CN103837451A - 一种用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，包括内部具有能够形成密封检测区域且还具有位于检测区域相对两侧的进气通道和出气通道的盒体、分别位于进气通道和出气通道内的进气管和出气管、自盒体的一端部与检测区域相连通的激光发射器，进气管和出气管在同一条直线上，激光发射器所发射的激光与进气管和出气管连接线相交设置，粉尘传感器还包括位于检测区域上方的光线接收器组件、以及能够拆卸地设置在检测区域底部的反光部件，其中光线接收器组件用于接收激光发射器发出的激光照射在检测区域内气体颗粒所产生折射光的信息，同时接收该信息并转换处理成信号再传送至测量仪的信号处理系统。此外，本发明结构简单，检测结果准确度较高。

Description

一种用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器

技术领域

本发明涉及一种用于工矿企业工作场所的空气中的粉尘浓度测量的装置，具体地说，本发明涉及一种用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器。

背景技术

粉尘特别是生产中产生的粉尘的危害性较大，长期吸入高浓度粉尘所引起的尘肺是最常见的职业病；粉尘中含有的铅，镉，砷，锰等毒性元素，在呼吸道溶解被吸收进入血液循环引起中毒；毛尘、棉尘等轻质粉尘，在被吸入呼吸道时，易附着于鼻腔，气管，支气管的粘膜，长期局部刺激作用和继续感染引起慢性炎症。此外，粉尘还会造成眼疾，皮肤病等，粉尘还具有致癌作用，特别是肺癌。对于在生产过程中易产生粉尘的行业例如煤矿，水泥，面粉加工企业，医药化工行业等，还存在空气中粉尘浓度趋于饱和，在遇静电或明火情况下发生爆炸的安全隐患。因此，无论是从生产安全角度考虑，还是从保护职工身体健康角度考虑，都需要对工作场所进行粉尘检测。

中国实用新型专利ZL200820122691.2公开了一种激光粉尘检测仪，其包括具有一进气口和一出气口的暗室，所述进气口与出气口之间安装有两隔板隔设的气体通道，所述暗室一端设置有由一激光发生器产生的光源，所述暗室的另一端与所述光源对应依次设置有一光学透镜组和一光电接收器，所述两隔板上开设有与所述光源对应的出光孔;所述暗室的出气口依序连接一抽气泵、一湿度传感器和一排气口;所述光电接收器依序连接一前置放大器、一积分电路、一模数转换器和一单片机;所述湿度传感器和激光发生器分别通过数据线连接所述单片机，所述单片机内预置有湿度修正模块、粉尘浓度超标报警阈值、质量浓度转换系数K值及汉字库。然而该激光粉尘检测仪的光电接收器接收的是粉尘（颗粒物）的散射光光强度信号，而隔板上的出光孔大小非常重要，出光孔过大，当气体颗粒被激光照射后产生的折射或反射的光，也容易被光电接收器接收；出光孔过小，不利于光电接收器完全的接收散射光光强度信号，因此，隔板上的出光孔过大或过小，都容易影响检测结果的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，包括内部具有能够形成密封检测区域且还具有位于所述检测区域相对两侧的进气通道和出气通道的盒体、分别位于所述进气通道和所述出气通道内的进气管和出气管、自盒体的一端部与检测区域相连通的激光发射器，进气管和出气管在同一条直线上，激光发射器所发射的激光与进气管和出气管连接线相交设置，

特别是，粉尘传感器还包括位于检测区域上方的光线接收器组件、以及能够拆卸地设置在检测区域底部的反光部件，其中光线接收器组件用于接收激光发射器发出的激光照射在检测区域内气体颗粒所产生折射光的信息，同时接收该信息并转换处理成信号再传送至测量仪的信号处理系统。

优选地，光线接收器组件包括能够拆卸并密封地设置在盒体上的光电接收器壳体、位于光电接收器壳体内并堵在检测区域上方的光学透镜、位于光学透镜上方用于接收自光学透镜传递的光线照射信息的光电接收器、以及用于将光电接收器接收的信息转换成测量仪的信号处理系统能够处理信号的转换器，光电接收器壳体能够密封设置，且光学透镜、光电接收器、转换器均设置在光电接收器壳体内。

更优地，光学透镜为上下两端面均向外凸起的双面凸透镜。先通过位于下表面的凸透镜将向上折射的光和自反光部件所反射的光聚集，然后再通过位于下表面的凸透镜将聚集的光散射至光电接收器。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，上述的反光部件的上表面其自端面向内凹陷。便于反射的光线聚集，使得光电接收器接收的光强度信息更加完全，进一步保证了检测结果的准确性。

进一步的，在盒体底部设有与检测区域相连通的连接孔、以及用于将连接孔密封的封盖，反光部件的凹陷表面朝上的设置在连接孔内，封盖抵触在反光部件的底部。便于发光部件的更换和安装。

优选地，激光发射器所发射的激光与进气管和出气管连接线垂直设置。使得光电接收器更准确的接收激光照射在颗粒上所产生的折射光。

优选地，盒体的两端部还分别设有相对应设置的第一螺纹孔和第二螺纹孔，且第一螺纹孔和第二螺纹孔均匀检测区域相连通，激光发射器通过螺纹连接件设置在所述的第一螺纹孔内，第二螺纹孔内设有相螺纹配合的塞头。便于实际中各部件的生产、以及各部件的拆卸和安装。

进一步，优选地，在所述塞头端部还设有防止光线进出所述检测区域的封头。有利于光电接收器更准确的接收激光照射在颗粒上所产生的折射光。

此外，上述进气管的出气部内设有便于将通入所述检测区域内的气体集中的导气模块，该导气模块中部设有呈扁平状的出气口，同时，进气管的扁平状的出气口竖直设置，且与所述激光发射器所发射的激光垂直设置。有利于气体流向检测区域的集中性，减少颗粒没有被照射的可能，进一步确保检测结果的准确性。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明通过光线照射在颗粒上所产生的折射原理，同时在检测区域的底部设有反光部件，使得折射的光完全被光线接收器组件接收，并在光线接收器组件作用下，将接收到的光线强度信息转化呈信号再传送至测量仪的信号处理系统，且整个检测过程均是在密封状态下进行，使得检测结果准确度高，此外，本发明所采用的结构简单，实施方便。

附图说明

    下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。

图1为根据本发明粉尘传感器的局部剖解示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为图2中进气管进气端的截面放大示意图；

其中：6、粉尘传感器；60、盒体；600、检测区域；601、进气通道；602、出气通道；603、连接孔；604、封盖；605、第一螺纹孔；606、第二螺纹孔；61、进气管；610、导气模块；611、出气口；62、出气管；63、激光发射器；64、光线接收器组件；640、光电接收器壳体；641、光学透镜；642、光电接收器；643、转换器；65、反光部件；66、螺纹连接件；67、塞头；68、封头。

具体实施方式

  如图1至3所示，按照本实施例的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器6，其包括内部具有能够形成密封检测区域600且还具有位于检测区域600相对两侧的进气通道601和出气通道602的盒体60、分别位于所述进气通道601和所述出气通道602内的进气管61和出气管62、自盒体60的一端部与检测区域600相连通的激光发射器63，进气管61和出气管62在同一条直线上，且进气管61与测量仪的采样头相连通，出气管62与测量仪的抽气装置（泵）相连通，激光发射器63所发射的激光与进气管61和出气管62连接线相交设置，同时，本例中的粉尘传感器6还包括位于检测区域600上方的光线接收器组件64、以及能够拆卸地设置在检测区域600底部的反光部件65，其中光线接收器组件64用于接收激光发射器发出的激光照射在检测区域600内气体颗粒所产生折射光的信息，同时接收该信息并转换处理成信号再传送至测量仪的信号处理系统。

具体的，光线接收器组件64包括能够拆卸并密封地设置在盒体60上的光电接收器壳体640、位于光电接收器壳体640内并堵在检测区域600上方的光学透镜641、位于光学透镜641上方用于接收自光学透镜传递的光线照射信息的光电接收器642、以及用于将光电接收器642接收的信息转换成测量仪的信号处理系统能够处理信号的转换器643，其中，光电接收器壳体640能够密封设置，且光学透镜641、光电接收器642、转换器643均设置在光电接收器壳体640内，其中光学透镜641卡设在光电接收器壳体640与盒体60的连接部，光电接收器642水平设置，并采用外螺纹的连接方式拆卸地设置在光电接收器壳体640内。

本例中，上述光学透镜641为上下两端面均向外凸起的双面凸透镜。采用双面凸透镜的目的是：先通过位于下表面的凸透镜将向上折射的光和自反光部件所反射的光聚集，然后再通过位于下表面的凸透镜将聚集的光散射至光电接收器，有利于光电接收器对光射信息的接收。

同时，上述的反光部件65的上表面其自端面向内凹陷。便于反射的光线聚集，使得光电接收器接收的光强度信息更加完全，进一步保证了检测结果的准确性。

再由，该反光部件65具体的设置：在盒体60底部设有与检测区域600相连通的连接孔603、以及用于将连接孔603密封的封盖604，反光部件65的凹陷表面朝上的设置在连接孔603内，封盖604抵触在反光部件65的底部。便于发光部件65的更换和安装。

本例中，盒体60的两端部还分别设有相对应设置的第一螺纹孔605和第二螺纹孔606，且第一螺纹孔605和第二螺纹孔606均匀检测区域600相连通，激光发射器63通过螺纹连接件66设置在所述的第一螺纹孔605内，第二螺纹孔606内设有相螺纹配合的塞头67，进一步，在塞头67端部还设有防止光线进出检测区域600的封头68。这样更加有利于光电接收器更准确的接收激光照射在颗粒上所产生的折射光，同时便于实际中各部件的生产、以及各部件的拆卸和安装。

同时，本例中的激光发射器63所发射的激光与进气管61和出气管62连接线垂直设置。使得光电接收器63更准确的接收激光照射在颗粒上所产生的折射光。

此外，上述进气管61的出气部内设有便于将通入所述检测区域600内的气体集中的导气模块610，该导气模块610中部设有呈扁平状的出气口611，同时，进气管61的扁平状的出气口611竖直设置，且与激光发射器63所发射的激光垂直设置。有利于气体流向检测区域的集中性，减少颗粒没有被照射的可能，进一步确保检测结果的准确性。

综上所述，本发明通过光线照射在颗粒上所产生的折射原理，同时在检测区域的底部设有反光部件，使得折射的光完全被光线接收器组件接收，并在光线接收器组件作用下，将接收到的光线强度信息转化呈信号再传送至测量仪的信号处理系统，且整个检测过程均是在密封状态下进行，使得检测结果准确度高，此外，本发明所采用的结构简单，实施方便。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1. 一种用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其包括内部具有能够形成密封检测区域且还具有位于所述检测区域相对两侧的进气通道和出气通道的盒体、分别位于所述进气通道和所述出气通道内的进气管和出气管、自所述盒体的一端部与所述检测区域相连通的激光发射器，所述进气管和出气管在同一条直线上，所述的激光发射器所发射的激光与所述进气管和所述出气管连接线相交设置，其特征在于：所述的粉尘传感器还包括位于所述检测区域上方的光线接收器组件、以及能够拆卸地设置在所述检测区域底部的反光部件，所述光线接收器组件用于接收所述的激光发射器发出的激光照射在所述检测区域内气体颗粒所产生折射光的信息，同时接收该信息并转换处理成信号再传送至测量仪的信号处理系统。

2. 根据权利要求1所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：所述的光线接收器组件包括能够拆卸并密封地设置在所述盒体上的光电接收器壳体、位于所述壳体内并堵在所述检测区域上方的光学透镜、位于所述光学透镜上方用于接收自所述光学透镜传递的光线照射信息的光电接收器、以及用于将所述光电接收器接收的信息转换成所述测量仪的信号处理系统能够处理的转换器，所述的光电接收器壳体能够密封设置，且所述光学透镜、光电接收器、转换器均设置在所述的光电接收器壳体内。

3. 根据权利要求2所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：所述的光学透镜为上下两端面均向外凸起的双面凸透镜。

4. 根据权利要求1所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：所述的反光部件的上表面自端面向内凹陷。

5. 根据权利要求4所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：在所述盒体底部设有与所述检测区域相连通的连接孔、以及用于将连接孔密封的封盖，所述反光部件的凹陷表面朝上的设置在连接孔内，所述的封盖抵触在所述反光部件的底部。

6. 根据权利要求1所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：所述激光发射器所发射的激光与所述进气管和所述出气管连接线垂直设置。

7. 根据权利要求1所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：所述盒体的两端部还分别设有相对应设置的第一螺纹孔和第二螺纹孔，且所述第一螺纹孔和第二螺纹孔均匀所述检测区域相连通，所述的激光发射器通过螺纹连接件设置在所述的第一螺纹孔内，所述的第二螺纹孔内设有相螺纹配合的塞头。

8. 根据权利要求7所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：在所述塞头端部还设有防止光线进出所述检测区域的封头。

9. 根据权利要求1所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：所述进气管的出气部内设有便于将通入所述检测区域内的气体集中的导气模块，所述的导气模块中部设有呈扁平状的出气口。

10. 根据权利要求9所述的用于在线监测粉尘浓度的粉尘传感器，其特征在于：所述进气管的扁平状的出气口竖直设置，且与所述激光发射器所发射的激光垂直设置。

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