[发明专利]颗粒物质检测器

说明书

公开了颗粒物质检测器。本文中描述了用于检测颗粒物质的设备和方法。一个设备包括激光器、反射器、椭球反射器和检测器，其中激光器被配置成发射光束，反射器被配置成朝向椭球反射器反射光束，并且椭球反射器具有位于反射光束的路径上的第一焦点区域和位于检测器的表面处的第二焦点区域。

技术领域

本公开涉及用于检测颗粒物质的设备和方法。

背景技术

空中的颗粒物质造成各种各样的健康和环境问题。例如由燃烧（例如烧煤、木材、香烟和/或汽车尾气）引起的烟尘可能是一些区域中的主要污染物，因为烟尘可能占了空气中存在的颗粒质量的大部分。然而，虽然如此，个体的烟尘颗粒（particle）可能常常相对小。例如，烟尘颗粒可能在直径上比1微米更小。

用来检测颗粒物质的先前方法可能随着颗粒散射激光而对它们计数。当颗粒穿过检测器附近的激光光束时可用检测器对从每个颗粒散射的光计数。然而，这些方法可能依赖于精确气流控制来测量计数率以便确定颗粒数密度。此外，在先前方法中检测的90度散射光可能只是强到足以使得仅在直径上约1微米或更大的颗粒被计数。在这些方法中，较小颗粒的米氏散射可能太弱而不能被检测到。

为了估计真正的颗粒空气质量，这些先前方法可能使用颗粒计数乘以标度（或校正）因子。然而，因为当对颗粒进行计数时实际空气质量被如此少计了，所以所使用的标度因子需要是大的（例如被计数的颗粒质量的大约20倍）。因此，为了确定以微克每立方米计的空气质量，先前方法可能依赖于不合期望地大的标度因子。

发明内容

本发明的一个实施例包括一种用于检测颗粒物质的设备，包括：激光器、反射器、椭球反射器、第一挡板、第二挡板和检测器，其中：激光器被配置成发射光束；反射器被配置成朝向椭球反射器反射光束；以及椭球反射器具有位于反射光束的路径上的第一焦点区域和位于检测器的表面处的第二焦点区域，并且第一挡板位于反射器和椭球反射器之间以阻挡椭球反射器反射到第一焦点区域之外的光到达检测器，第二挡板位于反射器和第二焦点区域之间以阻挡椭球反射器反射到第一焦点区域之外的光到达检测器，其中反射器位于第一焦点区域和第二焦点区域之间。

附图说明

图1图示根据本公开的一个或多个实施例的用于检测颗粒物质的设备的透视图。

图2图示根据本公开的一个或多个实施例的用于检测颗粒物质的设备的部分分解图。

图3图示根据本公开的一个或多个实施例的用于检测颗粒物质的设备的俯视图。

图4图示根据本公开的一个或多个实施例的用于检测颗粒物质的设备的俯视图。

图5图示根据本公开的一个或多个实施例的用于检测颗粒物质的设备的另一透视图。

图6图示根据本公开的一个或多个实施例的用于检测颗粒物质的设备的俯视图。

图7图示根据本公开的一个或多个实施例的用于检测颗粒物质的计算设备。

具体实施方式

本文中描述了用于检测颗粒物质的设备和方法。例如，一个或多个实施例可以包括激光器、反射器、椭球反射器和检测器，其中激光器被配置成发射光束，反射器被配置成反射朝向椭球反射器的光束，并且椭球反射器具有位于反射光束的路径上的第一焦点区域和位于检测器的表面处的第二焦点区域。

本公开的实施例可以将前向散射光用作信号来检测颗粒物质（在下文中被称为“烟尘”、“颗粒”、或“烟尘颗粒”）并且因此可以比先前方法对小的颗粒更敏感。当按照每单位质量的散射光来考虑时，与在先前方法中计数的一些大颗粒相比，许多更小的颗粒的前向散射可以提供更强的信号。本公开的实施例可以通过从小颗粒存在于环境空气中的空间中的区域收集前向散射光来利用前向散射光的益处。