒子检测模块的内部空间划分为上层空间和下层空间；风道，为空气从空气入口进入后的流通通道，该风道至少包括位于上层空间且靠近空气入口的第一上层风道、位于下层空间的下层风道以及位于上层空间且靠近空气出口的第二上层风道；激光光源，用于对流经风道的空气进行激光照射；光学传感器，设置在下层风道中，用于检测由激光照射空气产生的散射光，并将光信号转换为电信号；风扇，设置在空气出口侧，用于将空气吸入和排出该粒子检测模块；控制模块，用于对光学传感器发送来的电信号进行处理来检测空气中的粒子质量浓度。

【技术特征摘要】
1.一种粒子检测模块，包括外壳，该外壳包括相互扣合的第一壳体和第二壳体，其特征在于，还包括：空气入口；空气出口；印刷电路板，设置在第二壳体上，将粒子检测模块的内部空间划分为上层空间和下层空间；风道，为空气从空气入口进入后的流通通道，该风道至少包括位于上层空间且靠近空气入口的第一上层风道、位于下层空间的下层风道以及位于上层空间且靠近空气出口的第二上层风道；激光光源，用于对流经风道的空气进行激光照射；光学传感器，设置在下层风道中，用于检测由激光照射空气产生的散射光，并将光信号转换为电信号；风扇，设置在空气出口侧，用于将空气吸入和排出该粒子检测模块；控制模块，用于对光学传感器发送来的电信号进行处理来检测空气中的粒子质量浓度。2.根据权利要求1所述的粒子检测模块，其特征在于，空气入口和空气出口设置在外壳的同一侧面。3.根据权利要求1或2所述的粒子检测模块，其特征在于，印刷电路板包括靠近空气入口的第一开口和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，王大伟，
申请(专利权)人：北京汉王蓝天科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11