[实用新型]一种空气颗粒物质量浓度传感器的激光光学组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学领域，尤其涉及一种空气颗粒物质量浓度激光检测传感器领域。

背景技术

空气颗粒物质量浓度传感器(PM2.5传感器)作为元件应用于民用空气净化检测设备(空气净化器、霾表)，朝体积小型化、高精度方向发展；现有空气颗粒物质量浓度传感器一般由“激光光学组件”、“送风组件”、“电路组件”三大模块构成，激光光学组件作为传感器的关键部件，从原理上决定了传感器的性能；激光光学组件受到传感器体积的限制，现有传感器激光光学组件都采用短焦距的光路设计，从而制约了传感器性能的提升。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种空气颗粒物质量浓度传感器的激光光学组件，采用折叠长焦距光束光路的方式，突破了传感器本身尺寸对光学组件光路的限制，使性能大幅提升，结构简单，使用方便，能快速准确的为空气颗粒物质量浓度传感器后端电路提供高区分度的光电脉冲信号。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种空气颗粒物质量浓度传感器的激光光学组件，包括激光光源、聚焦透镜、光路折叠镜、风道、光电二极管，所述激光光源发出的发出光束穿过聚焦透镜后形成焦距光束，所述焦距光束经过光路折叠镜反射后形成反射光束，所述反射光束垂直穿过风道，所述风道的风道中心线经过反射光束的束腰中心点(即光束直径最小的横截面的中心点)，所述光电二极管的接收面与反射光束的光路平行，光电二极管接收面的中垂线经过束腰中心点。

优选的，所述光路折叠镜包括至少两面平面反射镜。

优选的，所述光路折叠镜包括三面平面反射镜。

进一步的，所述光路折叠镜包括横截面为七边形的腔体，所述腔体包括依次连接的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁、第五侧壁、第六侧壁、第七侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁垂直，第一侧壁开设有入光孔，第二侧壁开设有出光孔，第三侧壁、第五侧壁、第七侧壁的内壁分别设置平面反射镜，所述出光孔与风道连通。

进一步的，所述入光孔的直径大于出光孔的直径。

优选的，所述激光光源为激光二极管，波长为650nm。

优选的，所述聚焦透镜为双凸透镜。

进一步的，还包括光陷阱，所述光陷阱位于风道侧壁，光陷阱正对出光孔。

本实用新型的有益效果：

本实用新型以经典Mie光散射理论、几何光学相关理论为基础，对长焦距激光光束进行整形、折叠，与现有技术相比，传感器既可采用了长焦距光路设计来提高精度，又满足了小型化的需求。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为长焦距光束光路折叠前、后对比示意图；

图2-1为长焦距光束光路折叠前示意图；

图2-2为长焦距光束光路折叠后示意图；

图3为光电二极管接收颗粒物散射光示意图；

图中：1-激光光源、2-聚焦透镜、3-光路折叠镜、4-焦距光束、5-风道、 6-风道中心线、7-束腰中心点、8-光陷阱、9-光电二极管、10-平面反射镜a、 11-平面反射镜b、12-入光孔、13-出光孔、14-平面反射镜c。

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，对本实用新型进行进一步详细说明。