CN102331395A - 激光传感器及应用此激光传感器的尘埃粒子计数器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光传感器及应用此激光传感器的尘埃粒子计数器，所述激光传感器包括用于作为激光光源的半导体激光器，在所述激光光源的照射方向上设置有一狭缝光栏，通过所述狭缝光栏使所述激光光源形成光敏区；在所述光敏区的垂直方向上设置有光电接收器；在所述光敏区的垂直方向上还设置有进气嘴，和对称于所述光敏区的出气嘴；所述进气嘴包括用于输送采样气体的内部采样管，和置于所述内部采样管外侧、用于提供保护气体的外部保护管。通过本发明可以实现准确地检测空气中直径超过10μm的大颗粒尘埃粒子。
Description
技术领域
本发明涉及大颗粒尘埃颗粒检测装置，具体涉及一种激光传感器及应用此激光传感器的尘埃粒子计数器。
背景技术
当前，尘埃粒子计数器的应用已遍及制药、电子、医疗卫生、光学及表面喷涂等多种领域，通过尘埃粒子计数器可以检测某一环境区内的大颗粒尘埃数量。
其中，激光传感器是尘埃粒子计数器中的一个重要元件，用以检测尘埃颗粒的大小和数量。现有技术中的激光传感器均为检测直径为0.3-10μm的颗粒，当颗粒直径超过10μm时，会存在如下情况：
由于颗粒的自重相对较大，会导致颗粒沉降在光学腔体内不能被检测出；
当颗粒通过光敏感区时因体积相对较大，使得散射光脉冲宽度过大，易被错认为是多个颗粒；
因散射光幅度相对较大，易被截止而导致计数错误；
因大颗粒静电吸附力或表面附着力相对较强，易被吸附到管道或腔体内。
如上述情况，当空气中的颗粒直径超过10μm时，激光传感器便不能准确而全面的对空气中的尘埃粒子进行检测。
发明内容
为解决上述技术问题，我们提出了一种激光传感器及应用此激光传感器的尘埃粒子计数器，以实现能够对空气中直径超过10μm的尘埃颗粒进行准确而全面的检测。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种激光传感器，包括用于作为激光光源的半导体激光器，在所述激光光源的照射方向上设置有一狭缝光栏，通过所述狭缝光栏使所述激光光源形成一光敏区；在所述光敏区的垂直方向上设置有光电接收器；在所述光敏区的垂直方向上还设置有进气嘴，和对称于所述光敏区的出气嘴；所述进气嘴包括用于输送采样气体的内部采样管，和置于所述内部采样管外侧、用于提供保护气体的外部保护管。
优选的，所述狭缝光栏沿所述激光光源的照射处还设置有柱形光栏。
优选的，在所述柱形光栏沿所述激光光源的照射处还设置有消光装置。
优选的，所述消光装置为具有牛角形的消光腔体。
优选的，所述保护气体为洁净空气。
优选的，所述进气嘴和出气嘴为具有水平过度的扁平气嘴。
一种尘埃粒子计数器，包括权利要求1-5所述的激光传感器，还包括与所述激光传感器相连接的过滤装置和光电转换装置，以及与所述光电转换装置相连接的信号处理装置。
优选的，还包括用于显示检测结果的显示装置。
优选的，所述过滤装置包括高效过滤器。
通过上述技术方案，本发明采用狭缝光栏使激光光源形成窄扁形光敏区，使得尘埃粒子中大颗粒的散射光信号变窄，容易被光电接收器分辨，提高了检测大颗粒尘埃粒子的准确度，同时，进气嘴设置为双层结构，使采样气体的外层被洁净空气所包围，是采样气体中的大颗粒不会沉降，也不会被吸附，进一步提高了检测大颗粒尘埃粒子的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所公开的一种激光传感器的结构示意图；
图2为本发明实施例所公开的尘埃粒子计数器的连接示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种激光传感器及应用此激光传感器的尘埃粒子计数器，以实现能够准确地检测空气中直径超过10μm的大颗粒尘埃粒子。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，为本发明实施例所提供的一种激光传感器的结构示意图。包括一半导体激光器11，用于作为激光光源。在激光光源的照射方向上设置有狭缝光栏12，使所述激光光源的光斑变为窄扁形，形成窄扁形的光敏区18，当大颗粒尘埃粒子的散射光信号进入所述光敏区18时，散射光信号变窄，从而所述散射光信号可以被光电接收器17分辨。
在狭缝光栏12沿激光光源的照射处，设置有柱形光栏13，在光电接收器17接收光信号之前，通过柱形光栏13对光路部分进行消光处理，柱形光栏13大致呈喇叭状，前端具有较小的角度，既可以防止杂散光的产生，有可以消除光路上的杂散光，从而可降低光噪声，提高信噪比。
柱形光栏13沿激光光栏照射处还设置有牛角形消光腔体14，所述激光光束经过光敏区后直接进入牛角形消光腔体14，并被其吸收掉。
在光敏区的垂直方向上，分别设置有进气嘴15和出气嘴16，两气嘴15和16对衬于光敏区分布，并具有水平过度的扁平形状，该形状可减少气流在光敏区的扩散，从而减少粒子出现在弱光区的概率，可提高光传感器的粒子分辨率。
其中，进气嘴15包括用于输送采样气体的内部采样管151，和置于所述内部采样管151外侧、用于提供保护气体的外部保护管152。当采样空气在内部流动时，外部有保护气体使采样气体沿固定的轨道流动，可防止大尘埃颗粒不会沉降，也不会被吸附，进一步提高了检测的准确率。所述保护气体可以为洁净气体，也可以为其他能够作为保护层的气体。
本发明还提供了一种应用此激光传感器的尘埃粒子计数器。参见图2所示的连接示意图，包括激光传感器21、光电转换装置22、信号处理装置23和显示装置24。激光传感器21的进气嘴和出气嘴处分别连接有高效过滤器25，并通过真空泵体26相连，在高效过滤器25和真空泵体26之间设置有气体流量调节阀27，用于控制内部气体的流量。当所述采样空气经过激光传感器21时，可通过激光传感器21获得散射光脉冲信号，然后光电转换装置22将所述散射光脉冲信号转换为数字信号，再由信号处理装置23将所述数字信号进行处理并记录，最后通过显示装置24进行显示。具体的，所述光电转换装置22可采用宽幅反应的数模处理电路，所述信号处理装置23可设计为高速记录电路，所述显示装置24可以是显示屏，所述各个装置不限于其它结构，本发明不做限定。
本发明实施例提供了一种激光传感器和一种应用此激光传感器的尘埃粒子计数器。本发明通过狭缝光栏使激光光源形成窄扁形光敏区，使得尘埃粒子中大颗粒的散射光信号变窄，容易被光电接收器分辨，提高了检测大颗粒尘埃粒子的准确度，同时，进气嘴设置为双层结构，使采样气体的外层被洁净空气所包围，是采样气体中的大颗粒不会沉降，也不会被吸附，进一步提高了检测大颗粒尘埃粒子的准确度。通过本发明可以实现准确地检测空气中直径超过10μm的大颗粒尘埃粒子。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种激光传感器，其特征在于，包括用于作为激光光源的半导体激光器，在所述激光光源的照射方向上设置有一狭缝光栏，通过所述狭缝光栏使所述激光光源形成光敏区；在所述光敏区的垂直方向上设置有光电接收器；在所述光敏区的垂直方向上还设置有进气嘴，和对称于所述光敏区的出气嘴；所述进气嘴包括用于输送采样气体的内部采样管，和置于所述内部采样管外侧、用于提供保护气体的外部保护管。
2.根据权利要求1所述的激光传感器，其特征在于，所述狭缝光栏沿所述激光光源的照射处还设置有柱形光栏。
3.根据权利要求1所述的激光传感器，其特征在于，在所述柱形光栏沿所述激光光源的照射处还设置有消光装置。
4.根据权利要求3所述的激光传感器，其特征在于，所述消光装置为具有牛角形的消光腔体。
5.根据权利要求1所述的激光传感器，其特征在于，所述保护气体为洁净空气。
6.根据权利要求1所述的激光传感器，其特征在于，所述进气嘴和出气嘴为具有水平过度的扁平气嘴。
7.一种尘埃粒子计数器，其特征在于，包括权利要求1-5所述的激光传感器，还包括与所述激光传感器相连接的过滤装置和光电转换装置，以及与所述光电转换装置相连接的信号处理装置。
8.根据权利要求6所述的尘埃粒子计数器，其特征在于，还包括用于显示检测结果的显示装置。
9.根据权利要求6所述的尘埃粒子计数器，其特征在于，所述过滤装置包括高效过滤器。
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