CN201130141Y - 尘埃粒子计数器光学传感器 - Google Patents

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CN201130141Y CNU2007201319560U CN200720131956U CN201130141Y CN 201130141 Y CN201130141 Y CN 201130141Y CN U2007201319560 U CNU2007201319560 U CN U2007201319560U CN 200720131956 U CN200720131956 U CN 200720131956U CN 201130141 Y CN201130141 Y CN 201130141Y
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卞保民
彭刚
王春勇
杨娟
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Abstract

本实用新型涉及一种采用保护气套采样气路的尘埃粒子计数器光学传感器。包括半导体激光器，非球面透镜，球面反射镜，光陷阱及采样气路，采样气路由进气管和出气管组成，进气管由两部分组成，其中内管内为采样气路，外管内为洁净气流气路，采样气路中的进气管和出气管相对于光敏区对称分布。本实用新型由于保护气套限制了采样气流在光敏区的扩散，减少了粒子出现在弱光区的概率，减少了漏计数的发生，实际测试中小信号的数量大大减少，极大的提高了传感器的计数效率，对于0.38μm的标准粒子计数效率接近100％，粒子的分辨率也有了很大的提高，对于0.38μm、0.54μm标准粒子的分辨率达85％以上。

Description

尘埃粒子计数器光学传感器
技术领域
本实用新型涉及洁净环境洁净度的检测仪器，特别是一种采用保护气套采样气路的尘埃粒子计数器光学传感器。
背景技术
光学尘埃粒子计数器是检测洁净环境中尘埃颗粒浓度的仪器，它是以尘埃粒子在激光束中产生的光散射现象为原理设计而成的。其通常由光学***，采样气路和信号处理电路组成。其中采样气路由主要有进气管和出气管组成。打开气泵，采样气流通过进气管进入光敏区，产生与粒径相当的散射光脉冲。经电路甄别后，得到各粒径档的粒子数。
现有技术中尘埃粒子计数器的采样气路一般比较简单，由进气气管和排气气管组成，这种结构无法防止采样气流在光敏区的扩散，在实际应用中造成大量小信号的出现甚至漏记数，造成传感器的计数效率下降和对粒子的分辨率降低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种对粒子计数效率高，分辨率高的激光尘埃粒子计数器的光学传感器。
实现本实用新型目的的技术解决方案是：一种激光尘埃粒子计数器的光学传感器，包括半导体激光器，非球面透镜，球面反射镜，光陷阱及采样气路，采样气路由进气管和出气管组成，其特征在于：进气管由两部分组成，其中内管内为采样气路，外管内为洁净气流气路，采样气路中的进气管和出气管相对于光敏区对称分布。
本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：由于保护气套限制了采样气流在光敏区的扩散，减少了粒子出现在弱光区的概率，减少了漏计数的发生，实际测试中小信号的数量大大减少，极大的提高了传感器的计数效率，对于0.38μm的标准粒子计数效率接近100％，粒子的分辨率也有了很大的提高，对于0.38μm、0.54μm标准粒子的分辨率达85％以上，与现有技术相比提高10％以上。
附图说明
图1为本实用新型的尘埃粒子计数器光学传感器结构示意图。
图2是本实用新型的传感器对标准粒子标定的信号响应曲线图。
具体实施方式
结合图1，本实用新型尘埃粒子计数器光学传感器是一个直角散射型光学***，包括照明***、散射光收集***、气路***。照明***由半导体激光器8、非球面镜9、光陷阱10组成，半导体激光器8功率为5mW波长650nm，其发出发散光束经过短焦距非球面镜9二维聚焦，会聚点在光敏区5的后面，以此保证光敏区5沿轴向光强的均匀，光敏区5处光束的宽度是采样气管3宽度的两倍。激光光束穿过光敏感区5后进入光陷阱10，并被光陷阱10吸收掉。散射光收集***主要由球面反射镜7和光电倍增管组成。光敏区与光电倍增管的光敏面分别处于球面发射镜球心两侧，并满足几何光学物像关系，当被测气流通过光敏区5时，其中的尘埃粒子产生的散射光的一部分直接进入光电倍增管，另一部分经过球面反射镜7反射后会聚在光电倍增管的光敏面上，气路***主要由进气嘴2、排气嘴1构成。进气管和出气管对称分布于光敏区两侧，两者间距为5mm，它的采样气路采用了保护气套，进气管2由两部分组成，其中内管3内为采样气路12，口径1mm。外管4内为洁净气流气路11，口径为6mm。气泵工作时，采样气流12在洁净气流11形成的负压带动下进入光敏区5，其流速小于洁净气流，这样洁净气流在采样气流外形成一层保护气套，限制了采样气流在光敏区的扩散。排气管1的直径为3mm，小于进气管外管4的直径，同样对气流起到约束作用，这样可以极大的减少采样粒子出现的弱光区的概率，从而减少的小信号的出现，减少漏计数的出现，大大提高了传感器对粒子的分辨率。附图2即是本实施方式对0.38μm、0.499μm、0.54μm标准粒子标定的信号响应曲线图，其小信号大大减少，同时对于0.38μm、0.54μm标准粒子的分辨率可以作到85％。

Claims (4)

1、一种激光尘埃粒子计数器的光学传感器，包括半导体激光器[8]，非球面透镜[9]，球面反射镜[7]，光陷阱[10]及采样气路，采样气路由进气管[2]和出气管[1]组成，其特征在于：进气管[2]由两部分组成，其中内管[3]内为采样气路[12]，外管[4]内为洁净气流气路[11]，采样气路中的进气管[2]和出气管[1]相对于光敏区[5]对称分布。
2、根据权利要求1所述的激光尘埃粒子计数器的光学传感器，其特征在于洁净气流气路[11]采用L形结构。
3、根据权利要求1或2所述的激光尘埃粒子计数器的光学传感器，其特征在于排气管[1]的直径小于进气管外管[4]的直径。
4、根据权利要求1或2所述的激光尘埃粒子计数器的光学传感器，其特征在于采样气路中排气管的直径为保护气管直径的一半。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102331395A (zh) * 2010-07-13 2012-01-25 苏州工业园区鸿基洁净科技有限公司 激光传感器及应用此激光传感器的尘埃粒子计数器
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CN105334144A (zh) * 2015-10-16 2016-02-17 浙江省计量科学研究院 一种基于光散射的单分散气溶胶粒径及浓度测量装置

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