[实用新型]颗粒物传感器和电子设备

说明书

本主题技术方面涉及颗粒物传感器和电子设备。颗粒物传感器可包括三个激光器、三个全内反射透镜和三个检测器，该三个检测器用于检测三个激光器的操作由于自混合干涉测量法的原理而引起的变化。三个全内反射透镜可使用内反射表面来使三个光束倾斜成在三维空间中形成正交基的三个对应方向，以便可确定气体流速，同时保持用于在便携式电子设备中实现传感器的小型模块化形状因数。

技术领域

本说明书整体涉及颗粒物传感器和电子设备。

背景技术

在自混合干涉测量法中，由相干或部分相干源(例如激光器)发射的光从目标反射和/或散射并重新耦合到光源的光学腔体中。这种重新耦合可相干地修改激光器的电场、载流子分布、光学增益分布轮廓和激光阈值，以产生激光结点上的电压(如果激光器是用电流源驱动的)、激光器上的偏置电流(如果激光器是用电压源驱动的)和/或激光器发射的光功率的可测量变化。

自混合干涉仪有时用于通过检测风流量中反射和/或散射激光的颗粒来测量风速。基于所确定的速度和随时间推移检测到的颗粒数，可估计风流量中的颗粒物浓度。为了减小由于气流的未知方向造成的风速和颗粒物浓度测量上的误差，实现自混合干涉仪的颗粒物传感器通常包括使空气以已知速度并沿已知方向移动通过感测体积的风扇。

实用新型内容

根据本公开的第一方面，提供了一种颗粒物传感器，所述颗粒物传感器包括：三个光源；和三个全内反射透镜，其中所述三个光源被布置成将三个对应光束分别发射到所述三个全内反射透镜中，并且其中所述三个全内反射透镜被布置成使所述三个对应光束重新定向到在三维空间中形成正交基的三个对应方向。

在一些实施例中，颗粒物传感器还包括三个光检测器，所述三个光检测器各自被配置为检测所述三个光源中的对应一个光源的操作由于与所述三个对应光束中的至少一个相关联的测量体积内的颗粒的反射或反向散射而引起的变化。

在一些实施例中，每个光检测器被配置为通过检测由所述三个光源中的所述对应一个光源发射的光功率的变化来检测所述光源的操作的变化。

在一些实施例中，每个光检测器被配置为通过检测在所述三个光源中的所述对应一个光源的腔体内存在的光功率的变化来检测所述光源的操作的变化。

在一些实施例中，所述三个光源包括三个激光器。

在一些实施例中，所述三个激光器包括将所述三个对应光束以平行方向发射到所述三个全内反射透镜中的三个垂直腔面发射激光器。

在一些实施例中，所述三个光检测器包括三个光电二极管，所述三个光电二极管各自与所述垂直腔面发射激光器中的一个一体成形。

在一些实施例中，所述全内反射透镜中的每个包括非球面全内反射表面。

在一些实施例中，所述全内反射透镜中的每个包括透镜化表面和全内反射表面。

根据本公开的第二方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括颗粒物传感器，所述颗粒物传感器被配置为：将三个光束从三个对应光源发射到三个对应全内反射透镜中；利用所述三个对应全内反射透镜使发射的所述三个光束重新定向到在三维空间中形成正交基的三个对应方向；利用三个对应光检测器检测所述三个对应光源的操作由于三个重新定向的光束在围绕所述三个重新定向的光束的一个或多个会聚位置的测量体积内的反射或反向散射而引起的变化；以及基于所检测到的变化来确定气体中的一种或多种颗粒物浓度。

在一些实施例中，电子设备还包括壳体，并且其中所述颗粒物传感器被配置为以相对于所述壳体的外表面的倾斜角将所述三个重新定向的光束中的每个发射穿过所述壳体的透明部分。

在一些实施例中，电子设备还包括具有透明覆盖层的显示器，并且其中所述壳体的所述透明部分包括所述显示器的所述透明覆盖层的一部分。

在一些实施例中，所述倾斜角介于五十四度和五十六度之间。