[发明专利]一种光学颗粒计数器

权利要求书

1.一种光学颗粒计数器，其特征在于，包括：散射光收集装置、气溶胶颗粒准直结构和激光器，其中：

所述散射光收集装置上设置有积分球、气溶胶颗粒进气口、气溶胶颗粒出气口以及激光照射入口；以所述积分球的球心为原点，气溶胶颗粒进气口和气溶胶颗粒出气口在x轴上，激光器和光陷阱在y轴上，光电传感器布置在z轴上；

所述气溶胶颗粒准直结构用于将从所述气溶胶颗粒进气口进入的气溶胶颗粒直线性的输送至所述气溶胶颗粒出气口；

所述光学颗粒计数器还包括气溶胶颗粒进气嘴；所述气溶胶颗粒准直结构包括：环形鞘气喷嘴，所述环形鞘气喷嘴包括喷嘴部和管路部；所述喷嘴部包括喷嘴腔体；所述喷嘴腔体出口与所述气溶胶颗粒进气口连接；所述管路部包括多个气流管路；

所述环形鞘气喷嘴还包括第一盘状本体，所述气流管路开设在所述第一盘状本体内部，所述气溶胶颗粒进气嘴包括进气嘴和第二盘状本体，所述进气嘴的进气口开设在所述第二盘状本体上，所述进气嘴穿过所述第一盘状本体，插在所述喷嘴腔体内部，所述喷嘴腔体内壁与所述气溶胶颗粒进气嘴外壁之间形成环形间隙，所述气流管路与所述环形间隙连通，所述第二盘状本体与所述第一盘状本体相层叠贴合，以使所述第二盘状本体端面将所述环形间隙的底部端口封闭，所述环形间隙的底部端口为与所述环形间隙出气口相对的端口；

所述激光器，发出的激光经所述激光照射入口进入散射光收集装置，且所述激光照射在气溶胶颗粒的运动路径上；

所述光学计数器还包括信号处理器，所述信号处理器包括光强脉冲统计模块；所述光强脉冲统计模块根据光电传感器输出的光脉冲信号数量来确定颗粒的数量；

所述光电传感器安装在所述积分球的表面，在所述积分球表面开设一个孔洞，将所述光电传感器固定在孔洞内；

所述信号处理器还包括粒径比较统计模块以及反演粒径算法模块；

所述粒径比较统计模块基于光脉冲信号光强与颗粒尺寸的对应关系，对比于参考光脉冲信号强度确定颗粒的粒径大小；所述反演粒径算法模块基于光脉冲信号分布图根据反演算法解出具体的颗粒粒径分布情况；通过所述粒径比较统计模块和所述反演粒径算法模块实现对气溶胶颗粒的粒径分级以及对各粒径级别气溶胶颗粒的计数；

所述光学颗粒计数器还包括设置于所述散射光收集装置与所述激光器之间的透镜组件，所述透镜组件用于对所述激光器发出的激光进行截面压缩；

所述透镜组件包括两个轴线相互垂直布置的柱面透镜，所述柱面透镜一面为平面，另一面为凸面，且凸面朝向所述激光器。

2.根据权利要求1所述的光学颗粒计数器，其特征在于，所述环形间隙在所述气溶胶颗粒进气嘴出口处的横截面关于所述气溶胶颗粒进气嘴出口横截面的中心对称，且从所述环形间隙喷出的气流聚拢于所述气溶胶颗粒进气口指向所述气溶胶颗粒出气口的直线上；

所述多个气流管路与均匀开设在所述喷嘴腔体侧壁的气流进口相连接。

3.根据权利要求1所述的光学颗粒计数器，其特征在于，所述气溶胶颗粒进气口与所述气溶胶颗粒出气口的连线为一直线，所述气溶胶颗粒准直结构包括在所述气溶胶颗粒进气口周围的散射光收集装置壁上开设的多个气流进气口，所述气流进气口在以所述直线与所述散射光收集装置的交点为圆心的圆周上均匀布置，所述气流进气口用于向所述直线上对称的吹气。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光学颗粒计数器，其特征在于，所述气溶胶颗粒准直结构包括气溶胶颗粒保护通路，所述气溶胶颗粒保护通路包括透明的中空直管；所述中空直管的第一端口固定于所述散射光收集装置的气溶胶颗粒进气口，并与所述气溶胶颗粒进气口连通；所述中空直管的第二端口固定于所述散射光收集装置的气溶胶颗粒出气口，并与所述气溶胶颗粒出气口连通；所述中空直管上开设有通孔；所述激光器发出的激光经所述激光照射入口进入散射光收集装置，并照射到所述中空直管上的通孔上。

5.根据权利要求4所述的光学颗粒计数器，其特征在于，所述中空直管的材料为隔热材料。

6.根据权利要求1所述的光学颗粒计数器，其特征在于，所述气溶胶颗粒进气嘴出口处的内径设置为0.6-2mm。