塵埃粒子計數器光學傳感器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種采用保護氣套采樣氣路的塵埃粒子計數器光學傳感器。包括半導體激光器，非球面透鏡，球面反射鏡，光陷阱及采樣氣路，采樣氣路由進氣管和出氣管組成，進氣管由兩部分組成，其中內管內為采樣氣路，外管內為潔凈氣流氣路，采樣氣路中的進氣管和出氣管相對于光敏區對稱分布。本實用新型專利技術由于保護氣套限制了采樣氣流在光敏區的擴散，減少了粒子出現在弱光區的概率，減少了漏計數的發生，實際測試中小信號的數量大大減少，極大的提高了傳感器的計數效率，對于０．３８μｍ的標準粒子計數效率接近１００％，粒子的分辨率也有了很大的提高，對于０．３８μｍ、０．５４μｍ標準粒子的分辨率達８５％以上。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及潔凈環境潔凈度的檢測儀器，特別是一種采用保護氣套采樣氣 路的塵埃粒子計數器光學傳感器。
技術介紹
光學塵埃粒子計數器是檢測潔凈環境中塵埃顆粒濃度的儀器，它是以塵埃粒子在 激光束中產生的光散射現象為原理設計而成的。其通常由光學系統，采樣氣路和信 號處理電路組成。其中采樣氣路由主要有進氣管和出氣管組成。打開氣泵，采樣氣 流通過進氣管進入光敏區，產生與粒徑相當的散射光脈沖。經電路甄別后，得到各 粒徑檔的粒子數。現有技術中塵埃粒子計數器的采樣氣路一般比較簡單，由進氣氣管和排氣氣管組 成，這種結構無法防止采樣氣流在光敏區的擴散,在實際應用中造成大量小信號的出 現甚至漏記數，造成傳感器的計數效率下降和對粒子的分辨率降低。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種對粒子計數效率高，分辨率高的激光塵埃粒子 計數器的光學傳感器。實現本技術目的的技術解決方案是 一種激光塵埃粒子計數器的光學傳感 器，包括半導體激光器，非球面透鏡，球面反射鏡，光陷阱及采樣氣路，采樣氣路 由進氣管和出氣管組成，其特征在于進氣管由兩部分組成，其中內管內為采樣氣 路，外管內為潔凈氣流氣路，釆樣氣路中的進氣管和出氣管相對于光敏區對稱分布。本技術與現有技術相比，其顯著優點是由于保護氣套限制了采樣氣流在 光敏區的擴散，減少了粒子出現在弱光區的概率，減少了漏計數的發生，實際測試中小信號的數量大大減少，極大的提高了傳感器的計數效率，對于0.38/zm的標準粒 子計數效率接近100%，粒子的分辨率也有了很大的提高，對于0.38^w、 0.54//m標 準粒子的分辨率達85%以上，與現有技術相比提高10%以上。附圖說明圖1為本技術的塵埃粒子計數器光學傳感器結構示意圖。 圖2是本技術的傳感器對標準粒子標定的信號響應曲線圖。具體實施方式結合圖1，本技術塵埃粒子計數器光學傳感器是一個直角散射型光學系統， 包括照明系統、散射光收集系統、氣路系統。照明系統由半導體激光器8、非球面 鏡9、光陷阱10組成，半導體激光器8功率為5mW波長650nm，其發出發散光束經 過短焦距非球面鏡9二維聚焦，會聚點在光敏區5的后面，以此保證光敏區5沿軸 向光強的均勻，光敏區5處光束的寬度是采樣氣管3寬度的兩倍。激光光束穿過光 敏感區5后進入光陷阱10,并被光陷阱10吸收掉。散射光收集系統主要由球面反 射鏡7和光電倍增管組成。光敏區與光電倍增管的光敏面分別處于球面發射鏡球心 兩側，并滿足幾何光學物像關系，當被測氣流通過光敏區5時，其中的塵埃粒子產 生的散射光的一部分直接進入光電倍增管，另一部分經過球面反射鏡7反射后會 聚在光電倍增管的光敏面上，氣路系統主要由進氣嘴2 、排氣嘴1構成。進氣管 和出氣管對稱分布于光敏區兩側，兩者間距為5mm，它的采樣氣路采用了保護氣套， 進氣管2由兩部分組成，其中內管3內為采樣氣路12， 口徑lmm。外管4內為潔凈 氣流氣路11， 口徑為6mm。氣泵工作時，采樣氣流12在潔凈氣流11形成的負壓帶 動下進入光敏區5,其流速小于潔凈氣流，這樣潔凈氣流在采樣氣流外形成一層保 護氣套，限制了采樣氣流在光敏區的擴散。排氣管1的直徑為3mm，小于進氣管外管 4的直徑，同樣對氣流起到約束作用，這樣可以極大的減少采樣粒子出現的弱光區 的概率，從而減少的小信號的出現，減少漏計數的出現，大大提高了傳感器對粒子的分辨率。附圖2即是本實施方式對0.38;/m、 0.499//m、 0.54/Ym標準粒子標定的信號響應曲線圖，其小信號大大減少，同時對于0.38/i附、0.54//m標準粒子的分辨 率可以作到85%。權利要求1、一種激光塵埃粒子計數器的光學傳感器，包括半導體激光器，非球面透鏡，球面反射鏡，光陷阱及采樣氣路，采樣氣路由進氣管和出氣管組成，其特征在于進氣管由兩部分組成，其中內管內為采樣氣路，外管內為潔凈氣流氣路，采樣氣路中的進氣管和出氣管相對于光敏區對稱分布。2、 根據權利要求1所述的激光塵埃粒子計數器的光學傳感器，其特征在于潔凈 氣流氣路采用L形結構。3、 根據權利要求1或2所述的激光塵埃粒子計數器的光學傳感器，其特征在于 排氣管的直徑小于進氣管外管的直徑。斗、根據權利要求1或2所述的激光塵埃粒子計數器的光學傳感器，其特征在于 采樣氣路中排氣管的直徑為保護氣管直徑的一半。專利摘要本技術涉及一種采用保護氣套采樣氣路的塵埃粒子計數器光學傳感器。包括半導體激光器，非球面透鏡，球面反射鏡，光陷阱及采樣氣路，采樣氣路由進氣管和出氣管組成，進氣管由兩部分組成，其中內管內為采樣氣路，外管內為潔凈氣流氣路，采樣氣路中的進氣管和出氣管相對于光敏區對稱分布。本技術由于保護氣套限制了采樣氣流在光敏區的擴散，減少了粒子出現在弱光區的概率，減少了漏計數的發生，實際測試中小信號的數量大大減少，極大的提高了傳感器的計數效率，對于0.38μm的標準粒子計數效率接近100％，粒子的分辨率也有了很大的提高，對于0.38μm、0.54μm標準粒子的分辨率達85％以上。文檔編號G01N21/51GK201130141SQ20072013195公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月26日 優先權日2007年12月26日專利技術者卞保民, 剛 彭, 娟 楊, 王春勇 申請人:南京理工大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光塵埃粒子計數器的光學傳感器，包括半導體激光器［８］，非球面透鏡［９］，球面反射鏡［７］，光陷阱［１０］及采樣氣路，采樣氣路由進氣管［２］和出氣管［１］組成，其特征在于：進氣管［２］由兩部分組成，其中內管［３］內為采樣氣路［１２］，外管［４］內為潔凈氣流氣路［１１］，采樣氣路中的進氣管［２］和出氣管［１］相對于光敏區［５］對稱分布。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：卞保民，彭剛，王春勇，楊娟，
申請(專利權)人：南京理工大學，
類型：實用新型
國別省市：84[中國|南京]