強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器能夠針對現(xiàn)有非國標(biāo)規(guī)定粉 塵檢測方法通常只能得到微小區(qū)域的粉塵瞬時(shí)值，與實(shí)際呼吸性粉塵和總粉塵的測值相關(guān) 性不大，所檢測數(shù)據(jù)通常不能作為執(zhí)法依據(jù)，而以重量法作為執(zhí)法依據(jù)，又存在檢測時(shí)間過 長的問題，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)取證等不足，提供一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，該 傳感器可實(shí)現(xiàn)大氣環(huán)境或局部空間總粉塵的實(shí)時(shí)檢測。
[0032] 本發(fā)明為原創(chuàng)性具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果，不僅為粉塵檢測提供了新的方法，而 且為執(zhí)法取證提供了技術(shù)手段。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發(fā)明一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中 有垂直板壁（1)、彈簧鉸鏈一（2)、細(xì)長桿支架一（3)、方盒一（4)、托板一（5)、彈簧鉸鏈二 (6)、細(xì)長桿支架二（7)、方盒二（8)、托板二（9)、激光光源一（10)，激光光源二（11)、感光器 一（12)、感光器二（13)、鏡面一（14)及鏡面二（15)。
[0034] 圖2為本發(fā)明一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器的數(shù)學(xué)模型圖。圖中有 托板一（5)和托板二（9)。
[0035] 圖3為本發(fā)明一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器的計(jì)算分析圖。圖中有 方盒一（4)、托板一（5)、方盒二（8)和托板二（9)。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0037] 圖1為本發(fā)明一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中 有垂直板壁（1)、彈簧鉸鏈一（2)、細(xì)長桿支架一（3)、方盒一（4)、托板一（5)、彈簧鉸鏈二 (6)、細(xì)長桿支架二（7)、方盒二（8)、托板二（9)、激光光源一（10)，激光光源二（11)、感光器 一（12)、感光器二（13)、鏡面一（14)及鏡面二（15)。其中，彈簧鉸鏈一（2)的兩個(gè)活動(dòng)組 件分別通過鉚焊工藝與垂直板壁（1)和細(xì)長桿支架一（3)構(gòu)成剛性整體，細(xì)長桿支架一（3) 與彈簧鉸鏈一（2)聯(lián)接后可以在外力的作用下相對于垂直板壁（1)上下擺動(dòng)，但不能側(cè)向 轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)長桿支架一（3)與托板一（5)通過鉚焊工藝構(gòu)成剛性整體，方盒一（4)置于托板一 (5)上方以構(gòu)成密封腔體，托板一（5)下方設(shè)置有鏡面一（14)以反射來自激光光源一（10) 的激光束，激光束被反射后激發(fā)感光器一（12)以獲得托板一（5)的傾斜角度；類似地，彈簧 鉸鏈二（6)的兩個(gè)活動(dòng)組件分別通過鉚焊工藝與垂直板壁（1)和細(xì)長桿支架二（7)構(gòu)成剛 性整體，細(xì)長桿支架二（7)與彈簧鉸鏈一（2)聯(lián)接后可以在外力的作用下相對于垂直板壁 (1)上下擺動(dòng)，但不能側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)長桿支架二（7)與托板二（9)通過鉚焊工藝構(gòu)成剛性整 體，方盒二（8)置于托板二（9)下方，方盒二（8)內(nèi)部的頂部設(shè)置有鏡面二（15)以反射來 自激光光源二（11)的激光束，激光束被反射后激發(fā)感光器二（13)以獲得托板二（9)的傾 斜角度。
[0038] 實(shí)施粉塵檢測時(shí)，首先在超凈室內(nèi)通過鉚焊工藝將方盒一（4)與托板一（5)構(gòu)成 一密封腔體內(nèi)，密封腔內(nèi)為純凈空氣，氣壓為一個(gè)大氣壓左右。
[0039] 完成密封腔鉚焊后，可通過配重調(diào)節(jié)使得托板一（5)、托板二（9)、細(xì)長桿支架一 (3)、細(xì)長桿支架二（7)等高并處于與垂直板壁（1)垂直的同一水平面。
[0040] 圖2為本發(fā)明一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器的數(shù)學(xué)模型圖。圖中有 托板一（5)和托板二（9)。由圖中關(guān)系可以得到：
[0041] I1=Iitga
[0042] L2= h_L Ag Θ i
[0043] L3= h_L Ag Θ 2
[0044] F1L1= k θ 〇
[0045] F2L2= k Θ j
[0046] F3L3= k θ 2
[0047] β = a - θ j
[0048] y = a - θ 2
[0049] I2= (h-L itg θ j) [tg a +tg (2 β - a ) ] -htg a
[0050] = (h-I^tg θ D [tg a +tg ( a -2 θ ) ] -htg a
[0051] = f I ( θ i) = f I (F2L2/k)
[0052] 所以有
[0053] F2= g I (I2)
[0054] I3= (h-L itg Θ 2) [tg a +tg (2 Y - a ) ] -htg a
[0055] = (h-I^tg Θ 2) [tg a +tg ( a -2 Θ 2) ] -htg a
[0056] = f2 ( Θ J = f2 (F2L2A)
[0057] 所以有
[0058] F3= g 2 (I3)
[0059] 由此可見，測得托板一（5)和托板二（9)對激光束的反射后的光斑位置后，即可依 據(jù)I 2, I3的大小反向求解出FJPF3的值，進(jìn)而求解出等體積空間中的氣體物質(zhì)所產(chǎn)生的壓 力差異。
[0060] 圖3為本發(fā)明一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器的計(jì)算分析圖。圖中有 方盒一（4)、托板一（5)、方盒二（8)和托板二（9)。
[0061] F2=Pv1*S
[0062] Pvx = ] P (h)g(h)dh = Psk^ + Phv { 0
[0063] F3= P v2*S CO
[0064] Pv2 = \p(h)g(h)dh = Ρφ +Phv2 ο
[0065] 所以有
[0066] Λ F = F2-F3= (ρ ν1-ρν2) *S = [ (Psky+Phvl) - (Psky+PhV2) ] *S
[0067] = (Phvi-Phv2) *S = Phvl*S_PhV2*S
[0068] = Pvl*Vl-PV2*V2(V# V2等體積，均為 V)
[0069] = ( p V1- p V2) *V
[0070] 由此可見，托板一（5)和托板二（9)所受力的大小與等體積空間V中的粉塵濃度 具有直接相關(guān)性。
[0071] 綜上所述，考慮大氣壓強(qiáng)和溫度濕度等因素并進(jìn)行修正后，通過差分求解兩個(gè)托 板之間的壓力差就可以求解得到托板二（9)上空與方盒一（4)等體積開放空間中的總粉塵 濃度。
[0072] 本發(fā)明基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，該傳感器不需要收集粉塵即可以 對總粉塵量進(jìn)行直接測量，為原創(chuàng)性具有自主知識產(chǎn)權(quán)的粉塵傳感器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于該粉塵傳感器包括垂直板 壁（1)、彈黃較鏈一（2)、細(xì)長桿支架一（3)、方盒一（4)、巧板一巧）、彈黃較鏈二化）、細(xì)長 桿支架二（7)、方盒二巧）、巧板二巧）、激光光源一（10)、激光光源二（11)、感光器一（12)、 感光器二（13)、鏡面一（14)及鏡面二（15)，其特征在于所述的粉塵傳感器的彈黃較鏈一 (2)的兩個(gè)活動(dòng)組件分別通過馴焊工藝與垂直板壁（1)和細(xì)長桿支架一（3)構(gòu)成剛性整體， 細(xì)長桿支架一（3)與彈黃較鏈一（2)聯(lián)接后可W在外力的作用下相對于垂直板壁（1)上下 擺動(dòng)，但不能側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于所 述的粉塵傳感器的細(xì)長桿支架一（3)與巧板一（5)通過馴焊工藝構(gòu)成剛性整體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于所 述的粉塵傳感器的方盒一（4)置于巧板一（5)上方W構(gòu)成密封腔體，密封腔內(nèi)為純凈空氣， 并通過微細(xì)小孔與外部保持氣壓平衡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于所 述的粉塵傳感器的巧板一（5)下方設(shè)置有鏡面一（14) W反射來自激光光源一（10)的激光 束，激光束被反射后激發(fā)感光器一（12) W獲得巧板一巧）的傾斜角度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于所 述的粉塵傳感器的彈黃較鏈二（6)的兩個(gè)活動(dòng)組件分別通過馴焊工藝與垂直板壁（1)和細(xì) 長桿支架二（7)構(gòu)成剛性整體，細(xì)長桿支架二（7)與彈黃較鏈一（2)聯(lián)接后可W在外力的 作用下相對于垂直板壁（1)上下擺動(dòng)，但不能側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于所 述的粉塵傳感器的細(xì)長桿支架二（7)與巧板二（9)通過馴焊工藝構(gòu)成剛性整體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于所 述的粉塵傳感器的下開口方盒二（8)置于巧板二（9)下方，方盒二巧）內(nèi)部的頂部設(shè)置有 鏡面二（15) W反射來自激光光源二（11)的激光束，激光束被反射后激發(fā)感光器二（13) W 獲得巧板二巧）的傾斜角度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于所 述的粉塵傳感器的巧板一巧）、巧板二巧）、細(xì)長桿支架一（3)、細(xì)長桿支架二（7)等高并處 于與垂直板壁（1)垂直的同一水平面。
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種基于局部壓強(qiáng)差異的差分式粉塵傳感器，其特征在于該傳感器包括垂直板壁(1)、彈簧鉸鏈一(2)、細(xì)長桿支架一(3)、方盒一(4)、托板一(5)、彈簧鉸鏈二(6)、細(xì)長桿支架二(7)、方盒二(8)、托板二(9)、激光光源一(10)，激光光源二(11)、感光器一(12)、感光器二(13)、鏡面一(14)及鏡面二(15)。其中，方盒一(4)置于托板一(5)上方構(gòu)成密封腔體，感光器一(12)可獲得托板一(5)的傾斜角度，下開口方盒二(8)置于托板二(9)下方，感光器二(13)獲得托板二(9)的傾斜角度。托板二(9)傾斜角度與粉塵濃度具有直接相關(guān)性?？紤]大氣壓強(qiáng)和溫度濕度等因素并修正后，可求解得到托板二(9)上空與方盒一(4)等體積開放空間中的總粉塵濃度。
【IPC分類】G01N15-06
【公開號】CN204374037
【申請?zhí)枴緾N201420768611
【發(fā)明人】帥立國
【申請人】帥立國
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月5日