颗粒物检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及环境检测设备技术领域，尤其涉及一种颗粒物检测装置，包括照明系统、散射光收集系统以及气路系统；所述照明系统包含激光模组、透镜安装座以及透镜，激光模组固定于透镜安装座的外侧，透镜安装于透镜安装座的内侧并与激光模组对应；散射光收集系统包含散射腔、第一光电探测器、第二光电探测器和PCB板，透镜安装座固定在散射腔的侧部，散射腔的下端开口用于安装PCB板，第一光电探测器和第二光电探测器分别安装于固定板上；气路系统包含进气口、出气口和气泵，进气口固定于散射腔的上表面，出气口固定于PCB板上。本实用新型专利技术改变了现有颗粒物检测装置中光电探测器状态无法校验、长期应用数据准确性无法保证等问题，提高了测量数据精度。

【技术实现步骤摘要】
颗粒物检测装置
本技术涉及环境检测设备
，尤其涉及一种颗粒物检测装置。
技术介绍
近年来激光散射法测量大气颗粒物的检测装置得到了长足的发展，其主要原理是利用激光照射大气中的颗粒物产生散射，并通过散射光收集系统对散射光进行收集，根据收集的信号进行颗粒物数量及质量的计算。激光散射法颗粒物传感器的实际应用中，检测装置的照明系统、气路系统、散射光收集系统等设计均会影响检测装置的测量精度。照明系统的光强不均匀分布导致颗粒物粒径被错判，从而使测量结果偏低；气路系统中部分颗粒物沉降到感光区，日积月累导致检测装置性能降低；散射光收集系统的设计不合理导致收集信号弱，小粒径(D＜1μm)和大粒径(10μm＜D＜100μm)颗粒物难以同时检出，光电探测器状态无法校验，不能及时发现光电探测器的异常状态等问题制约着颗粒物检测装置的进一步发展。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种颗粒物检测装置。本技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种颗粒物检测装置，其特征在于：包括照明系统、散射光收集系统、气路系统以及分析处理单元；所述照明系统包含激光模组、透镜安装座以及透镜，所述激光模组固定于透镜安装座的外侧，所述透镜安装于透镜安装座的内侧并与所述激光模组对应；所述散射光收集系统包含散射腔、第一光电探测器、第二光电探测器和PCB板，所述透镜安装座固定在所述散射腔的侧部，所述散射腔的下端开口用于安装PCB板并进行腔室的密封，所述PCB板上有用于安装和定位光电探测器的固定板，所述第一光电探测器和第二光电探测器分别安装于固定板上；所述气路系统包含进气口、出气口、气泵以及过滤器，所述进气口固定于散射腔的上表面，所述出气口固定于PCB板上，所述过滤器与出气口相连，所述气泵通过采样管与过滤器相接。优选地，所述散射腔为一个圆形或者矩形空腔。优选地，所述散射腔内壁使用消光漆进行表面处理。优选地，所述第一光电探测器和第二光电探测器分别位于光敏区的两侧。优选地，所述第一光电探测器和第二光电探测器固定在一块固定板上并位于所述光敏区的同侧。优选地，第一光电探测器和第二光电探测器的安装位置位于进气口和出气口连线的同一侧。优选地，进气口采用外圆内方模式，即与采样管相连端为圆形，而与散射腔相连端为方形，且变形处经过试验优选确定，该处进行倒圆角设计。本技术的有益效果是:相对于现有技术，本技术通过对散射光收集系统进行优化设计，改变了目前常见的直角散射式收集系统的反射光多次到达光电探测器干扰测量的问题。选用双光电探测器，并将光电探测器的相对位置进行优化设计，使光电探测器之间能够相互校验，保证光电探测器的准确性，双光电探测器的设计增加小粒径颗粒物的检出效率，同时对不同粒径的颗粒物进行详细分档，质量浓度的计算结果更加准确。附图说明图1是本技术的分解图；图2是本技术的立体图；图3是本技术中光电探测器的安装位置与气流运动方向示意图；图4是本技术中照明系统遮光光阑位置示意图；图5a是本技术中光电探测器的一种安装结构图；图5b是本技术中光电探测器另一种安装结构图；图6是本技术中进气口结构示意图。具体实施方式下面结合附图及较佳实施例详细说明本技术的具体实施方式。如图1和图2所示，一种颗粒物检测装置，包括照明系统、散射光收集系统、气路系统以及分析处理单元；所述照明系统包含激光模组1、透镜安装座2以及透镜3，所述激光模组固定于透镜安装座的外侧，具体为，透镜安装座的外侧设置一个圆筒，与内侧是相通的，该激光模组安装在该圆筒内，所述透镜安装于透镜安装座的内侧并与所述激光模组对应，激光模组产生的激光经透镜一维聚焦于光敏区。本装置中透镜安装座的长度小于20mm,透镜的焦距小于25mm,从而使颗粒物检测装置尺寸减小，方便安装与集成。在透镜3后增加垂直遮光光阑11和水平遮光光阑12如图4所示，从而截取照明光束中均匀度较高的部分到达光敏区，且整个光敏区的光斑宽度保持一致，提高测量的准确性。所述散射光收集系统包含散射腔4、第一光电探测器5、第二光电探测器6和PCB板7，所述散射腔内壁使用消光漆进行表面处理，最大限度的减少杂散光，提高测量准确性。所述透镜安装座固定在所述散射腔的侧部，所述散射腔的下端开口用于安装PCB板并进行腔室的密封，所述PCB板上有用于安装和定位光电探测器的固定板8，所述第一光电探测器和第二光电探测器分别安装于固定板上。双光电探测器设计，提高散射光收集能力，有效检测小粒径颗粒物，提高检出效率。所述气路系统包含进气口9、出气口10、气泵以及过滤器，所述进气口固定于散射腔的上表面，所述出气口固定于PCB板上，所述过滤器与出气口相连，所述气泵通过采样管与过滤器相接。进气口经过特殊设计，采用外圆内方模式，即与采样管相连端为圆形，直径4mm。而与散射腔相连端为扁平长方形，尺寸1.5×3mm，且变形处经过试验优选确定，该处进行倒圆角设计，减少颗粒物沉降堆积。进气口的圆形入口方便与圆形采样管相连，长方形出口能够约束颗粒物到达光敏区时运行区域为长方形，保证采样气流中所有的颗粒物被主光束照明，同时让颗粒物逐个通过光敏区，减少多个颗粒物抱团通过，被错判的现象。本技术中光电探测器的相对位置有多种可能性，如图5a所示，第一光电探测器5和第二光电探测器6分居光敏区13两侧，且两光电探测器分别接收不同散射角度范围的散射光14，两个光电探测器的收集信号进行互相校验。为了保证测量的准确性，第一光电探测器靠近光敏区，接近直角散射，检测大粒径颗粒物；第二光电探测器远离光敏区，因此更接近前向散射，散射光强度大，检测小粒径颗粒物。或如图5b所示，所述第一光电探测器5和第二光电探测器6固定在一块固定板上并位于所述光敏区13的同侧且两光电探测器接收不同散射角度的散射光14。为了保证测量的准确性，第一光电探测器靠近光敏区，接近直角散射，检测大粒径颗粒物；第二光电探测器远离光敏区，因此更接近前向散射，散射光强度大，检测小粒径颗粒物。光电探测器的放置均避开了直角方向的反射光，因此可以有效避免光线经过多次反射到达光电探测器，干扰测量。本技术中光电探测器的安装位置与气流运动方向形成一定距离，如图3所示，气流的边界与光电探测器的边界彼此分开一定距离(大于5mm)保证颗粒物被检测后随气流运动到散射腔外部，避免颗粒物沉积到光电探测器干扰测量。本技术中第一光电探测器5与第二光电探测器6对彼此的状态进行校验，具体的，第一光电探测器5检测粒径2.5-100μm，而第二光电探测器6检测粒径0.3-5μm，二者在2.5-5μm粒径范围内进行重复检测，当检测结果偏差过大时，认为检测装置出现问题，需要进行检修。本装置的工作原理：颗粒物检测装置工作时，大气环境中的颗粒物被抽气泵吸入散射腔，并以一定的速度穿过整个光敏区，同时颗粒物在激光的照射下发生散射现象，产生一定强度的散射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒物检测装置，其特征在于：包括照明系统、散射光收集系统、气路系统以及分析处理单元；所述照明系统包含激光模组、透镜安装座以及透镜，所述激光模组固定于透镜安装座的外侧，所述透镜安装于透镜安装座的内侧并与所述激光模组对应；所述散射光收集系统包含散射腔、第一光电探测器、第二光电探测器和PCB板，所述透镜安装座固定在所述散射腔的侧部，所述散射腔的下端开口用于安装PCB板并进行腔室的密封，所述PCB板上有用于安装和定位光电探测器的固定板，所述第一光电探测器和第二光电探测器分别安装于固定板上；所述气路系统包含进气口、出气口、气泵以及过滤器，所述进气口固定于散射腔的上表面，所述出气口固定于PCB板上，所述过滤器与出气口相连，所述气泵通过采样管与过滤器相接。/n

【技术特征摘要】
1.一种颗粒物检测装置，其特征在于：包括照明系统、散射光收集系统、气路系统以及分析处理单元；所述照明系统包含激光模组、透镜安装座以及透镜，所述激光模组固定于透镜安装座的外侧，所述透镜安装于透镜安装座的内侧并与所述激光模组对应；所述散射光收集系统包含散射腔、第一光电探测器、第二光电探测器和PCB板，所述透镜安装座固定在所述散射腔的侧部，所述散射腔的下端开口用于安装PCB板并进行腔室的密封，所述PCB板上有用于安装和定位光电探测器的固定板，所述第一光电探测器和第二光电探测器分别安装于固定板上；所述气路系统包含进气口、出气口、气泵以及过滤器，所述进气口固定于散射腔的上表面，所述出气口固定于PCB板上，所述过滤器与出气口相连，所述气泵通过采样管与过滤器相接。


2.根据权利要求1所述的颗粒物检测装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪朗，张志明，刘建宏，赵超龙，高建民，
申请(专利权)人：天津同阳科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12