顆粒物傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光電分析，特別涉及氣體中顆粒物的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]顆粒物指環(huán)境空氣中直徑小于2.5微米的固體顆粒物。由于它富含大量有毒、有害物質，能夠長時間懸浮于空氣中，吸入肺深處無法排出，因此對居民呼吸系統(tǒng)發(fā)病率、心血管發(fā)病率及死亡率都造成嚴重威脅。顆粒物濃度直接影響著環(huán)境空氣質量，因此對顆粒物的檢測重要意義。彈性光散射測量法具有速度快、靈敏度高等特點，是監(jiān)測顆粒物濃度的主要方法之一。采用彈性光散射測量法的顆粒物濃度傳感器的基本工作原理如下:空氣中的粒子在光束的照射下會產(chǎn)生與粒子大小成比例的散射光信號，該散射光信號通過光電探測器和前置放大電路后轉換為適當幅度的電壓脈沖信號，再經(jīng)過電子線路的甄別，從而完成對電脈沖信號的分檔計數(shù)。此時，電壓脈沖數(shù)量對應于微粒的個數(shù)，電壓脈沖的幅值對應于粒子的大小。
[0003]目前顆粒物傳感器主要用于被集成至如空氣凈化儀器的設備中，不易更換。隨空氣凈化設備的長時間開啟，顆粒物傳感器的半導體激光器輸出性能變差。目前顆粒物傳感器使用的半導體激光器壽命普遍不長(約10000小時)，不能滿足如空氣凈化儀器等設備的需要。且隨著輸出功率的明顯降低，會造成顆粒物散射信號甄別的誤判，造成顆粒物濃度測量結果不準確。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述現(xiàn)有技術方案中的不足，本實用新型提供了一種檢測準確、結構簡單、體積小、低成本的顆粒物傳感器。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]—種顆粒物傳感器，所述顆粒物傳感器包括:
[0007]至少二個光源；
[0008]光耦合模塊，所述光耦合模塊用于將所述至少二個光源發(fā)出的測量光耦合進檢測池內；
[0009]檢測池，所述檢測池具有進口和出口 ；
[0010]第一探測器，所述第一探測器設置在非測量光路徑上，用于將接收到的所述測量光在所述檢測池內的散射光轉換為電信號；
[0011]分析模塊，所述分析模塊根據(jù)光散射技術處理接收到的所述電信號，從而獲得檢測池內氣體中顆粒物值。
[0012]根據(jù)上述的顆粒物傳感器，可選地，所述顆粒物傳感器進一步包括:
[0013]消光模塊，產(chǎn)生散射光后的測量光進入所述消光模塊內。
[0014]根據(jù)上述的顆粒物傳感器，可選地，所述顆粒物傳感器進一步包括:
[0015]第二探測器，所述第二探測器用于檢測所述測量光的光強。
[0016]根據(jù)上述的顆粒物傳感器，可選地，所述顆粒物傳感器進一步包括:
[0017]控制電路，所述控制電路用于根據(jù)接收到的所述光強而控制所述至少二個光源中任一光源的工作與否。
[0018]根據(jù)上述的顆粒物傳感器，優(yōu)選地，所述消光模塊為空腔結構，所述測量光在所述消光模塊內多次反射。
[0019]根據(jù)上述的顆粒物傳感器，優(yōu)選地，所述第一探測器設置在所述檢測池外，光敏面的法線與測量光路徑垂直。
[0020]根據(jù)上述的顆粒物傳感器，可選地，所述光耦合模塊包括:
[0021]會聚器件，所述會聚器件用于將所述至少二個光源發(fā)出的測量光耦合進光纖組；
[0022]光纖組，所述光纖組用于傳輸所述測量光
[0023]光纖耦合器，所述光纖耦合器用于將所述光纖組傳送來的測量光耦合進出射光纖；
[0024]出射光纖，所述出射光纖的輸出端固定在所述檢測池上。
[0025]根據(jù)上述的顆粒物傳感器，優(yōu)選地，所述會聚器件為梯度折射率柱透鏡。
[0026]本實用新型的目的還在于提供了一種精度高的顆粒物檢測方法，該實用新型目的通過以下技術方案得以實現(xiàn):
[0027]根據(jù)上述的顆粒物傳感器的檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟:
[0028](A1)至少二個光源中的一個光源發(fā)出的測量光通過光耦合模塊進入檢測池內，所述檢測池內容納待測氣體，待測氣體內具有顆粒物；
[0029](A2)所述測量光與所述顆粒物發(fā)生相互作用，產(chǎn)生與顆粒物大小相對應的散射光；
[0030](A3)將所述散射光轉換為電信號，并送分析模塊；
[0031](A4)所述分析模塊根據(jù)光散射技術處理接收到的所述電信號，從而獲得檢測池內氣體中顆粒物值；
[0032](A5)切換光源，使用所述至少二個光源中的其它光源。
[0033]根據(jù)上述的檢測方法，可選地，切換光源的具體方式為:
[0034]檢測光源發(fā)出的測量光的光強:
[0035]當所述光強低于閾值時，停止使用該光源，并使用所述至少二個光源中的其它光源。
[0036]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有的有益效果為:
[0037]1.檢測準確
[0038]實時監(jiān)測在使用的光源的出射光強，當光強低于要求時，切換為其它符合要求的光源，防止由于輸出功率的明顯降低導致顆粒物散射信號甄別的誤判，保證了了檢測結果的準確；
[0039]利用散射光信號與顆粒物大小的關系，可獲得氣體中顆粒物的含量，如PM10值、PM2.5值
[0040]2.結構簡單、體積小、低成本
[0041]使用了體積小、低功率的半導體激光器以及光纖耦合、傳輸技術，使得整個傳感器集成度高，顯著地降低了體積及成本，使得顆粒物傳感器真正做到了輕便、易攜帶。
【附圖說明】
[0042]參照附圖，本實用新型的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本實用新型的技術方案，而并非意在對本實用新型的保護范圍構成限制。圖中:
[0043]圖1是根據(jù)本實用新型實施例1的顆粒物傳感器的結構簡圖。
【具體實施方式】
[0044]圖1和以下說明描述了本實用新型的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現(xiàn)本實用新型。為了教導本實用新型技術方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本實用新型的范圍內。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實用新型的多個變型。由此，本實用新型并不局限于下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。
[0045]實施例1:
[0046]本實用新型實施例的顆粒物傳感器，用于檢測氣體中的PM2.5，所述顆粒物傳感器包括:
[0047]至少二個光源，如半導體激光器；
[0048]光耦合模塊，所述光耦合模塊用于將所述至少二個光源發(fā)出的測量光耦合進檢測池內；所述光耦合模塊包括:
[0049]會聚器件，所述會聚器件用于將所述至少二個光源發(fā)出的測量光耦合進光纖組；所述會聚器件采用梯度折射率柱透鏡；
[0050]光纖組，所述光纖組用于傳輸所述測量光，所述光纖組的光纖數(shù)量與所述光源的數(shù)量匹配；
[0051]光纖耦合器，所述光纖耦合器用于將所述光纖組傳送來的測量光耦合進出射光纖；
[0052]出射光纖，所述出射光纖的輸出端固定在所述檢測池上；
[0053]檢測池，所述檢測池具有進口和出口 ；
[0054]第一探測器，所述第一探測器設置在非測量光路徑上，用于將接收到的所述測量光在所述檢測池內的散射光轉換為電信號；第一探測器的光敏面的法線與測量光路徑垂直；
[0055]分析模塊，所述分析模塊根據(jù)光散射技術處理接收到的所述電信號，從而獲得檢測池內氣體中顆粒物值。
[0056]根據(jù)上述的顆粒物傳感器的檢測方法，所述檢測方法包括以下步驟:
[0057](A1)至少二個光源中的一個光源發(fā)出的測量光通過光耦合模塊進入檢測池內，所述檢測池內容納待測氣體，待測氣體內具有顆粒物；
[0058](A2)所述測量光與所述顆粒物發(fā)生相互作用，產(chǎn)生與顆粒物大小相對應的散射光；
[0059](A3)將所