[发明专利]一种新型的激光PM2.5粉尘传感器

说明书

本发明公开了一种新型的激光PM2.5粉尘传感器，其包括传感器本体以及设有聚光组件的检测系统，所述聚光组件设有椭球面，所述椭球面具有第一焦点以及第二焦点，所述激光二极管的发光点与第一焦点重合，所述光电二极管接收端的中心位于第二焦点的正前方，根据椭球面具有的光学特性，在检测过程中，上述激光二极管发射出来的检测激光均是从第一焦点射向聚光组件的椭球面上，并在椭球面的反射作用下均射向第二焦点，并且椭球面具有的光学特性不会随着温度的变化而发生变化，所以，本发明检测系统形成的焦点不会因为工作环境温度的变化而发生偏移，从而提高了检测系统对待检测气体的检测精度。

技术领域

本发明涉及空气质量检测的技术领域，特别是涉及一种新型的激光PM2.5粉尘传感器。

背景技术

PM2.5粉尘只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5颗粒粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。为了监测空气环境的质量，通常采用具有激光PM2.5粉尘传感器的检测装置，对空气进行检测。

目前，激光PM2.5粉尘传感器主要通过激光系统中的圆形透镜折射聚焦，并根据激光从折射到聚焦过程中的变化来分析检测PM2.5颗粒的浓度，而检测装置的使用环境比较复杂，通常涉及高温或者低温环境，在不同的温度环境中，圆形透镜的折射率会随温度的变化而变化，使得光学系统的焦点发生偏移，从而影响检测精度。

有鉴于此，本发明人针对上述激光PM2.5粉尘传感器结构设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的激光PM2.5粉尘传感器，使得激光PM2.5粉尘传感器的聚焦点在工作温度变化范围内不发生偏移，从而提高检测精度。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种新型的激光PM2.5粉尘传感器，其包括传感器本体以及检测系统，所述检测系统设置在传感器本体的内部，所述传感器本体内设有供待检测气体通过的气流通道，所述检测系统包括激光二极管、聚光组件以及光电二极管，所述激光二极管与聚光组件相互配合并装设在气流通道的一侧，与之相配合的，所述光电二极管装设在气流通道内，并且位于激光二极管产生的检测激光的一侧，所述聚光组件设有椭球面，所述椭球面具有第一焦点以及第二焦点，所述激光二极管的发光点与第一焦点重合，所述光电二极管接收端的中心位于第二焦点的正前方。

所述聚光组件为一透光镜，所述透光镜的折射率大于空气的折射率并且设有第一球面以及第二球面，所述第一球面设置在靠近激光二极管的一端，所述第二球面设置在靠近光电二极管的一端，所述椭球面设置在第一球面与第二球面之间，所述第一球面的第一球心点与第一焦点重合，所述第二球面的第二球心点与第二焦点重合，并且，所述激光二极管发射出来检测激光射向椭球面的入射角不小于空气的折射率与聚光组件的折射率的比值的反正弦值。

所述聚光组件为一反光镜，所述反光镜设有与椭球面重合的反光面以及安装面，所述安装面与气流通道的内壁固定连接，所述反光面朝向激光二极管设置。

所述检测系统还包括吸光组件，所述吸光组件固定在传感器本体上，并且激光二极管产生的检测激光穿过气流通道后照射在吸光组件上。

采用上述方案后，本发明的聚光组件通过设有椭球面，所述椭球面具有第一焦点以及第二焦点，所述激光二极管的发光点与第一焦点重合，所述光电二极管接收端的中心位于第二焦点的正前方，根据椭球面具有的光学特性，在检测过程中，上述激光二极管发射出来的检测激光均是从第一焦点射向聚光组件的椭球面上，并在椭球面的反射作用下均射向第二焦点，并且椭球面具有的光学特性不会随着温度的变化而发生变化，所以，本发明检测系统形成的焦点不会因为工作环境温度的变化而发生偏移，从而提高了检测系统对待检测气体的检测精度。