[发明专利]一种粉尘浓度传感器及其测量粉尘浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种粉尘浓度传感器及其测量粉尘浓度的方法。

背景技术

粉尘采集器可以用于测量粉尘浓度。测量过程包括：粉尘采集器抽取一定体积的含尘空气，将粉尘过滤在滤膜上，通过滤膜增重的值计算出粉尘的浓度。这种测量方式不仅不便于操作，而且不能连续测量。

采样器对采集到的含尘空气进行标定，直读式粉尘测试仪利用光散射或者β源吸收等原理对标定后的含尘空气进行检测，可即时得到当前的粉尘浓度，但是测量次数有限，不能对粉尘浓度连续检测。

连续检测直读式粉尘浓度传感器可以连续检测粉尘浓度。测量过程包括：连续检测直读式粉尘浓度传感器内部的电机带动叶片转动，进而将含尘空气吸入其暗室，使用自身携带的光源照射含尘空气中的粉尘，粉尘产生的散射光被转换为电信号输出，供安全检测系统使用。

但是，连续检测直读式粉尘浓度传感器在进行光电转换时常常需要为其提供100v以上的高压，这在粉尘作业场所构成了安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种粉尘浓度传感器及其测量粉尘浓度的方法，在进行光电转换时无需高压，进而消除安全隐患。

一种粉尘浓度传感器，所述粉尘浓度传感器包括：

风机、导流装置、气室、光源、光电二极管以及单片机；

所述风机，使所述气室产生负压；

所述导流装置，在所述气室产生负压时，将含尘空气吸入所述气室；

所述光源，为所述气室中含尘空气的粉尘提供光照，以产生散射光；

所述光电二极管，将所述散射光转化为电压信号，并输出所述电压信号；

所述单片机，根据所述光电二极管输出的电压信号、以及预存的电压信号与粉尘浓度比例关系计算粉尘浓度。

可选地，其特征在于，所述粉尘浓度传感器还包括：

光电延长管，加高所述光电二极管，以避免所述光电二极管接触所述粉尘。

可选地，所述粉尘浓度传感器还包括：

光电底座，放置聚光透镜；

所述聚光透镜，增大所述光电二极管的感光面积。

优选地，所述导流装置包括：

尖嘴，吸入所述含尘空气；

喇叭嘴，所述含尘空气送入所述气室；

采集端盖，连接所述尖嘴与所述喇叭嘴；

具有至少一个进气孔的阻光器，阻挡外界光线进入所述气室，并使所述含尘空气通过。

可选地，其特征在于，所述粉尘浓度传感器还包括：

光源灯罩，固定所述光源。

优选地，所述气室采用直筒式结构，以降低所述气室中的负压压降。

优选地，所述气室内壁为黑色，以避免所述气室内壁产生反射光。

可选地，所述粉尘浓度传感器还包括：

报警单元，当所述粉尘浓度传感器测量出的粉尘浓度大于预置值时，发出警报。

可选地，所述粉尘浓度传感器还包括：

RS485输入输出接口，使所述粉尘浓度传感器接入各种煤矿监控系统。

可选地，所述粉尘浓度传感器还包括：

频率输出接口，使所述粉尘浓度传感器通过频率信号接入各种煤矿监控系统。

可选地，所述粉尘浓度传感器还包括：

红外遥控输入单元，接收遥控器的指令，使所述单片机根据所述指令执行操作。

可选地，所述粉尘浓度传感器还包括：

程控放大电路，放大所述光电二极管输出的电压信号，并将放大后的电压信号输出给单片机；

所述单片机，根据放大后的电压信号、以及预存的电压信号与粉尘浓度比例关系计算粉尘浓度。

一种粉尘浓度传感器测量粉尘浓度的方法，所述方法包括：

启动风机使气室产生负压；

在所述负压的作用下，通过导流装置将含尘空气吸入所述气室；

光源照射所述气室中的含尘空气，以产生散射光；

光电二极管将所述散射光转化为电压信号并输出；

单片机根据所述光电二极管输出的电压信号、以及预存的电压信号与粉尘浓度比例关系计算粉尘浓度。

优选地，所述光电二极管将所述散射光转化为电压信号并输出包括：

光电二极管将所述散射光转化为电压信号，并将所述电压信号输出给程控放大电路，以使所述程控放大电路放大所述电压信号；

所述单片机根据所述光电二极管输出的电压信号、以及预存的电压信号与粉尘浓度比例关系计算粉尘浓度包括：

所述单片机根据放大了的电压信号、以及预存的电压信号与粉尘浓度比例关系计算粉尘浓度。