筛光单元及气体传感器装置的制作方法

本技术涉及颗粒物检测，具体涉及一种筛光单元及气体传感器装置。

背景技术：

1、目前，常规的气体传感器同一型号只能检测一种气体组分的浓度数据，也有将多种不同类型的传感器组合在一个外壳内实现多种气体组分的检测。但现有的能输出多种气体组分的浓度数据的空气质量传感器体积较大，采用多个光源以及多个多通道探头实现，成本昂贵；而且，传统的气体传感器的检测气腔都是固定的，无法满足同一气腔检测多种气体的需求。同时，目前常规的颗粒物传感器的最低检测直径为300nm，无法准确检测气体中存在的粒径在300nm以下的颗粒物。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种筛光单元及气体传感器装置，以解决上述现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，提供一种气体传感器装置，所述气体传感器装置包括发射光源、第一光敏传感器、第二光敏传感器，

3、所述第一光敏传感器设置于所述发射光源发出的光所在光路的下方和/或上方，第二光敏传感器设置于所述第一光敏传感器靠近所述发射光源的一侧，其中

4、所述第一光敏传感器包括靠近所述发射光源的后端和远离所述发射光源的前端，所述第二光敏传感器的最前端不超过所述第一光敏传感器的所述后端，且所述第二光敏传感器的所在平面与所述第一光敏传感器的所在平面相交，以及

5、所述发射光源发出的光照射待测气体，所述待测气体中的颗粒物发生散射产生散射光，利用所述第一光敏传感器接收颗粒物下方和/或上方的散射光，利用所述第二光敏传感器接收颗粒物靠近所述发射光源一侧的散射光，以对所述待测气体中的颗粒物进行检测。

6、可选地，所述第二光敏传感器的中心与所述发射光源发出的所述光的中心在同一高度。

7、可选地，所述第一光敏传感器的所在平面与所述发射光源发出的所述光平行，且所述第一光敏传感器的所在平面与所述第二光敏传感器的所在平面垂直。

8、可选地，所述气体传感器装置还包括设有所述第一光敏传感器并对待测气体进行检测的检测室、设有所述第二光敏传感器的后侧方散射光检测室、以及消光室，所述发射光源发出的光进入所述检测室，所述待测气体中的颗粒物产生散射光，颗粒物靠近所述发射光源一侧的散射光进入所述后侧方散射光检测室，光照射所述待测气体后剩余的光进入所述消光室。

9、可选地，所述气体传感器装置还包括对所述待测气体进行检测的检测室，所述第一光敏传感器设置于所述检测室的底部和/或顶部，所述检测室包括设有检测室光进口的第一侧壁和设有检测室光出口的第二侧壁，所述发射光源发出的光从所述检测室光进口进入至所述检测室再从所述检测室光出口离开。

10、可选地，所述第一侧壁为弧形结构且所述弧形结构向所述检测室外凸出，所述检测室还包括散射光入口，所述散射光入口设置于所述弧形结构的所述第一侧壁，所述第二光敏传感器通过所述散射光入口接收来自所述待测气体中的所述颗粒物产生散射光。

11、可选地，所述气体传感器装置还包括筛光单元，所述筛光单元包括至少两个筛光室和连通相邻所述筛光室的连通孔，所述发射光源发出的光依次经过所述筛光室和所述连通孔进行筛光，其中

12、所述连通孔包括第二倾斜侧壁，且所述第二倾斜侧壁沿所述光的传输方向逐渐向所述光路倾斜。

13、可选地，所述筛光室包括第一倾斜侧壁，且所述第一倾斜侧壁沿所述光的传输方向逐渐向所述光路倾斜，以垂直于所述光的平面为基准面，所述第二倾斜侧壁与所述基准面的夹角小于所述第一倾斜侧壁与所述基准面的夹角。

14、可选地，所述连通孔的侧壁的至少一部分为所述第二倾斜侧壁，以及所述第二倾斜侧壁紧邻上游的所述筛光室设置。

15、可选地，所述筛光单元呈圆锥形状，所述筛光单元的大端连通所述发射光源；

16、沿光的传输方向，每个筛光室的横截面面积逐渐减小，下游筛光室的底部横截面面积小于相邻的上游筛光室的顶部横截面面积。

17、可选地，所述筛光室包括连接于所述第一倾斜侧壁的前反射板和后反射板，所述前反射板的中部设有连通孔光进口以及所述后反射板的中部设有连通孔光出口，其中

18、每个所述筛光室的前反射板的面积小于所述后反射板的面积，以及

19、位于光路下游的所述筛光室的所述后反射板的面积小于位于光路上游的所述筛光室的所述前反射板的面积。

20、可选地，所述筛光单元还包括延伸通道，所述延伸通道一端与所述筛光单元中最下游的筛光室连通，另一端连通至所述待测气体；

21、可选地，所述延伸通道的长度为2.5-4.5mm。

22、可选地，所述气体传感器装置还包括消光室，所述光照射所述待测气体后剩余的光进入所述消光室，所述消光室包括第一消光板，所述第一消光板被设置为将进入所述消光室的所述剩余的光进行反射，所述第一消光板与所述剩余的光进入所述消光室的入射方向呈的角度为α，其中，0＜α＜90°；

23、可选地，α＝45°。

24、可选地，所述消光室还包括第二消光板，所述第一消光板反射进入所述消光室的所述剩余的光形成一次反射光，所述第二消光板被设置为将所述一次反射光进一步反射，其中，所述第二消光板的反射面为锯齿面，所述锯齿面包括若干锯齿，所述锯齿朝向所述消光室的顶部方向倾斜设置，所述第二消光板的锯齿面将所述一次反射光反射至所述消光室的顶部。

25、可选地，所述消光室包括消光室光进入通道，所述消光室光进入通道的一端设置于所述消光室的底部，所述消光室光进入通道的另一端向所述消光室的腔室内延伸并设有消光室光进口；

26、可选地，所述消光室光进入通道的长度为3-5mm。

27、可选地，所述消光室光进入通道的横截面从所述剩余的光进入至离开的方向逐渐减小。

28、可选地，所述气体传感器装置还包括与所述检测室流体连通的气体进入通道和气体离开通道，所述气体进入通道和所述气体离开通道均设有至少一个弯折部，以使得所述待测气体通过所述气体进入通道时至少经过一次方向的改变再进入所述检测室、以及所述待测气体通过所述气体离开通道时至少经过一次方向的改变再离开所述气体传感器装置。

29、可选地，所述气体进入通道靠近所述检测室的底部设有凸起部。

30、可选地，所述凸起部的中心与所述检测室的距离为9-19mm。

31、可选地，所述气体传感器装置还包括风扇，所述风扇设置于所述气体进入通道的入口处并用于将所述待测气体引入所述气体进入通道。

32、可选地，所述发射光源的功率为80-300毫瓦，以及所述发射光源发出的所述光的波长为400nm-700nm。

33、可选地，所述气体传感器装置还包括输入输出端，所述输入输出端与充电电源电连接，和/或与通信装置通信连接并用于输出测量结果。

34、可选地，所述第二光敏传感器前方还设有凸透镜；

35、可选地，所述凸透镜设置于散射光入口处。

36、根据本实用新型的第二方面，提供一种筛光单元，所述筛光单元用于对所述发射光源发出的光进行筛光处理，得到发射角在一定范围的光，所述筛光单元包括至少两个筛光室和连通相邻所述筛光室的连通孔，所述发射光源发出的光依次经过所述筛光室和所述连通孔进行筛光，其中

37、所述连通孔包括第二倾斜侧壁，且所述第二倾斜侧壁沿所述光的传输方向逐渐向所述光路倾斜。

38、可选地，所述筛光室包括第一倾斜侧壁，且所述第一倾斜侧壁沿所述光的传输方向逐渐向所述光路倾斜，以垂直于所述光的平面为基准面，所述第二倾斜侧壁与所述基准面的夹角小于所述第一倾斜侧壁与所述基准面的夹角。

39、可选地，所述连通孔的侧壁的至少一部分为所述第二倾斜侧壁，以及所述第二倾斜侧壁紧邻上游所述筛光室设置。

40、可选地，所述筛光单元呈圆锥形状，所述筛光单元的大端连通所述发射光源；

41、沿光的传输方向，每个筛光室的横截面面积逐渐减小，下游筛光室的底部横截面面积小于相邻的上游筛光室的顶部横截面面积。

42、可选地，所述筛光室包括连接于所述第一倾斜侧壁的前反射板和后反射板，所述前反射板的中部设有连通孔光进口以及所述后反射板的中部设有连通孔光出口，其中

43、每个所述筛光室的前反射板的面积小于所述后反射板的面积，以及

44、位于光路下游的所述筛光室的所述后反射板的面积小于位于光路上游的所述筛光室的所述前反射板的面积。

45、可选地，所述筛光单元还包括延伸通道，所述延伸通道一端与所述筛光单元中最下游的筛光室连通，另一端连通至所述待测气体。

46、可选地，所述延伸通道的长度2.5-4.5mm。

47、根据本实用新型的第三方面，提供一种气体传感器装置，其特征在于，所述气体传感器装置包括上述任一项所述的筛光单元。

48、根据本实用新型的第四方面，提供一种气体传感器装置，所述气体传感器装置包括发射光源、光敏传感器和消光室，所述发射光源发出的光照射待测气体中的颗粒物发生散射产生散射光，利用所述光敏传感器接收所述散射光以对待测气体中的颗粒物进行检测，所述光照射所述待测气体后剩余的光进入所述消光室，其中，

49、所述消光室包括第一消光板，所述第一消光板被设置为将进入所述消光室的所述剩余的光进行反射，所述第一消光板与所述剩余的光进入所述消光室的入射方向呈的角度为α，其中，0＜α＜90°。

50、可选地，α＝45°。

51、可选地，所述消光室还包括第二消光板，所述第一消光板反射进入所述消光室的所述剩余的光形成一次反射光，所述第二消光板被设置为将所述一次反射光进一步反射，其中，所述第二消光板的反射面为倾斜设置的锯齿面，所述锯齿面包括若干锯齿，所述锯齿朝向所述消光室的顶部方向倾斜设置，所述第二消光板的锯齿面将所述一次反射光反射至所述消光室的顶部。

52、可选地，所述消光室包括消光室光进入通道，所述消光室光进入通道的一端设置于所述消光室的底部，所述消光室光进入通道的另一端向所述消光室的腔室内延伸并设有消光室光进口。

53、可选地，所述消光室光进入通道的长度为3-5mm。

54、可选地，所述消光室光进入通道的横截面从所述剩余的光进入至离开的方向逐渐减小。

55、可选地，所述气体传感器装置还包括检测室和筛光单元，所述发射光源发出的光依次经过所述筛光单元、所述检测室和所述消光室，

56、所述筛光单元包括至少两个筛光室和连通相邻所述筛光室的连通孔，所述发射光源发出的光依次经过所述筛光室和所述连通孔进行筛光，其中

57、所述连通孔包括第二倾斜侧壁，且所述第二倾斜侧壁沿所述光的传输方向逐渐向所述光路倾斜。

58、可选地，所述筛光室包括第一倾斜侧壁，且所述第一倾斜侧壁沿所述光的传输方向逐渐向所述光路倾斜，以垂直于所述光的平面为基准面，所述第二倾斜侧壁与所述基准面的夹角小于所述第一倾斜侧壁与所述基准面的夹角。

59、可选地，所述连通孔的侧壁的至少一部分为所述第二倾斜侧壁，以及所述第二倾斜侧壁紧邻上游的所述筛光室设置。

60、可选地，所述筛光单元呈圆锥形状，所述筛光单元的大端连通所述发射光源；

61、沿光的传输方向，每个筛光室的横截面面积逐渐减小，下游筛光室的底部横截面面积小于相邻的上游筛光室的顶部横截面面积。

62、可选地，所述筛光室包括连接于所述第一倾斜侧壁的前反射板和后反射板，所述前反射板的中部设有连通孔光进口以及所述后反射板的中部设有连通孔光出口，其中

63、每个所述筛光室的前反射板的面积小于所述后反射板的面积，以及

64、位于光路下游的所述筛光室的所述后反射板的面积小于位于光路上游的所述筛光室的所述前反射板的面积。

65、可选地，所述筛光单元还包括延伸通道，所述延伸通道一端与所述筛光单元中最下游的筛光室连通，另一端连通至所述待测气体；

66、可选地，所述延伸通道的长度2.5-4.5mm。

67、本实用新型的第五方面提供一种消光室，所述消光室设置于气体传感器装置中，所述气体传感器装置包括发射光源、光敏传感器，所述发射光源发出的光照射待测气体中的颗粒物发生散射产生散射光，利用所述光敏传感器接收所述散射光以对待测气体中的颗粒物进行检测，所述光照射所述待测气体后剩余的光进入所述消光室，

68、所述消光室包括第一消光板，所述第一消光板被设置为将进入所述消光室的所述剩余的光进行反射，所述第一消光板与所述剩余的光进入所述消光室的入射方向呈的角度为α，其中，0＜α＜90°；

69、可选地，α＝45°。

70、可选地，所述消光室还包括第二消光板，所述第一消光板反射进入所述消光室的所述剩余的光形成一次反射光，所述第二消光板被设置为将所述一次反射光进一步反射，其中，所述第二消光板的反射面为倾斜设置的锯齿面，所述锯齿面包括若干锯齿，所述锯齿朝向所述消光室的顶部方向倾斜设置，所述第二消光板的锯齿面将所述一次反射光反射至所述消光室的顶部。

71、可选地，所述消光室包括消光室光进入通道，所述消光室光进入通道的一端设置于所述消光室的底部，所述消光室光进入通道的另一端向所述消光室的腔室内延伸并设有消光室光进口。

72、可选地，所述消光室光进入通道的长度为3-5mm。

73、可选地，所述消光室光进入通道的横截面从所述剩余的光进入至离开的方向逐渐减小。

74、本实用新型的有益效果为：本实用新型的传感器装置可以用于检测气体中的颗粒物，不仅可以对大颗粒物进行检测，也可实现对直径在300nm以下的颗粒物可进行有效测量与计数，尤其可对直径100-300nm的颗粒物进行准确定性测量，另外，本实用新型提供的传感器装置在多个维度设置光敏传感器，从而可从多个方位看到颗粒物的几何尺寸，得到颗粒物的多种特征(外观特征、反射率)，从而判断出颗粒物的类型(包括但不限于形状、反光度)，提高检测精度。