[发明专利]一种粉尘传感器及空间粉尘的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器及粉尘检测方法，尤其是粉尘传感器及空间粉尘的检测方法。

背景技术

目前对于粉尘浓度的测量，主要有以下几种方式：一种采用粉尘采样器，利用滤膜计重法原理：抽取一定体积的含尘空气，粉尘被捕集在滤膜上，根据滤膜上增加的粉尘质量，再利用公式计算出单位体积空气中粉尘质量浓度。这种方式不仅不便于操作，而且不能连续测量。一种是直读式测尘仪，主要利用间接方法如光散射、β源吸收等原理，利用采样器进行标定，可即时显示测量出的粉尘浓度值来，但工作时间短，测量次数有限，测量精度不够，只能作为常规便携式测尘仪使用。

如专利号为“CN 201010294093.5”，专利名称为“一种粉尘浓度传感器”的中国专利公开了“了一种粉末浓度传感器，采样单元，将外界含尘空气抽入所述传感器内部，并经过光电转换单元；光电转换单元，提供一光源，照射经过的含尘空气，并产生散射光，将所述散射光转换为电压输出信号，并输出所述电压信号到信号放大单元；信号放大单元，与半导体光探测器相连，将接收到的信号进行处理放大并输出；处理单元，与信号放大单元连接，基于信号放大单元输出的电压信号、以及预存的电压信号与粉末浓度的比例关系计算粉末浓度”。该专利公开的粉尘浓度传感器结构合理，测量稳定性好，灵敏度精度高，易维护。但是需要通过空气抽取机构，抽取空气造成了空气流速过快，粉尘颗粒的采集难度增加，采集精度降低的问题。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种不需要空气抽取机构，粉尘测量精度高的粉尘传感器及空间粉尘的检测方法。

为了达到上述目的，采用如下技术方案：

一种粉尘传感器，包括壳体，与壳体贴合设置的电路板，设置在壳体内的红外灯、光电接收传感器，设于壳体底部的加热器，以及分别与所述红外灯、光电接收传感器贴近设置的凸透镜；所述壳体顶部设有出气口，所述壳体底部或中部设有进气口，所述红外灯、光电接收传感器、加热器分别连接至所述电路板。

进一步地，所述传感器输出电流至电路板，所述电路板输出PWM信号，所述电路板设有IIC串口。

进一步地，所述红外灯和凸透镜设于一遮光壳体内，所述遮光壳体设有一开口， 所述凸透镜设于所述开口。

一种空间粉尘的检测方法，包括以下步骤：加热粉尘传感器的壳体内的空气，令壳体中部或底部的进气口与顶部的排气口形成空气对流；开启红外灯，照射壳体内位于中部或底部的空气；开启光电接收传感器，接收红外灯照射空气中粉尘颗粒的漫反射光线，计算光电接收传感器接收的光强强度；根据光强强度与粉尘浓度的对应关系计算粉尘浓度；输出粉尘浓度值。

进一步地，所述输出的粉尘浓度值为PWM信号，其低脉冲时间与粉尘浓度的对应关系为1ms＝0.7ug/m³。

进一步地，所述输出PWM信号的周期为4s，所述低脉冲的宽度为1～3000ms。

进一步地，所述输出PWM信号的低脉冲宽度对应粉尘浓度的平均值。

进一步地，所述输出PWM信号的低脉冲宽度对应粉尘浓度的瞬间值。

进一步地，所述输出粉尘浓度值通过IIC接口读取粉尘传感器的粉尘浓度。

进一步地，所述输出的PWM信号为粉尘传感器输出电流经过放大和校正后转为数字PWM信号脉冲。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过设于底部的加热器加热空气，令空气在热空气上升、冷空气下降的原理下通过进气口和出气口形成对流从而带动空气中的粉尘移动，进而利用光线照射产生的漫反射判断出空气粉尘的浓度，避免了抽风机构抽取空气造成了空气流速过快，粉尘颗粒的采集难度增加，采集精度降低的问题。

附图说明

图1是本发明所述粉尘传感器的结构剖视图；

图2是本发明所述空间粉尘的检测方法的步骤流程图；

图3是本发明所述PWM信号强度的周期信号图；

图4是输出PWM信号占空比与粉尘浓度的关系图。

图示：1—壳体；11—出气口；12—进气口；

2—红外灯；3—光电接收传感器；4—凸透镜；5—加热器；6—电路板。 

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本发明，在本发明的示意性实施及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。