本實用新型涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光檢測空氣顆粒物質(zhì)量濃度傳感器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著空氣污染問題成為社會各界普遍關(guān)注的問題，空氣污染檢測裝置——空氣顆粒物質(zhì)量濃度傳感器(PM2.5傳感器)的應(yīng)用更加廣泛，同時市場對傳感器的精度和可靠性提出了更高的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在提供一種激光檢測空氣顆粒物質(zhì)量濃度傳感器，在復(fù)雜的使用環(huán)境中仍然能保證較高的精度和可靠性。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實用新型公開的一種激光檢測空氣顆粒物質(zhì)量濃度傳感器，包括箱體，所述箱體內(nèi)安裝風(fēng)道系統(tǒng)、光學(xué)組件、光電二極管；所述風(fēng)道系統(tǒng)包括進風(fēng)口、風(fēng)道、風(fēng)扇、出風(fēng)口，所述進風(fēng)口和出風(fēng)口設(shè)置在箱體表面，進風(fēng)口和出風(fēng)口分別設(shè)置在風(fēng)道的兩端，所述出風(fēng)口設(shè)有風(fēng)扇；所述光學(xué)組件包括激光光源、聚焦透鏡、光路折疊鏡、光陷阱、集光透鏡，所述激光光源發(fā)出的發(fā)出光束穿過聚焦透鏡后形成匯聚光束，所述匯聚光束經(jīng)光路折疊鏡反射后形成反射光束，所述反射光束再穿過集光透鏡后形成再匯聚光束，所述再匯聚光束照在光電二極管上，所述光陷阱設(shè)置在光路折疊鏡與集光透鏡之間的光路上，所述反射光束的焦點位于光路折疊鏡與光陷阱之間，所述反射光束垂直穿過風(fēng)道，所述焦點位于風(fēng)道的中軸線上。

優(yōu)選的，所述光路折疊鏡包括橫截面為五邊形的腔體，所述腔體相鄰且相互垂直的兩面上分別開設(shè)入光孔、出光孔，腔體內(nèi)壁設(shè)有至少兩面鏡面反射鏡，所述出光孔與風(fēng)道連通。

優(yōu)選的，所述入光孔直徑大于出光孔直徑。

進一步的，所述激光光源的中心、聚焦透鏡的中心、入光孔的中心位于同一軸線上，所述出光孔的中心、光陷阱的中心、集光透鏡的中心、光電二極管的中心位于同一軸線上。

進一步的，所述光陷阱為V型，V的開口正對焦點。

優(yōu)選的，所述光陷阱位于風(fēng)道的側(cè)壁，光陷阱正對出光孔，光陷阱兩側(cè)分別開設(shè)有大小相同的方形通光孔。

優(yōu)選的，所述激光光源為激光二極管，波長為650nm。

進一步的，所述聚焦透鏡為雙凸透鏡。

進一步的，所述集光透鏡為雙凸透鏡。

優(yōu)選的，還包括電路模塊，所述光電二極管與電路模塊連接。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型采用更為復(fù)雜、精密的光學(xué)組件，大大提高了傳感器在復(fù)雜實用環(huán)境中的精度和可靠性；光路折疊鏡的結(jié)構(gòu)能夠在保證傳感器精度和可靠性的基礎(chǔ)上，縮小體積；本實用新型采集與顆粒物粒徑特征相關(guān)性更高的前向散射光信號進行分析計算，從而能得出更準確的檢測數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為光電二極管接收顆粒物前向散射光示意圖；

圖中：1-箱體、2-激光光源、3-聚光透鏡、4-光路折疊鏡、5-風(fēng)道、6-中軸線、7-方形通光孔、8-風(fēng)扇、9-出風(fēng)口、10-進風(fēng)口、11-光陷阱、12-集光透鏡、13-光電二極管、14-電路模塊、15-集光鏡中心線、16-入光孔、17-匯聚光束、18出光孔、19-焦點。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型公開的一種激光檢測空氣顆粒物質(zhì)量濃度傳感器，包括箱體1，箱體1內(nèi)安裝風(fēng)道系統(tǒng)、光學(xué)組件、光電二極管13、電路模塊14；風(fēng)道系統(tǒng)包括進風(fēng)口10、風(fēng)道5、風(fēng)扇8、出風(fēng)口9，進風(fēng)口10和出風(fēng)口9設(shè)置在箱體1表面，進風(fēng)口10和出風(fēng)口9分別設(shè)置在風(fēng)道5的兩端，出風(fēng)口9設(shè)有風(fēng)扇8；光學(xué)組件包括激光光源2、聚焦透鏡3、光路折疊鏡4、光陷阱11、集光透鏡12，激光光源2發(fā)出的發(fā)出光束穿過聚焦透鏡3后形成匯聚光束17，匯聚光束17經(jīng)光路折疊鏡4反射后形成反射光束，反射光束再穿過集光透鏡12后形成再匯聚光束，再匯聚光束照在光電二極管13上，光陷阱11設(shè)置在光路折疊鏡4與集光透鏡12之間的光路上，反射光束的焦點19(即反射光束聚焦匯聚于一點的點)位于光路折疊鏡4與光陷阱11之間，反射光束垂直穿過風(fēng)道5，焦點19位于風(fēng)道5的中軸線上；光電二極管13與電路模塊14連接，光路折疊鏡4包括橫截面為五邊形的腔體，五邊形的腔體包括依次連接的第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第三側(cè)壁、第四側(cè)壁、第五側(cè)壁，第一側(cè)壁與第二側(cè)壁垂直，第一側(cè)壁開設(shè)入光孔16，第二側(cè)壁開設(shè)出光孔18，第三側(cè)壁內(nèi)壁設(shè)有一面鏡面反射鏡，第五側(cè)壁內(nèi)壁設(shè)有一面鏡面反射鏡，出光孔18與風(fēng)道5連通，入光孔16直徑大于出光孔18直徑，激光光源2的中心、聚焦透鏡3的中心、入光孔16的中心位于同一軸線上，出光孔18的中心、光陷阱11的中心、集光透鏡12的中心、光電二極管13的中心位于同一軸線上，光陷阱11為V型，V的開口正對焦點19，光陷阱11位于風(fēng)道5的側(cè)壁，光陷阱11正對出光孔18，光陷阱11兩側(cè)分別開設(shè)有大小相同的方形通光孔7，激光光源2為激光二極管，波長為650nm，聚焦透鏡3為雙凸透鏡，集光透鏡12為雙凸透鏡，箱體1為不透光材質(zhì)。

本實用新型的工作原理：

激光光源2發(fā)出的發(fā)出光束經(jīng)聚焦透鏡3聚焦后形成匯聚光束17，沿x方向傳播；匯聚光束17由入光孔16進入光路折疊鏡4，在光路折疊鏡4中發(fā)生兩次全反射后傳播方向改變形成反射光束，沿y方向由出光孔18垂直穿過風(fēng)道5，同時反射光束的焦點19在風(fēng)道5的中軸線6上。反射光束穿過風(fēng)道5后到達光陷阱11，被全部阻擋吸收。反射光束與風(fēng)道5在空間上的相交區(qū)域為測量區(qū)。顆粒物隨空氣由進風(fēng)口10進入風(fēng)道5，經(jīng)過上述測量區(qū)時顆粒物被激光照射，產(chǎn)生較強的前向散射光信號，前向散射光信號經(jīng)過方形通光孔7后被集光透鏡12匯聚于光電二極管13上，光電二極管13將接收到散射光信號轉(zhuǎn)化為電脈沖信號，輸送給電路模塊14；顆粒物粒徑越大，產(chǎn)生的散射光信號越強，電路模塊14對脈沖信號的個數(shù)和大小進行統(tǒng)計分析，并計算出空氣中對應(yīng)的顆粒物的質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)。

如圖2所示，在焦點19處的顆粒物散射激光，前向散射光繞過光陷阱11被集光透鏡12收集匯聚到光電二極管13上。

當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。