本发明专利技术涉及一种PM2.5检测装置及其制造方法，其包括用于将所需定量空气中大于2.5μm的颗粒过滤去除的颗粒分离机构以及用于对所述定量空气中PM2.5含量实施检测的PM2.5检测机构，所述颗粒分离机构的出口端与PM2.5检测机构的入口端连接，所述PM2.5检测机构包括检测腔体，所述检测腔体的外侧设置检测光源及光探测器，检测光源发出的光线通过检测腔体上的光入射窗口进入检测腔体内，光探测器通过检测腔体上的光出射窗口接收检测腔体内经PM2.5颗粒吸收、散射后的出射光线，所述光探测器根据出射光线的强度确定并输出PM2.5的浓度值。本发明专利技术与常规MEMS工艺相兼容，工艺简单方便，可提高PM2.5检测的精度及有效性，小型化的结构使其具有便携性和实时检测的特点，适应范围广，安全可靠。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种PM2.5检测装置及其制造方法，其包括用于将所需定量空气中大于2.5μm的颗粒过滤去除的颗粒分离机构以及用于对所述定量空气中PM2.5含量实施检测的PM2.5检测机构，所述颗粒分离机构的出口端与PM2.5检测机构的入口端连接，所述PM2.5检测机构包括检测腔体，所述检测腔体的外侧设置检测光源及光探测器，检测光源发出的光线通过检测腔体上的光入射窗口进入检测腔体内，光探测器通过检测腔体上的光出射窗口接收检测腔体内经PM2.5颗粒吸收、散射后的出射光线，所述光探测器根据出射光线的强度确定并输出PM2.5的浓度值。本专利技术与常规MEMS工艺相兼容，工艺简单方便，可提高PM2.5检测的精度及有效性，小型化的结构使其具有便携性和实时检测的特点，适应范围广，安全可靠。【专利说明】PM2.5检测装置及其制造方法
本专利技术涉及一种检测装置及制造方法，尤其是一种PM2.5检测装置及其制造方法，具体地说是一种基于光学探测技术的PM2.5检测装置及其制造方法，属于MEMS和环境科学的
。
技术介绍
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μπι的颗粒物，也称可入肺颗粒物。虽然ΡΜ2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有着重要的影响。ΡΜ2.5粒径小，含有大量有毒、有害物质且在大气中停留时间长、输送距离远，因此对人体健康和大气环境质量的影响很大。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10 μ m以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面，粒径在2.5-10 μ m之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，此外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小。而粒径在2.5 μ m以下的细颗粒物，不易被阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。人体的生理结构决定了人体对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，而PM2.5对人类健康的危害却随着医学技术的进步，逐渐暴露出其恐怖的一面。每个人平均每天要吸入约I万升的空气，进入肺泡的微尘会被迅速吸收、不经过肝脏解毒而直接进入血液循环分布到全身各处，进而损害血红蛋白输送氧的能力，造成血液丧失，对贫血和血液循环障碍的病人来说，这种情况可能会产生非常严重的后果，例如可能加重呼吸系统疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。这些颗粒还将通过支气管和肺泡进入血液，其中含有的有害气体、重金属等会溶解在血液中，对人体健康的伤害更大。为了使民众能精确地感知本地空气质量，以减少其在污染天气的外出活动或提醒其采取相应的保护措施，对PM2.5进行方便、快捷、实时的检测就成为了一项具有重大意义的工作。目前，各国环保部门广泛采用的PM2.5检测分析方法主要分两类:手工分析和自动分析。手工分析主要采用重量法，而自动分析主要包括β射线法、微量振荡天平法。我国目前对ΡΜ2.5的测定主要采用重量法，其原理主要是抽取空气通过采样器，使环境空气中的ΡΜ2.5被截留在已知质量滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差和采样体积计算出ΡΜ2.5的浓度。β射线法则是利用β射线衰减的原理，当β射线通过沉积着颗粒物的滤膜时，β射线能量衰减，通过对衰减量的测定便可计算出颗粒物的浓度。微量振荡天平法是在质量传感器内使用一个振荡空心锥形管，在其振荡端安装可更换的滤膜，振荡频率取决于锥形管特征和其质量。当采样气流通过滤膜，其中的颗粒物沉积在滤膜上，滤膜的质量变化导致振荡频率的变化，通过振荡频率变化计算出沉积在滤膜上颗粒物的质量，再根据流量、现场环境温度和气压计算出该时段颗粒物标志的质量浓度。可以看到，PM2.5的检测过程主要分为两部分:收集与分析。而上述三种方法的收集过程都依赖于PM2.5切割器、采样器以及滤膜，但是现有的设备普遍具有体积大、功耗大、价格高、不便携等缺点，且对不同粒径颗粒的过滤效果完全靠滤膜的孔隙尺寸决定。鉴于此，如何能够方便、快捷、便宜、高效地检测PM2.5就成为了一项具有重要意义的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种PM2.5检测装置及其制备方法，其结构紧凑合理，与常规MEMS工艺相兼容，工艺操作简单方便，可提高PM2.5检测的精度及有效性，小型化的结构使其具有便携性和实时检测的特点，适应范围广，安全可靠。按照本专利技术提供的技术方案，所述PM2.5检测装置，包括用于将所需定量空气中大于2.5 μ m的颗粒过滤去除的颗粒分离机构以及用于对所述定量空气中PM2.5含量实施检测的PM2.5检测机构，所述颗粒分离机构的出口端与PM2.5检测机构的入口端连接，所述PM2.5检测机构包括检测腔体，所述检测腔体的外侧设置检测光源及光探测器，检测光源发出的光线通过检测腔体上的光入射窗口进入检测腔体内，光探测器通过检测腔体上的光出射窗口接收检测腔体内经PM2.5颗粒吸收、散射后的出射光线，所述光探测器根据出射光线的强度确定并输出PM2.5的浓度值。所述检测光源包括红外光源、紫外光源和激光光源，光探测器包括红外探测器、紫外探测器和激光探测器。所述颗粒分离机构包括颗粒分离机构框体，所述颗粒分离机构框体内的一端设置空气入口，另一端设置空气出口，所述空气出口通过降尘室机构与空气入口相连通；所述降尘室机构包括第一级降尘室、第二级降尘室及第三级降尘室，所述第一级降尘室的上方设置第一级挡尘板，第二级降尘室的上方设置第二级挡尘板，第三极降尘室的上方设置第三级挡尘板，所述第一级挡尘板、第二级挡尘板及第三级挡尘板与空气入口相对应，第一级挡尘板与第一级降尘室及第二级降尘室的结合部形成第一级挡尘间隙，第二级挡尘板与第二级降尘室及第三级降尘室的结合部形成第二级挡尘间隙，第三级挡尘板与颗粒分离机构框体间形成第三级挡尘间隙，所述第三级挡尘间隙与空气出口相连通，第三级挡尘间隙的尺寸不大于2.5 μ m。所述颗粒分离机构框体内的下部设置液体流道，所述液体流道沿空气入口指向空气出口的方向分布，并贯通所述颗粒分离机构框体；液体流道分别通过第一级入液口、第二级入液口及第三级入液口与第一级降尘室、第二级降尘室及第三级降尘室相连通。所述检测腔体的长度为0.f 100mm，检测腔体内涂覆有高反射层。所述第一级挡尘间隙的尺寸为10-50 μ m，第二级挡尘间隙的尺寸为5-10 μ m。一种PM2.5检测装置的制备方法，所述PM2.5检测装置的制备方法包括如下步骤: a、提供所需的颗粒分离机构基底，选择性地掩蔽和刻蚀所述颗粒分离机构基底，以在所述颗粒分离机构基底上得到所需的颗粒分离机构框体，所述颗粒分离机构框体包括位于一端的空气入口及位于另一端的空气出口，所述空气出口通过降尘室机构与空气入口相连通； b、在所述颗粒分离机构框体上设置用于实现半封闭降尘室机构的盖体，以形成颗粒分离机构； C、在颗粒分离机构的空气出口设置PM2.5检测机构的检测腔体，所述检测腔体与空气出口相连通；在所述检测腔体上设置光入射窗口及光出射窗口 ； d、在检测腔体的外侧设置检测光源及光探测器，所述检测光源与光入射窗口对应，光探测器与光出射窗口相对应，检测光源发出的光线通过检测腔体上的光入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种PM2.5检测装置，其特征是：包括用于将所需定量空气中大于2.5μm的颗粒过滤去除的颗粒分离机构（A）以及用于对所述定量空气中PM2.5含量实施检测的PM2.5检测机构（B），所述颗粒分离机构（A）的出口端与PM2.5检测机构（B）的入口端连接，所述PM2.5检测机构（B）包括检测腔体（18），所述检测腔体（18）的外侧设置检测光源（20）及光探测器（21），检测光源（20）发出的光线通过检测腔体（18）上的光入射窗口（22）进入检测腔体（18）内，光探测器（21）通过检测腔体（18）上的光出射窗口（23）接收检测腔体（18）内经PM2.5颗粒吸收、散射后的出射光线，所述光探测器（21）根据出射光线的强度确定并输出PM2.5的浓度值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毛海央，谌灼杰，欧文，吴文刚，
申请(专利权)人：江苏物联网研究发展中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。