一种光栅式颗粒物检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种光栅式颗粒物检测装置，包括外壳，还包括设置在所述外壳内的：平行光光源，用于发出平行光；光栅，设置在平行光光源之后，用于将平行光光源出射的平行光光束的一部分进行遮挡提供片状光束；气流通道，设置在所述光栅之后，用于使携带颗粒物的气流穿过所述片状光束；光敏元件，设置在气流的光散射区域内，用于采集颗粒物的光散射信号并转换成电信号；信号处理电路，与所述光敏元件电连接，用于将电信号处理为颗粒物浓度信号。本实用新型专利技术采用基本近似为片状光束的平行光光源，再通过光栅滤除杂光、弱光，进一步将光束整形成理想的片状光束。相对于现有技术，省去了两种曲面的透镜，简化了复杂的设计和复杂的制造工艺。艺。艺。

【技术实现步骤摘要】
一种光栅式颗粒物检测装置


[0001]本技术属于空气质量检测
，具体的说，涉及了一种光栅式颗粒物检测装置。

技术介绍

[0002]近年来，可吸入颗粒物PM10、PM2.5对人体健康的影响越来越受到人们的重视，所以对颗粒物的检测技术也不断的推陈出新。对空气中颗粒物的检测方法主要有β射线法、振荡天平法、光散射法。其中，光散射法是一种成本低、响应快的测量方法，现有技术也多采用激光散射法进行颗粒物浓度检测，光散射法也适合在成本要求较高的领域推广普及。文献CN108885162A，提供两个光学部件(非球面透镜、柱面透镜)，形成一种光强分布均匀的片状激光束，可实现多种颗粒物质量浓度测量(实现0.3至10微米范围内的颗粒物质量浓度测量)。文献CN109406356A，提供一个光学部件(一面为非球面透镜、另一面为柱面透镜)，形成一种光强分布均匀的片状激光束，从而实现多种颗粒物质量浓度测量。这些技术都能很好的对颗粒物进行识别、检测。
[0003]但是，文献CN108885162A和文献CN109406356A的片状激光束都是由柱面透镜产生，而柱面透镜的聚焦是能把平行光由宽到窄逐渐汇聚，在实际聚焦点的位置最薄，然后又会逐渐变宽。所说的“光片”只是在柱面透镜实际聚焦点的位置前后几毫米的范围内产生，超出此范围“光片”的厚度将会明显变厚而达不到检测要求。因此发光管与透镜的距离就需要精确调节，否则光片就可能不会落在光敏元件的正前方。也正因此文献CN109406356A中设计了一些可活动连接的安装件及定位件。而这些可活动连接的安装件及定位件不仅是在产品设计时增加了设计复杂性，而且在产品制造过程中更是增加了生产工艺的复杂性。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种光栅式颗粒物检测装置。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0006]本技术提供了一种光栅式颗粒物检测装置，包括外壳，还包括设置在所述外壳内的：
[0007]平行光光源，用于发出平行光；
[0008]光栅，设置在平行光光源之后，用于将平行光光源出射的平行光光束的一部分进行遮挡提供片状光束；
[0009]气流通道，设置在所述光栅之后，用于使携带颗粒物的气流穿过所述片状光束；
[0010]光敏元件，设置在气流的光散射区域内，用于采集颗粒物的光散射信号并转换成电信号；
[0011]信号处理电路，与所述光敏元件电连接，用于将电信号处理为颗粒物浓度信号。
[0012]基于上述，所述平行光光源包括基板、LED和透镜；所述基板的一面引出引脚，所述LED通过环氧树脂封装在所述基板的另一面并与所述引脚电连接；所述透镜设置在所述LED
上部，并使所述透镜的焦点位于所述LED发光区域的中心。
[0013]基于上述，所述LED为激光LED。
[0014]基于上述，所述透镜采用球面透镜或非球面透镜，所述透镜的曲率半径在1mm至15mm范围之间。
[0015]本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说：
[0016]（1）本技术的光栅式颗粒物检测装置采用了平行光光源，该光源出射光基本近似为片状光束，再通过光栅滤除杂光、弱光，进一步将光束整形成理想的片状光束。相对于现有技术，省去了两种曲面的透镜，简化了复杂的设计和复杂的制造工艺，同时还省去了复杂的调节步骤；
[0017]（2）将壳体的一部分设计为光栅，更是简化了光路结构的设计与制造装配工艺。
附图说明
[0018]图1为实施例1的光栅式颗粒物检测装置的原理图。
[0019]图2为实施例2中光栅式颗粒物检测装置的爆炸结构示意图。
[0020]图3为实施例3中光栅式颗粒物检测装置的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0022]实施例1
[0023]如图1所示，本实施例提供一种光栅式颗粒物检测装置，包括外壳1，还包括设置在所述外壳内的：
[0024]平行光光源2，用于发出平行光；
[0025]光栅3，设置在平行光光源2之后，用于将平行光光源2出射的平行光光束的一部分进行遮挡提供片状光束21；
[0026]气流通道4，设置在所述光栅3之后，用于使携带颗粒物的气流穿过所述片状光束21；
[0027]光敏元件5，设置在气流的光散射区域内，用于采集颗粒物的光散射信号并转换成电信号；
[0028]信号处理电路，与所述光敏元件5电连接，用于将电信号处理为颗粒物浓度信号。
[0029]实施例2
[0030]本实施例与实施例1的区别在于：提供了一种具体的平行光光源方案。
[0031]如图2所示，所述平行光光源包括基板22、激光LED23和透镜24；所述基板22的一面引出引脚，所述激光LED23通过环氧树脂封装在所述基板22的另一面并与所述引脚电连接；所述透镜24通过光源固定件25设置在所述激光LED23上部，并使所述透镜24的焦点位于所述激光LED23发光区域的中心。
[0032]特别的，所述透镜24采用球面透镜或非球面透镜，所述透镜24的曲率半径在1mm至15mm范围之间。
[0033]实施例3
[0034]如图2和图3所示，本实施例与实施例1的区别在于：提供了一种具体的光栅式颗粒
物检测装置的实现方式。
[0035]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本技术技术方案的精神，其均应涵盖在本技术请求保护的技术方案范围当中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光栅式颗粒物检测装置，包括外壳，其特征在于，还包括设置在所述外壳内的：平行光光源，用于发出平行光；光栅，设置在平行光光源之后，用于将平行光光源出射的平行光光束的一部分进行遮挡提供片状光束；气流通道，设置在所述光栅之后，用于使携带颗粒物的气流穿过所述片状光束；光敏元件，设置在气流的光散射区域内，用于采集颗粒物的光散射信号并转换成电信号；信号处理电路，与所述光敏元件电连接，用于将电信号处理为颗粒物浓度信号。2.根据权利要求1所述的光栅式颗粒物检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：古瑞琴，田勇，侯宗合，徐紫昱，郭宝全，
申请(专利权)人：郑州炜盛电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：