[发明专利]一种气溶胶传感器

摘要

本发明提供了一种气溶胶传感器，包括气溶胶入口、气溶胶带电单元、沉积单元、电荷检测单元、控制单元、信号处理单元、气溶胶出口；所述气溶胶入口、所述气溶胶带电单元、所述沉积单元、所述电荷检测单元、所述气溶胶出口依次连接，所述电荷检测单元与所述信号处理单元相连，所述控制单元分别与所述沉积单元和所述电荷检测单元相连；所述电荷检测单元包括至少一个电荷检测子单元，所述电荷检测子单元依次连接，每个所述电荷检测子单元分别与所述控制单元相连，每个所述电荷检测子单元分别与所述信号处理单元相连。通过本发明提供的一种气溶胶传感器，能够实现较宽粒径测量范围的气溶胶颗粒的测量，同时易于小型化。

主权项

一种气溶胶传感器，其特征在于，包括：气溶胶入口、气溶胶带电单元、沉积单元、电荷检测单元、控制单元、信号处理单元、气溶胶出口；所述气溶胶入口、所述气溶胶带电单元、所述沉积单元、所述电荷检测单元、所述气溶胶出口依次连接，所述电荷检测单元与所述信号处理单元相连，所述控制单元分别与所述沉积单元和所述电荷检测单元相连；所述电荷检测单元包括多个电荷检测子单元，所述多个电荷检测子单元依次连接，每个所述电荷检测子单元分别与所述控制单元相连，每个所述电荷检测子单元分别与所述信号处理单元相连；所述气溶胶带电单元，用于使流入的待测气溶胶中的气溶胶颗粒带电；所述沉积单元，用于截留流入的带电的气溶胶颗粒中粒径小于等于初始预设值的气溶胶颗粒；其中，所述沉积单元包括两块平行的电极板，其中一块电极板接地，另一块电极板与所述控制单元连接；所述电荷检测子单元，用于截留流入的带电的气溶胶颗粒中粒径小于等于本电荷检测子单元的预设值的气溶胶颗粒，并输出产生的感应电流；其中，每个所述电荷检测子单元包括两块平行的电极板和电流计，其中一块电极板与所述控制单元连接，另一块电极板与电流计连接，电流计与所述信号处理单元连接，所述电流计用于测量感应电流并输出测得的感应电流的大小；各个所述电荷检测子单元的组合测量能够实现较宽粒径测量范围的气溶胶颗粒的粒径分布测量，得到粒径的分布关系；所述控制单元，用于根据所述初始预设值给所述沉积单元施加方波电压，并根据每个电荷检测子单元的预设值给每个所述电荷检测子单元分别施加与该预设值对应的恒定电压；所述信号处理单元，用于根据所有所述电荷检测子单元输出的感应电流和解析表达式计算出每个电荷检测子单元中被截留的气溶胶颗粒的平均粒径和数量浓度，其中，所述解析表达式为满足预设精度要求的所述感应电流与所述平均粒径、所述数量浓度之间的多元多项式；或，所述信号处理单元，用于根据所有所述电荷检测子单元输出的感应电流和神经网络模型计算出每个电荷检测子单元中被截留的气溶胶颗粒的平均粒径和数量浓度，其中，所述神经网络模型用于根据输入的所述感应电流得出所述平均粒径和所述数量浓度；其中，所述方波电压的低电平满足：流入所述沉积单元的带电的气溶胶颗粒中粒径小于等于所述初始预设值的气溶胶颗粒被全部截留在所述沉积单元内；所述方波电压的高电平满足：流入所述沉积单元的带电的气溶胶颗粒中除粒径小于等于所述初始预设值的气溶胶颗粒被全部截留在所述沉积单元内，还有部分粒径大于所述初始预设值的气溶胶颗粒也被截留在所述沉积单元内；所述电荷检测子单元的预设值对应的恒定电压满足：流入每个所述电荷检测子单元的带电的气溶胶颗粒中粒径小于等于该电荷检测子单元的预设值的气溶胶颗粒全部截留在所述该电荷检测子单元内；其中，所有所述预设值中至少有一个大于所述初始预设值。