一種pm2.5檢測(cè)傳感器的制造方法
【專利說(shuō)明】
(—)技術(shù)領(lǐng)域:
[0001]本實(shí)用新型涉及大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其是一種PM2.5檢測(cè)傳感器。
(二)【背景技術(shù)】:
[0002]PM10是空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于或等于10微米的顆粒物，也稱可吸入顆粒物或飄塵，PM2.5就是其中的一種。PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)將PM2.5的中文名稱命名為細(xì)顆粒物。雖然PM2.5在地球大氣成分中含量很少，但它對(duì)空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度等有重要的影響。PM2.5產(chǎn)生的主要來(lái)源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過(guò)程中經(jīng)過(guò)燃燒而排放的殘留物，大多含有重金屬等有毒物質(zhì)，對(duì)人體危害很大。
[0003]目前的PM2.5檢測(cè)方式主要有稱重法、微量振蕩天平法、β射線法和光散射法。稱重法主要是抽取空氣通過(guò)采樣器，使環(huán)境空氣中的ΡΜ2.5被截留在已知質(zhì)量濾膜上，根據(jù)采樣前后濾膜的質(zhì)量差和采樣體積計(jì)算出ΡΜ2.5的濃度，是各國(guó)環(huán)保部門手動(dòng)測(cè)量ΡΜ2.5的主要方法，但其操作十分復(fù)雜。微量振蕩天平法指已知體積的空氣經(jīng)過(guò)切割粒徑的采樣頭(ΡΜ10，ΡΜ2.5)分離，分離出的顆粒物堆積在微量天平上，微量天平對(duì)顆粒物進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，經(jīng)與采樣體積計(jì)算后，得到質(zhì)量濃度。β射線法其原理為β射線穿過(guò)待測(cè)定物質(zhì)后，其強(qiáng)度衰減程度僅與被穿透物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)，而與其物理、化學(xué)性能無(wú)關(guān)。當(dāng)測(cè)量?jī)x器按規(guī)定流量抽取空氣樣品，氣體通過(guò)帶狀濾紙過(guò)濾，使粉塵集中到該濾紙上，捕集前和捕集后的濾紙經(jīng)β射線照射并測(cè)定透過(guò)濾紙的β射線強(qiáng)度，便能間接測(cè)出附在濾紙上的粉塵質(zhì)量。微振蕩天平法和β射線法可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，但是不能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。光散射法是根據(jù)微小顆粒對(duì)光的散射原理對(duì)ΡΜ2.5進(jìn)行檢測(cè)，主要是光學(xué)顆粒計(jì)數(shù)法。它根據(jù)單個(gè)粒子的散射光大小測(cè)量粒子的粒徑，從而求出氣體采樣體積內(nèi)顆粒物的大小，進(jìn)而計(jì)算出顆粒物濃度?；诠馍⑸浞ǖ臏y(cè)量操作簡(jiǎn)便，且可實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境的實(shí)時(shí)測(cè)量。國(guó)內(nèi)外基于光散射法的ΡΜ2.5傳感器普遍價(jià)格較高，不適于普通民用檢測(cè)。
(三)【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，是一種基于光散射法的帶有濾網(wǎng)的ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，該傳感器是一種可精確檢測(cè)大氣中ΡΜ2.5濃度的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便攜式的ΡΜ2.5傳感器，適用于普通的消費(fèi)群體，滿足他們實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣中ΡΜ2.5的需求。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于它包括ABS(丙烯腈-丁二稀-苯乙稀--Acrylonitrile Butadiene Styrene)塑料外殼、入射光通道1、
檢測(cè)光通道II和氣體通道III ;其中，所述ABS外殼包覆著整個(gè)傳感器；所述入射光通道I內(nèi)放置有紅外光源和光學(xué)透鏡I ;所述光學(xué)透鏡I接收紅外光源的光信號(hào)，并發(fā)射出平行光線；所述檢測(cè)光通道II內(nèi)置有光學(xué)透鏡II和高靈敏度受光傳感器；所述光學(xué)透鏡II接收由光學(xué)透鏡I透出的平行光線，并匯集發(fā)送給高靈敏度受光傳感器；入射光通道I與檢測(cè)光通道II相通，由氣體通道III分開(kāi)兩側(cè)；所述氣體通道III中安裝有風(fēng)扇、密封門、顆粒物截留板和微型真空栗；所述氣體通道III被入射光通道I與檢測(cè)光通道II分成兩個(gè)相通的空間部分，所述安裝有風(fēng)扇、密封門和顆粒物截留板安裝在一側(cè)空間部分中，所述微型真空栗安裝在另一側(cè)空間部分中。
[0006]所述顆粒物截留板是由初濾板和精濾板構(gòu)成；所述初濾板安裝在靠近風(fēng)扇一側(cè)，接收從密封門經(jīng)風(fēng)扇吹進(jìn)的被檢測(cè)氣體進(jìn)行過(guò)濾；所述精濾板安裝在初濾板下級(jí)靠近入射光通道和檢測(cè)光通道一側(cè)，進(jìn)一步過(guò)濾被檢測(cè)氣體，放出過(guò)濾后氣體。
[0007]所述被檢測(cè)氣體是氣體內(nèi)顆粒直徑大于10 μπι的飄塵；所述過(guò)濾后氣體是氣體內(nèi)顆粒物直徑小于2.5 μπι的過(guò)濾氣體。
[0008]所述入射光通道I與檢測(cè)光通道II在同一軸線上，所述氣體通道III與入射光通道I和檢測(cè)光通道II垂直。
[0009]所述ABS外殼為不規(guī)則形狀外殼。
[0010]所述光學(xué)透鏡I是凸透鏡，所述光學(xué)透鏡II是聚光凸透鏡。
[0011]所述紅外光源安裝在光學(xué)透鏡I的焦點(diǎn)處，發(fā)射的紅外光光束經(jīng)過(guò)透鏡后光路變形平行傳播。
[0012]所述高靈敏度受光器件安裝在光學(xué)透鏡II的焦點(diǎn)處，用于接收經(jīng)過(guò)濾氣體散射后的散射光線。
[0013]所述的密封門是插入式密封門；所述ABS外殼上有可直接插入密封門的通道；所述通道周圍有密封條。
[0014]所述初濾板是由粗細(xì)纖維搭配的混雜纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)的無(wú)紡布濾板；所述精濾板是靜電紡絲納米纖維氈濾板。
[0015]本實(shí)用新型的工作過(guò)程:首先開(kāi)啟真空栗11，將檢測(cè)區(qū)域內(nèi)殘留氣體抽空后關(guān)閉，此時(shí)密封門5是關(guān)閉的；然后開(kāi)啟檢測(cè)光通道中的紅外光源和檢測(cè)光通道中的高靈敏度受光器件；打開(kāi)密封門和風(fēng)扇，抽入一定體積的氣體后關(guān)閉密封門，被檢測(cè)氣體依次通過(guò)初濾板和精濾板，通過(guò)初濾板后氣體被過(guò)濾掉直徑大于10 μπι的顆粒，通過(guò)精濾板后的氣體被過(guò)濾掉直徑大于2.5 μπι的顆粒，過(guò)濾后的氣體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，利用光散射原理，高靈敏度受光器件收集經(jīng)精濾氣體散射后的光線，根據(jù)光強(qiáng)間接得出ΡΜ2.5濃度。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)越性:(1)所述傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)ΡΜ2.5濃度，方便攜帶；(2)所述傳感器可在檢測(cè)前自行制造真空環(huán)境，降低原檢測(cè)區(qū)殘留氣體對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響；(3)所述傳感器可通過(guò)更換濾板進(jìn)行重復(fù)使用，增加了使用壽命。
(四)【附圖說(shuō)明】:
[0017]附圖為本實(shí)用新型所涉一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中，1為紅外光源；2為光學(xué)透鏡I ;3為被檢測(cè)氣體；4為風(fēng)扇；5為密封門；6為初濾板；7為精濾板；8為光學(xué)透鏡II ;9為高靈敏度受光器件；10為過(guò)濾后氣體；11為微型真空栗；12為ABS外殼。
(五)【具體實(shí)施方式】:
[0019]實(shí)施例:一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器(見(jiàn)附圖)，其特征在于它包括ABS塑料外殼12、入射光通道1、檢測(cè)光通道II和氣體通道III ;其中，所述ABS外殼12包覆著整個(gè)傳感器；所述入射光通道I內(nèi)放置有紅外光源1和光學(xué)透鏡12 ;所述光學(xué)透鏡12接收紅外光源1的光信號(hào)，并發(fā)射出平行光線；所述檢測(cè)光通道II內(nèi)置有光學(xué)透鏡118和高靈敏度受光傳感器9 ;所述光學(xué)透鏡118接收由光學(xué)透鏡12透出的平行光線，并匯集發(fā)送給高靈敏度受光傳感器9 ;入射光通道I與檢測(cè)光通道II相通，由氣體通道III分開(kāi)兩側(cè)；所述氣體通道III中安裝有風(fēng)扇4、密封門5、顆粒物截留板和微型真空栗11 ;所述氣體通道III被入射光通道I與檢測(cè)光通道II分成兩個(gè)相通的空間部分，所述安裝有風(fēng)扇4、密封門5和顆粒物截留板安裝在一側(cè)空間部分中，所述微型真空栗11安裝在另一側(cè)空間部分中。
[0020]所述顆粒物截留板是由初濾板6和精濾板7構(gòu)成；所述初濾板6安裝在靠近風(fēng)扇4 一側(cè)，接收從密封門5經(jīng)風(fēng)扇4吹進(jìn)的被檢測(cè)氣體3進(jìn)行過(guò)濾；所述精濾板7安裝在初濾板6下級(jí)靠近入射光通道和檢測(cè)光通道一側(cè)，進(jìn)一步過(guò)濾被檢測(cè)氣體3，放出過(guò)濾后氣體10(見(jiàn)附圖)。
[0021]所述被檢測(cè)氣體3是氣體內(nèi)顆粒直徑大于10 μ m的飄塵；所述過(guò)濾后氣體10是氣體內(nèi)顆粒物直徑小于2.5 μπι的過(guò)濾氣體。
[0022]所述入射光通道I與檢測(cè)光通道II在同一軸線上，所述氣體通道III與入射光通道I和檢測(cè)光通道II垂直(見(jiàn)附圖)。
[0023]所述ABS外殼為不規(guī)則形狀外殼(見(jiàn)附圖)。
[0024]所述光學(xué)透鏡12是凸透鏡，所述光學(xué)透鏡118是聚光凸透鏡(見(jiàn)附圖)。
[0025]所述紅外光源1安裝在光學(xué)透鏡12的焦點(diǎn)處，發(fā)射的紅外光光束經(jīng)過(guò)透鏡后光路變形平行傳播(見(jiàn)附圖)。
[0026]所述高靈敏度受光器件9安裝在光學(xué)透鏡118的焦點(diǎn)處，用于接收經(jīng)過(guò)濾氣體10散射后的散射光線(見(jiàn)附圖)。
[0027]所述的密封門5是插入式密封門；所述ABS外殼12上有可直接插入密封門5的通道；所述通道周圍有密封條(見(jiàn)附圖)。
[0028]所述初濾板6是由粗細(xì)纖維搭配的混雜纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)的無(wú)紡布濾板；所述精濾板是靜電紡絲納米纖維氈濾板(見(jiàn)附圖)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種PM2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于它包括ABS塑料外殼、入射光通道1、檢測(cè)光通道II和氣體通道III ;其中，所述ABS外殼包覆著整個(gè)傳感器；所述入射光通道I內(nèi)放置有紅外光源和光學(xué)透鏡I ;所述光學(xué)透鏡I接收紅外光源的光信號(hào)，并發(fā)射出平行光線；所述檢測(cè)光通道II內(nèi)置有光學(xué)透鏡II和高靈敏度受光傳感器；所述光學(xué)透鏡II接收由光學(xué)透鏡I透出的平行光線，并匯集發(fā)送給高靈敏度受光傳感器；入射光通道I與檢測(cè)光通道II相通，由氣體通道III分開(kāi)兩側(cè)；所述氣體通道III中安裝有風(fēng)扇、密封門、顆粒物截留板和微型真空栗；所述氣體通道III被入射光通道I與檢測(cè)光通道II分成兩個(gè)相通的空間部分，所述安裝有風(fēng)扇、密封門和顆粒物截留板安裝在一側(cè)空間部分中，所述微型真空栗安裝在另一側(cè)空間部分中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種PM2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述顆粒物截留板是由初濾板和精濾板構(gòu)成；所述初濾板安裝在靠近風(fēng)扇一側(cè)，接收從密封門經(jīng)風(fēng)扇吹進(jìn)的被檢測(cè)氣體進(jìn)行過(guò)濾；所述精濾板安裝在初濾板下級(jí)靠近入射光通道和檢測(cè)光通道一側(cè)，進(jìn)一步過(guò)濾被檢測(cè)氣體，放出過(guò)濾后氣體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種PM2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述被檢測(cè)氣體是氣體內(nèi)顆粒直徑大于10 μπι的飄塵；所述過(guò)濾后氣體是氣體內(nèi)顆粒物直徑小于2.5 μπι的過(guò)濾氣體。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述初濾板是由粗細(xì)纖維搭配的混雜纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)的無(wú)紡布濾板；所述精濾板是靜電紡絲納米纖維氈濾板。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述入射光通道I與檢測(cè)光通道II在同一軸線上，所述氣體通道III與入射光通道I和檢測(cè)光通道II垂直。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述ABS外殼為不規(guī)則形狀外殼。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述光學(xué)透鏡I是凸透鏡，所述光學(xué)透鏡II是聚光凸透鏡。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述紅外光源安裝在光學(xué)透鏡I的焦點(diǎn)處，發(fā)射的紅外光光束經(jīng)過(guò)透鏡后光路變形平行傳播。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述高靈敏度受光器件安裝在光學(xué)透鏡II的焦點(diǎn)處，用于接收經(jīng)過(guò)濾氣體散射后的散射光線。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種ΡΜ2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于所述的密封門是插入式密封門；所述ABS外殼上有可直接插入密封門的通道；所述通道周圍有密封條。
【專利摘要】一種PM2.5檢測(cè)傳感器，其特征在于它包括ABS塑料外殼、入射光通道I、檢測(cè)光通道II和氣體通道III；其優(yōu)越性在于：(1)所述傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PM2.5濃度，方便攜帶；(2)所述傳感器可在檢測(cè)前自行制造真空環(huán)境，降低原檢測(cè)區(qū)殘留氣體對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響；(3)所述傳感器可通過(guò)更換濾板進(jìn)行重復(fù)使用，增加了使用壽命。
【IPC分類】G01N15/06
【公開(kāi)號(hào)】CN204988962
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520738700
【發(fā)明人】徐潔, 陳晨, 魏巍, 孫磊, 趙芳, 張帆
【申請(qǐng)人】天津費(fèi)加羅電子有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月21日