CN205374238U - 粉尘浓度传感器及具有该粉尘浓度传感器的空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于粉尘浓度检测领域，尤其涉及粉尘浓度传感器及具有该粉尘浓度传感器的空气净化器。激光发射组件输出的激光穿过光敏感区后由光陷阱吸收，粉尘气流在抽气机构作用下由进气口进入流道，气流经过光敏感区，感光元件获得粉尘的散射光信号，再由线路板处理得到粉尘浓度。由于主体流道两端的进气口与出气口设于主体同一侧，将该粉尘浓度传感器应用于空气净化器上时，粉尘浓度传感器的气流方向与空气净化器内部气流方向相错开，粉尘浓度传感器不受空气净化器干扰，在不同空气环境下保持较高精度的检测。即使在空气净化器由于不同风档引起其风道不同风速的情况下，粉尘浓度传感器的输出精度也不会受影响，使得检测值稳定。

Description

粉尘浓度传感器及具有该粉尘浓度传感器的空气净化器

技术领域

本实用新型属于粉尘浓度检测领域，尤其涉及粉尘浓度传感器及具有该粉尘浓度传感器的空气净化器。

背景技术

粉尘浓度传感器是利用MIE散射理论对空气中悬浮颗粒进行计数或者质量浓度测量的装置。请参阅图1，现有技术中的粉尘浓度传感器100’，通常采用在主体的流道内设置激光发射管与感光元件的结构，流道两端的进气口100a与出气口100b相对设置，让气流沿直线进出于主体。将该粉尘浓度传感器100’应用在具有风道201’的设备上时，比如空气净化器200’，进入粉尘浓度传感器100’流道的气流容易受到空气净化器200’内部风道201’气流干扰，使得粉尘浓度传感器100’的检测精度受到影响。尤其在空气净化器的不同风档下，粉尘浓度传感器会因为气流受到影响的程度不同而输出精度不同。在实际使用中，可通过额外设置空气引导结构，避免粉尘浓度传感器受到空气净化器内部风道气流干扰，但该方案繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种粉尘浓度传感器，旨在解决将现有粉尘浓度传感器应用于空气净化器上时气流容易受到空气净化器内部风道气流干扰而影响其检测精度的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种粉尘浓度传感器，包括：

具有一流道的主体，所述流道的一端形成有进气口、另一端形成有出气口，所述进气口与所述出气口位于所述主体的同一侧，所述流道内设有一光敏感区；

用于将气流由所述进气口引进所述流道的抽气机构；

用于将激光输出至所述光敏感区的激光发射组件；

用于吸收由所述激光发射组件输出的激光的光陷阱；

设置于所述激光发射组件与所述光陷阱之间的感光元件，所述感光元件的感光面朝向于所述光敏感区；以及

与所述感光元件电连接的线路板。

进一步地，在所述主体内靠近于所述进气口处设置有一与所述流道相连通的积灰腔。

进一步地，在靠近所述进气口的所述流道上可拆卸设置有滤网。

进一步地，所述流道内靠近所述进气口处还设置有与所述线路板电连接的热敏电阻。

进一步地，所述出气口的横截面面积大于所述进气口的横截面面积。

进一步地，所述激光发射组件包括用于产生激光的激光发射管、沿由所述激光发射管产生的激光光路方向依次设置的会聚透镜与光阑组件。

进一步地，所述光阑组件包括沿由所述激光发射管产生的激光光路方向依次设置的第一光阑及第二光阑。

进一步地，所述第一光阑的通光孔为圆孔，所述第二光阑的通光孔为漏斗孔。

进一步地，所述线路板安装于所述主体的一侧上，所述主体于设有所述线路板的一侧上盖合有一盖体，所述主体与所述盖体以外包裹设置有屏蔽壳，所述屏蔽壳与所述线路板的地线电连接，所述屏蔽壳上开设有与所述进气口对应的第一过孔及与所述出气口对应的第二过孔。

本实用新型的另一目的在于提供一种空气净化器，包括具有风道的风道件及粉尘浓度传感器，所述粉尘浓度传感器安装于所述风道件面向于所述风道的内壁上。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是，激光发射组件输出的激光穿过光敏感区后由光陷阱吸收，粉尘气流在抽气机构作用下由进气口进入流道，气流经过光敏感区，感光元件获得粉尘的散射光信号，再由线路板处理得到粉尘浓度。由于主体流道两端的进气口与出气口设于主体同一侧，将该粉尘浓度传感器应用于空气净化器上时，粉尘浓度传感器的气流方向与空气净化器内部气流方向相错开，粉尘浓度传感器不受空气净化器干扰，在不同空气环境下保持较高精度的检测。即使在空气净化器由于不同风档引起其风道不同风速的情况下，粉尘浓度传感器的输出精度也不会受影响，使得检测值稳定。还有，粉尘浓度传感器容易安装，可避免如现有粉尘浓度传感器通过额外设置空气引导结构的情况。

附图说明

图1是现有技术提供的粉尘浓度传感器应用于空气净化器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的粉尘浓度传感器的立体装配图；

图3是图2的粉尘浓度传感器的立体分解图；

图4是图2的粉尘浓度传感器中应用的主体的俯视图；

图5是图2的粉尘浓度传感器的俯视图，其中线路板未示；

图6是图2的粉尘浓度传感器中应用的线路板的俯视图；

图7是图2的粉尘浓度传感器中应用的激光发射组件的结构示意图；

图8是图2的粉尘浓度传感器应用于空气净化器的结构示意图。

粉尘浓度传感器100’积灰腔13感光元件40

进气口100a引导臂14感光面41

出气口100b安装槽15线路板50

空气净化器200’光陷阱16热敏电阻51

风道201’抽气机构20滤网60

粉尘浓度传感器100激光发射组件30盖体70

主体10激光发射管31屏蔽壳80

流道11会聚透镜32第一过孔81

进气口11a光阑组件33第二过孔82

出气口11b第一光阑331风道件200

光敏感区12第二光阑332风道201

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图2至图5、图7，本实用新型实施例提供的粉尘浓度传感器100，包括：

具有一流道11的主体10，流道11的一端形成有进气口11a、另一端形成有出气口11b，进气口11a与出气口11b位于主体10的同一侧，流道11内设有一光敏感区12；

用于将气流由进气口11a引进流道11的抽气机构20；

用于将激光输出至光敏感区12的激光发射组件30；

用于吸收由激光发射组件30输出的激光的光陷阱16；

设置于激光发射组件30与光陷阱16之间的感光元件40，感光元件40的感光面41朝向于光敏感区12；以及

与感光元件40电连接的线路板50。

激光发射组件30输出的激光穿过光敏感区12后由光陷阱16吸收，粉尘气流在抽气机构20作用下由进气口11a进入流道11，气流经过光敏感区12，感光元件40获得粉尘的散射光信号，再由线路板50处理得到粉尘浓度。由于主体10流道11两端的进气口11a与出气口11b设于主体10同一侧，请同时参阅图8，将该粉尘浓度传感器100应用于空气净化器上时，粉尘浓度传感器100的气流方向与空气净化器内部气流方向相错开，粉尘浓度传感器100不受空气净化器干扰，在不同空气环境下保持较高精度的检测。即使在空气净化器由于不同风档引起其风道201不同风速的情况下，粉尘浓度传感器100的输出精度也不会受影响，使得检测值稳定。还有，粉尘浓度传感器100容易安装，可避免如现有粉尘浓度传感器通过额外设置空气引导结构的情况。

具体地，主体10结构紧凑，体积小。进气口11a与出气口11b位于主体10的同一侧上，此处，进气口11a与出气口11b可以位于主体10同一侧壁上，或者分别位于相邻两个侧壁上等，只要让进气口11a与出气口11b两者的气流方向错开一定角度即可，比如两者气流方向错开呈90°。在本实施例中，流道11呈U字型，该结构容易加工。可以理解地，流道11还可以呈V字型或其它形状，只要让进气口11a与出气口11b两者的气流方向错开一定角度即可。

在本实施例中，抽气机构20为风扇。请同时参阅图5、图6，风扇安装于出气口11b处，以抽气的方式形成负压使气流从进气口11a进入，从风扇所在位置流出。可以理解地，抽气机构还可以为抽气泵或其它抽气机构。抽气机构20与线路板50电连接。

感光元件40将粉尘的散射光信号转换为电信号，再由线路板50处理得到粉尘浓度，此为现有技术，不再赘述。具体地，感光元件40置于主体10流道11中，激光发射组件30输出的激光与感光元件40的感光面41平行。激光经过感光元件40的正上方后进入光陷阱16。光陷阱16成型于主体10内，用于吸收射入的激光。光陷阱16使用吸光材料制作，或进行亚光处理，以实现吸光。

进一步地，请同时参阅图3、图4，在主体10内靠近于进气口11a处设置有一与流道11相连通的积灰腔13。现有粉尘浓度传感器的流道结构简单，长期运行后积灰明显，流道内干扰增加影响测试结果。在该粉尘浓度传感器100中，积灰腔13位于流道11靠近于进气口11a的分支上，利用不同质量颗粒惯性大小不同，分离大质量颗粒和小质量颗粒。气流在流道11内流动时，大质量粉尘颗粒由于惯性撞入积灰腔13中，小质量的颗粒随着气流绕开积灰腔13，流过感光元件40上方，最后从出气口11b流出。此结构可以减少大颗粒尘灰流过光敏感区12，减少光敏感区12的灰尘积累，延长粉尘浓度传感器100的使用寿命，该粉尘浓度传感器100具有更佳的抗积灰能力。优选地，积灰腔13的入口处设置有用于引导气流进入流道11主干上的引导臂14。

进一步地，请同时参阅图2、图5，在靠近进气口11a的流道11上可拆卸设置有滤网60。滤网60安置于气流经过光敏感区12的前端位置。滤网60作为可选择安装件。在空气较为洁净的地区可不安装滤网60。在灰尘浓度较高的地区，可安装滤网60，进一步过滤大颗粒粉尘。具体地，主体10上开设有一安装槽15，滤网60可装拆于该安装槽15，便于维护清理，延长粉尘浓度传感器100的使用寿命。现有粉尘浓度传感器具有清理不方便的缺点。

进一步地，流道11内靠近进气口11a处还设置有与线路板50电连接的热敏电阻51。现有粉尘浓度传感器中的激光发射管的输出功率在不同温度下并不一致，导致粉尘浓度传感器的输出结果受温度影响。在该粉尘浓度传感器100中，线路板50的处理器预先存储有关于环境温度与粉尘浓度值的修正表，在热敏电阻51检测出环境温度后，处理器根据该环境温度查修正表，对粉尘浓度传感器100的输出结果进行修正，该粉尘浓度传感器100在不同温度下能保持较高精度的检测。具体地，热敏电阻51安装于线路板50上，该位置位于流道11内进气口11a附近，与流道11内的气流接触，对环境温度进行检测。

进一步地，请同时参阅图3，出气口11b的横截面面积大于进气口11a的横截面面积。可使传感器内部气流更加稳定。具体地，出气口11b为扩口孔，容易加工。

进一步地，请同时参阅图7，激光发射组件30包括用于产生激光的激光发射管31、沿由激光发射管31产生的激光光路方向依次设置的会聚透镜32与光阑组件33。会聚透镜32将激光会聚在光敏感区12，即感光元件40正上方。激光与气流汇聚于光敏感区12，原方向入射光束射入光陷阱16。光阑组件33可以减少散射噪声。具体地，激光发射管31的功率为2mw-5mw，外径尺寸为5mm-8mm，波段为620nm-760nm。针对激光发射管31，使用会聚透镜32将激光会聚在12mm的位置，此时检测点的光斑大小和发散角处于合适的大小，测量得到粉尘浓度传感器100的准确度和稳定性更佳。在实际应用中，按需选择激光发射管31与会聚透镜32的参数。在本实施例中，激光发射组件30安装于主体10内，该结构紧凑。

进一步地，光阑组件33包括沿由激光发射管31产生的激光光路方向依次设置的第一光阑331及第二光阑332。第一光阑331及第二光阑332的组合可以减少光阑口的散射噪声。

进一步地，第一光阑331的通光孔为圆孔，第二光阑332的通光孔为漏斗孔。第一光阑331及第二光阑332的组合可以减少光阑口的散射噪声。可以理解地，第一光阑331的通光孔及第二光阑332的通光孔还可以为其他组合。

进一步地，请同时参阅图3，线路板50安装于主体10的一侧上，主体10于设有线路板50的一侧上盖合有一盖体70。具体地，主体10具有一内腔，其中一侧开设有一个开口，安装有激光发射组件30与感光元件40的线路板50盖合于主体10开口上，让激光发射组件30与感光元件40分布于流道11预定位置，该方案容易装配。还有，流道11由主体10内腔中设有若干板件，主体10内腔底面、若干板件与线路板50围合形成主体10流道11，该结构容易加工。

进一步地，主体10与盖体70以外包裹设置有屏蔽壳80，屏蔽壳80与线路板50的地线电连接，屏蔽壳80上开设有与进气口11a对应的第一过孔81及与出气口11b对应的第二过孔82。该方案起到屏蔽作用，减少信号干扰。屏蔽壳80可以为金属屏蔽壳或其它屏蔽壳。

请参阅图8，本实用新型实施例提供的空气净化器，包括具有风道201的风道件200及粉尘浓度传感器100，粉尘浓度传感器100安装于风道件200面向于风道201的内壁上。

请同时参阅图2至图5、图7，激光发射组件30输出的激光穿过光敏感区12后由光陷阱16吸收，粉尘气流在抽气机构20作用下由进气口11a进入流道11，气流经过光敏感区12，感光元件40获得粉尘的散射光信号，再由线路板50处理得到粉尘浓度。由于主体10流道11两端的进气口11a与出气口11b设于主体10同一侧上，将该粉尘浓度传感器100应用于空气净化器上时，粉尘浓度传感器100的气流方向与空气净化器内部气流方向相错开，粉尘浓度传感器100不受空气净化器干扰，在不同空气环境下保持较高精度的检测。即使在空气净化器由于不同风档引起其风道201不同风速的情况下，粉尘浓度传感器100的输出精度也不会受影响，使得检测值稳定。还有，粉尘浓度传感器100容易安装，可避免如现有粉尘浓度传感器通过额外设置空气引导结构的情况。

可以理解地，粉尘浓度传感器100还可以安装于空气净化器的外壁上，粉尘浓度传感器100还可以应用于其它具有风道的设备上，该粉尘浓度传感器100不易受外部气流干扰，可在不同空气环境下保持较高精度的检测。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种粉尘浓度传感器，其特征在于，包括：

具有一流道的主体，所述流道的一端形成有进气口、另一端形成有出气口，所述进气口与所述出气口位于所述主体的同一侧，所述流道内设有一光敏感区；

用于将气流由所述进气口引进所述流道的抽气机构；

用于将激光输出至所述光敏感区的激光发射组件；

用于吸收由所述激光发射组件输出的激光的光陷阱；

设置于所述激光发射组件与所述光陷阱之间的感光元件，所述感光元件的感光面朝向于所述光敏感区；以及

与所述感光元件电连接的线路板。

2.如权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于，在所述主体内靠近于所述进气口处设置有一与所述流道相连通的积灰腔。

3.如权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于，在靠近所述进气口的所述流道上可拆卸设置有滤网。

4.如权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于，所述流道内靠近所述进气口处还设置有与所述线路板电连接的热敏电阻。

5.如权利要求1至4任一项所述的粉尘浓度传感器，其特征在于，所述出气口的横截面面积大于所述进气口的横截面面积。

6.如权利要求1至4任一项所述的粉尘浓度传感器，其特征在于，所述激光发射组件包括用于产生激光的激光发射管、沿由所述激光发射管产生的激光光路方向依次设置的会聚透镜与光阑组件。

7.如权利要求6所述的粉尘浓度传感器，其特征在于，所述光阑组件包括沿由所述激光发射管产生的激光光路方向依次设置的第一光阑及第二光阑。

8.如权利要求7所述的粉尘浓度传感器，其特征在于，所述第一光阑的通光孔为圆孔，所述第二光阑的通光孔为漏斗孔。

9.如权利要求1-4任一项所述的粉尘浓度传感器，其特征在于，所述线路板安装于所述主体的一侧上，所述主体于设有所述线路板的一侧上盖合有一盖体，所述主体与所述盖体以外包裹设置有屏蔽壳，所述屏蔽壳与所述线路板的地线电连接，所述屏蔽壳上开设有与所述进气口对应的第一过孔及与所述出气口对应的第二过孔。

10.一种空气净化器，其特征在于，包括具有风道的风道件及如权利要求1至9任一项所述的粉尘浓度传感器，所述粉尘浓度传感器安装于所述风道件面向于所述风道的内壁上。