[实用新型]双路颗粒物浓度检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种空气净化装置内的环境空气颗粒物浓度检测装置。

背景技术

近年来，颗粒物(Particulate Matter)作为空气中重要的污染物之一备受关注。颗粒物对人类危害极大，尤其是小粒径颗粒物，能长时间飘浮于大气中，难以沉降到地面，易进入人体呼吸道，并且粒径越小，在人体呼吸道中的沉降位置越深，危害越大。新版《环境空气质量标准》将环境空气中空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物称为可吸入颗粒物PM10，将环境空气中空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物称为细颗粒物PM2.5。PM10易沉积在上呼吸道，引发各种疾病；PM2.5能够沉积在支气管和肺部，并且更易吸附有毒害的物质进入体内，危害人体健康。因此，对环境空气中颗粒物浓度的准确测量显得格外重要。基于光学原理的颗粒物浓度传感器目前在国内外被大量采用，由于其小型化、数据实时输出和成本低等特点，被广泛应用于空气净化装置等民用设备，例如家用空气净化装置、车用空气净化装置、具有空气净化功能的空调等。

光学颗粒物浓度传感器的光发射单元、光接收单元、光路设计、信号采集方法以及转换为颗粒物浓度输出的数学模型各有不同，例如，光发射单元主要有红外光和激光。光学颗粒物浓度传感器的输出算法和校准方法亦有所不同，例如，使用一阶模型进行归一化统计算法、多点法归一化高次补偿统计算法等。此外，颗粒物浓度传感器的量程各不相同，例如，颗粒物质量浓度的输出范围至600μg/m³(微克每立方米)、1,000μg/m³等。另一方面，光学原理的颗粒物浓度传感器长期使用后光发射单元(光源)的光强衰减、传感器内部积灰等因素所造成的光路特性变化、以及传感器其他部件的特性改变，包括传感器运行环境的温湿度变化等因素，均将引起传感器的输出特性发生变化，由此导致传感器输出产生较大的误差，或者说测量数据漂移严重。

根据《环境空气质量标准》、《环境空气质量指数技术规定》及《空气净化器国家标准》等要求，空气净化装置一般根据颗粒物浓度传感器的输出值，设置35μg/m³、75μg/m³、115μg/ m³、150μg/m³、250μg/m³等颗粒物质量浓度阈值来控制装置内风机运行的转速或功率进行相应的空气调节，亦可能选取或调整其中的某些阈值进行应用设计。实际上，环境空气质量指数变差的城市环境空气，更多是在几十微克每立方米的轻度污染或至150μg/m³以下的中度污染。由此可以看到，空气净化装置中的颗粒物浓度传感器应用，更为关心的是其低浓度输出区域的测量准确度。

实用新型内容

本实用新型提供一种结构简单但可有效提高低浓度输出区域测量精度的双路颗粒物浓度检测装置，主要但不限于用于空气净化装置。

所述双路颗粒物浓度检测装置包括第一光学颗粒物浓度传感器、第二光学颗粒物浓度传感器和信号处理单元，其相互连接并实现信号通讯。

所述第一光学颗粒物浓度传感器用于检测空气净化装置放置区域的环境空气颗粒物浓度。该传感器位于空气净化装置中的非工作风道区域或者位于空气净化装置工作风道中的进风口之后过滤网之前，其上电工作后输出第一电信号OUT1。所述第二光学颗粒物浓度传感器用于校准所述第一光学颗粒物浓度传感器的输出，其位于空气净化装置工作风道中的过滤网之后出风口之前的区域，其上电工作后输出第二电信号OUT2。

第一光学颗粒物浓度传感器测量环境空气输出的第一电信号OUT1与其相应测得的颗粒物浓度值对应第一函数关系FUNC1，第二光学颗粒物浓度传感器测量环境空气输出的第二电信号OUT2与其相应测得的颗粒物浓度值对应第二函数关系FUNC2。所述的第一和第二函数关系FUNC1和FUNC2可以是第一和第二光学颗粒物浓度传感器分别测量实际环境空气标定的值，也可以是理论上的计算值，或者是这二者的组合。第二光学颗粒物浓度传感器在测量颗粒物浓度为零值时输出初始电信号OC0。该初始电信号OC0可以是第二光学颗粒物浓度传感器实际测量环境空气颗粒物浓度为零值时标定的值，也可以是第二光学颗粒物浓度传感器在其他环境空气中测量标定后推算的理论值。