本發(fā)明屬于汽車(chē)配件領(lǐng)域，具體涉及一種帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的激光粉塵傳感器在使用過(guò)程中，隨著設(shè)備工作時(shí)間增長(zhǎng)，被測(cè)量的空氣中包含的粉塵會(huì)逐漸在激光管的出射鏡外表面(指能與被測(cè)量空氣直接接觸的那一面)和作為散射光接收器的硅光管外表面積累，積累的粉塵會(huì)對(duì)出射激光和接收管接收到的散射光信號(hào)產(chǎn)生遮擋，使得測(cè)量的值與真實(shí)值發(fā)生偏移，由此會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的偏差，以及由于測(cè)量結(jié)果的大幅度偏差而造成應(yīng)用這些測(cè)量值的設(shè)備被錯(cuò)誤數(shù)據(jù)指導(dǎo)而做出錯(cuò)誤的動(dòng)作。

現(xiàn)有的激光粉塵傳感器，主要有內(nèi)置激光器、光電接收器件、微型風(fēng)機(jī)和信號(hào)處理組件組成，采用光散射原理，激光器發(fā)出的激光束穿過(guò)測(cè)量腔體，微型風(fēng)機(jī)工作產(chǎn)生流動(dòng)的氣體，氣體經(jīng)過(guò)激光束所在的測(cè)量腔體時(shí)，激光在被測(cè)氣體中包含的顆粒物上產(chǎn)生散射，散射光由光電接收器件轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再通過(guò)信號(hào)處理組件按照特定的算法算出pm2.5質(zhì)量濃度、pm10質(zhì)量濃度、pm0.3～pm2.5顆粒物個(gè)數(shù)、pm2.5～pm10顆粒物個(gè)數(shù)。

如圖1和2所示，現(xiàn)有的激光粉塵傳感器，在使用過(guò)程中，由于被測(cè)氣體中的粉塵顆粒物不可避免地會(huì)有部分吸附或者沉淀在激光器1的出射鏡外表面(指能與被測(cè)量空氣直接接觸的那一面)和作為散射光接收器的硅光管外的表面，由于激光粉塵傳感器的測(cè)量腔體一般是密封的，這些吸附或者沉淀的顆粒物在不拆開(kāi)測(cè)量腔體時(shí)是無(wú)法清潔的(尤其是當(dāng)傳感器被安裝在空氣凈化器或者汽車(chē)內(nèi)時(shí))。這些吸附或者沉淀的粉塵會(huì)造成兩個(gè)問(wèn)題：

1.激光器出射光被粉塵遮擋，造成出射光強(qiáng)度降低；

2.散射光被作為接收器的硅光管表面的粉塵遮擋，造成實(shí)際接收的光信號(hào)強(qiáng)度變小。

現(xiàn)有的激光粉塵傳感器一般是在產(chǎn)品制作過(guò)程中，在激光器和接收器件表面未被污染時(shí)，對(duì)激光器的出射光強(qiáng)e0和接收器接收到的散射光強(qiáng)進(jìn)行標(biāo)定，在后續(xù)的使用過(guò)程中，這個(gè)初始值e0會(huì)作為測(cè)量的基準(zhǔn)。例如，在激光器和接收器件表面未被污染時(shí)，激光器的出射光強(qiáng)為e0，直徑為d的顆粒物經(jīng)過(guò)激光束時(shí)產(chǎn)生的散射光被接收器接收到的光強(qiáng)度為e1；當(dāng)激光器和接收器件表面被污染后，直徑為d的顆粒物經(jīng)過(guò)激光束時(shí)產(chǎn)生的散射光被接收器接收到的光強(qiáng)度為e2，由于e2＜e1，在使用相同的計(jì)算方法計(jì)算出來(lái)的測(cè)量結(jié)果就會(huì)比實(shí)際值偏低。隨著傳感器使用時(shí)間的增長(zhǎng)、顆粒物吸附或沉淀越來(lái)越多，這個(gè)偏差會(huì)越來(lái)越大。

作為測(cè)量粉塵質(zhì)量濃度或者顆粒物個(gè)數(shù)的激光粉塵傳感器，其對(duì)測(cè)量的精準(zhǔn)度是有要求的，因而當(dāng)激光粉塵傳感器使用一定時(shí)間后，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)、顆粒物吸附或沉淀越來(lái)越多，其偏差越來(lái)越大，使得測(cè)量的結(jié)果沒(méi)有意義，或者使得應(yīng)用這些測(cè)量結(jié)果的電器被錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)指導(dǎo)，而做出錯(cuò)誤的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提高激光粉塵傳感器整個(gè)使用期間的精準(zhǔn)度。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置，包括激光器、檢測(cè)腔體和位于檢測(cè)腔體內(nèi)的散射光接收器，本發(fā)明還包括一個(gè)光源傳射器，所述激光器用于發(fā)射激光束，激光束的部分或者全部通過(guò)光源傳射器照在散射光接收器的接收面上。

上述的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置中，所述光源傳射器設(shè)置在檢測(cè)腔體的后側(cè)。

上述的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置中，所述光源傳射器的部分或者全部設(shè)置在檢測(cè)腔體的內(nèi)側(cè)。

上述的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置中，所述光源傳射器的結(jié)構(gòu)為反光鏡或者折射鏡。

上述的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置中，，還包括用于遮擋光源傳射器的遮擋機(jī)構(gòu)，激光束通過(guò)遮擋機(jī)構(gòu)無(wú)法傳送到光源傳射器上。

上述的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置中，還包括一個(gè)活動(dòng)平臺(tái)，所述活動(dòng)平臺(tái)控制遮擋機(jī)構(gòu)移動(dòng)以遮擋光源傳射器。

上述的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置中，所述遮擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為一塊擋板。

一種帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量檢測(cè)方法，包含以下步驟：

a、進(jìn)行首次定標(biāo)，接收器接收到的信號(hào)強(qiáng)度e3被儲(chǔ)存作為以后校準(zhǔn)的基準(zhǔn)光強(qiáng)；

b、在檢測(cè)裝置使用一段時(shí)間后，可以定時(shí)或者不定時(shí)的打開(kāi)遮擋機(jī)構(gòu)對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，這個(gè)時(shí)候接收器接收到的信號(hào)強(qiáng)度e4，令e4/e3＝η；

c、當(dāng)遮擋機(jī)構(gòu)復(fù)位后開(kāi)始測(cè)量，直徑為d的顆粒物經(jīng)過(guò)激光束時(shí)產(chǎn)生的散射光被接收器接收到的光強(qiáng)度為e5；信號(hào)處理組件在處理e5時(shí)，把e5/η作為接收到的實(shí)際光強(qiáng)。

(三)有益效果

本發(fā)明的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置，通過(guò)一個(gè)用于反射光束的光源傳射器，這個(gè)光源傳射器帶有一個(gè)可以被移開(kāi)的擋板，擋板未移開(kāi)時(shí)可以防止光源傳射器表面被污染，擋板移開(kāi)后光源傳射器可以反射光束的一部分或者全部至接收器的接收面，對(duì)傳感器的測(cè)量基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定，從而檢測(cè)非?；鶞?zhǔn)。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的激光粉塵傳感器的測(cè)試原理框圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)的激光粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置的第一實(shí)施例圖；

圖4為圖3中光源傳射器和遮擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3的俯視圖；

圖6為本發(fā)明的帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置的第二實(shí)施例圖；

圖中1為激光器、2為檢測(cè)腔體、3為散射光接收器、4為光源傳射器、5為激光束、6為遮擋機(jī)構(gòu)、8為粉塵顆粒物、9為接收面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例一：如圖3-圖5所示，一種帶自定標(biāo)裝置的激光粉塵濃度測(cè)量裝置，包括激光器1、光源傳射器4、檢測(cè)腔體2和位于檢測(cè)腔體2內(nèi)的散射光接收器3，所述光源傳射器4設(shè)置在檢測(cè)腔體2的后側(cè)。激光器1用于發(fā)射激光束5，激光束5的部分或者全部通過(guò)光源傳射器4照在散射光接收器3的接收面9上。

所述光源傳射器4的部分或者全部設(shè)置在檢測(cè)腔體2的內(nèi)側(cè)。

具體的說(shuō)，所述光源傳射器4的結(jié)構(gòu)為反光鏡或者折射鏡，也可以為其他光源傳播的設(shè)備。反射鏡可以使用一組反射鏡代替，反射鏡也可以使用一個(gè)或一組折射光學(xué)元件代替。只要能夠達(dá)到使被反射的光束的一部分或者全部能夠照在接收器的接收面上的效果即可。

光源傳射器4也可以使用其他光學(xué)元件或者幾個(gè)光學(xué)元件的組件代替。只要能夠達(dá)到使被反射的激光束5的一部分或者全部能夠照在接收器的接收面上的效果即可。

為了防塵，本發(fā)明還包括用于遮擋光源傳射器4的遮擋機(jī)構(gòu)6，激光束通過(guò)遮擋機(jī)構(gòu)無(wú)法傳送到光源傳射器4上，所述遮擋機(jī)構(gòu)6的具體結(jié)構(gòu)為一塊擋板，為了方便自動(dòng)控制擋板遮擋光源傳射器4，本發(fā)明設(shè)置了設(shè)置了一個(gè)活動(dòng)平臺(tái)，該活動(dòng)平臺(tái)用電磁驅(qū)動(dòng)或者是用電驅(qū)動(dòng)的電機(jī)等組成，傳感器內(nèi)置芯片發(fā)出的指令或者外接組件通過(guò)傳感器的信號(hào)線發(fā)出的指令使得該機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

上述結(jié)構(gòu)在機(jī)芯檢測(cè)時(shí)，包含以下步驟：

a、進(jìn)行首次定標(biāo)，接收器接收到的信號(hào)強(qiáng)度e3被儲(chǔ)存作為以后校準(zhǔn)的基準(zhǔn)光強(qiáng)；

b、在檢測(cè)裝置使用一段時(shí)間后，可以定時(shí)或者不定時(shí)的打開(kāi)遮擋機(jī)構(gòu)對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，這個(gè)時(shí)候接收器接收到的信號(hào)強(qiáng)度e4，令e4/e3＝η；

c、當(dāng)遮擋機(jī)構(gòu)復(fù)位后開(kāi)始測(cè)量，直徑為d的粉塵顆粒物8經(jīng)過(guò)激光束時(shí)產(chǎn)生的散射光被接收器接收到的光強(qiáng)度為e5；信號(hào)處理組件在處理e5時(shí)，把e5/η作為接收到的實(shí)際光強(qiáng)。

因此便糾正了由于長(zhǎng)時(shí)間使用粉塵沉淀造成的測(cè)量偏差，檢測(cè)非常精確。

實(shí)施例二：本實(shí)施例與實(shí)施例一的方案基本相同，所不同的是所述光源傳射器4的部分或者全部設(shè)置在檢測(cè)腔體2的內(nèi)側(cè)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。