CN104502313B - 一种新型透射式烟度计的光学平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及柴油车烟气测量装置，尤其涉及一种新型透射式烟度计的光学平台，该光学平台包括风机、检测管道、气室管道、烟气进气管和光电检测单元；该光学平台在不影响光路系统中发射和接收的情况下，改变了气流的方向，大大的避免了由于发动机直喷导致的直接污染透镜的问题，将烟气进气管采用弯曲角度的结构，从很大程度缓冲了进气口的压力，气体在气室管道内会形成均匀的气流，靠风帘的效果把气体排出去，既能做到气体的均匀扩散，又能避免气流的直接冲击喷射到透镜表面。保护透镜装置可以方便拨出清洗，在很大程度上提升仪器的使用便捷性和整体性能。

Description

一种新型透射式烟度计的光学平台

技术领域

本发明涉及柴油车烟气测量装置。

背景技术

柴油车的排放污染物对人类的健康和环境造成很大的危害，世界各国都制定日益严格的排放法规来限制柴油机的排放污染物水平。这些日益严格的排放法规不仅推动的发动机技术的发展，同时也推动了检测技术的发展。GB3847-2005《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》中规定的检测方法有两种：自由加速法和加载减速法。根据中国环境保护远景目标纲要，重点城市应达到国家大气环境质量二级标准。为尽快改善城市环境空气质量,对柴油车检测，各地方标准都逐渐要求各检测机构采用加载减速的检测方法测量柴油车排放污染物中颗粒物的排放浓度。柴油车排放污染物中的颗粒物排放浓度检测通常采用透射式烟度计，利用烟气的透过系数，确定颗粒物浓度。透射式烟度计是利用Beer-Lambert定理对可见物进行测量的。平行光束通过气室时，由于光被气室内的可见物吸收和散射（反射、折射等），使其强度衰减，检测设备检测到变化的光电流信号，从而得到检测结果，强度衰减量＝吸收量＋散射量。透射式烟度计由气体取样模块、光学测量模块、控制显示模块组成。光学测量模块主要包括光学平台和数据采集，其主要作用是对机动车排放的烟气进行连续测量，动态反映排气污染物的变化，并且把测量结果传给控制显示部分进行显示，光学平台的设计是透射式烟度计的核心，光学平台两侧的风机（离心风机）向外吹风，形成负压，从进气管位置进入气室排放烟气在其作用下，向两侧流动。

尤其在柴油车加载减速测试时，柴油车排出的浓烟不是靠风帘的作用直接吸入仪器内部，而是靠排气管的气体直接压入光学平台内部，这样喷射的气体有部分的气体会直接喷射到光学平台中准直透镜和汇聚透镜上，烟气中含有油气和碳颗粒物，这种混合物极容易在发光二极管准直透镜和光电二极管汇聚透镜的表面形成沉积。如果这两个透镜表面有保护玻璃，则在保护玻璃的表面形成污物沉积，对发光二极管出射的光造成衰减，使用时间稍长就会造成光电二极管上接收到的信号太弱而不能正常工作，尤其是对高污染的柴油车，保养的频率会非常频繁。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种新型的透射式烟度计的光学平台，该光学平台在不影响光路系统中发射和接收的情况下，改变了气流的方向，大大的避免了由于发动机直喷导致的直接污染透镜的问题，在很大程度上提升仪器的使用便捷性和整体性能。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种新型透射式烟度计的光学平台，该平台包括风机、检测管道、气室管道、烟气进气管和光电检测单元，所述的风机、检测管道分别为两套，检测管道连接所述的风机，两个检测管道分别连接气室管道的两端，烟气进气管设置在气室管道的中部，所述的光电检测单元设置在检测管道上，光电检测单元包括光电接收电路板、光电板固定座、准直透镜和汇聚透镜，光电板固定座内依次设置有相互连接的空腔、透光孔和透镜安装口，空腔设置在光电板固定座的左端，光电接收电路板设置在空腔的端部封闭所述的空腔，所述的透镜安装口设置在光电板固定座的右端，所述的准直透镜和汇聚透镜安装设置在透镜安装口内；所述的光电接收电路板的中心设置有光电接收管，光电接收管位于汇聚透镜的焦平面上；所述的检测管道侧壁开设有检测孔，检测孔与透镜安装口相连通；所述的气室管道采用弯折结构，气室管道与检测管道通过设置连接座相连接，气室管道与检测管道之间呈60~80°，气室管道的出口斜对检测管道的烟气进气口设置；气室管道的外侧设有加热装置，所述的加热装置采用两片直流供电的加热带固定在气室管道的两侧；气室管道的中间部位通过螺钉固定有固定板，固定板插设在开口槽内，固定板上设置烟气进气管，烟气进气管采用弯曲角度的结构。

作为优选，所述的检测孔与光电检测单元之间设置有透镜保护装置，透镜保护装置由插片固定座和保护插片构成，插片固定座设置有横向光线通孔和纵向插片孔，横向光线通孔一端与所述的检测孔相对接，另一端与光电板固定座上是透镜安装口相对接；所述的保护插片插设在纵向插片孔内截断横向光线通孔，保护插片上设置有玻璃安装口，玻璃安装口的左侧设置有保护玻璃，保护玻璃正对所述的横向光线通孔设置。

作为优选，所述的光电板固定座通过螺栓固定设置在插片固定座上，插片固定座与检测管道之间设有螺栓相连接。通过螺栓的连接方式便于拆装检修。

作为优选，所述的横向光线通孔与透镜安装口对接处设置有第一密封圈。第一密封圈的设置可以防止气体进入空腔污染光电接收管等电子设备。

作为优选，所述的玻璃安装口的右侧设置有第二密封圈，第二密封圈密封保护插片与纵向插片孔之间的缝隙。第二密封圈用于减少气体污染汇聚透镜。

作为优选，所述的光电板固定座与光电检测单元的线路板之间设有螺栓连接口，光电检测单元的线路板设有对外的连接接头，直接连接到外部驱动和处理控制单元。

作为优选，该平台还包括光电检测参比单元，空腔的侧壁设置有参考单元安装口，所述的光电检测参比单元设置在参考单元安装口上。通过参比通道自动调节由于LED自身衰减导致的测量灵敏度不高问题，提高光学系统的测量灵敏度。

本发明由于采用了上述的技术方案，该光学平台在不影响光路系统中发射和接收的情况下，改变了气流的方向，大大的避免了由于发动机直喷导致的直接污染透镜的问题，在很大程度上提升仪器的使用便捷性和整体性能。将烟气进气管采用弯曲角度的结构，从很大程度缓冲了进气口的压力，气体在气室管道内会形成均匀的气流，靠风帘的效果把气体排出去，既能做到气体的均匀扩散，又能避免气流的直接冲击喷射到透镜表面。保护透镜装置可以方便拨出清洗，在很大程度上提升仪器的使用便捷性和整体性能。另外，本发明采用了标准化零件加工，简化了产品的结构，提高了生产的效率和连接的准确度。

附图说明

图1为本发明的正剖结构示意。

图2为本发明的主视图。

图3为图2的俯视图。

图4为图2的右视图。

图5为图2中A-A剖视图。

图6为光电检测单元的结构示意图。

图7为透镜保护装置的结构示意图。

图8为保护插片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1~图4所示的一种新型透射式烟度计的光学平台，该平台包括风机4、检测管道3、气室管道2、烟气进气管1、光电检测参比单元和光电检测单元10，所述的风机4、检测管道3分别为两套，两个检测管道3分别连接气室管道2的两端，烟气进气管1设置在气室管道2的中部。气室管道2采用弯折结构，气室管道2的出口斜对检测管道3的烟气进气口设置。气室管道2与检测管道3之间用连接座8进行连接，气室管道2与检测管道3之间呈60°,两侧的检测管道3是非对称结构，检测管道3的气流入口分别与所述的风机4相连接，气室管道2与检测管道3的烟气进气口相连接。气室管道2的外侧设有加热装置15，所述的加热装置15采用两片直流供电的加热带固定在气室管道2的两侧，气室管道2的中间部位通过螺钉固定有固定板，固定板插设在开口槽内，固定板上设置烟气进气管1，烟气进气管1采用弯曲角度的结构。

如图5、图6所示，所述的光电检测单元10设置在检测管道3上，光电检测单元10包括光电接收电路板7、光电板固定座6、准直透镜11和汇聚透镜12，光电板固定座6内依次设置有相互连接的空腔61、透光孔62和透镜安装口63，空腔61设置在光电板固定座6的左端，光电接收电路板7设置在空腔61的端部封闭所述的空腔61，空腔61的侧壁设置有参考单元安装口，所述的光电检测参比单元10设置在参考单元安装口上。通过参比通道自动调节由于LED自身衰减导致的测量灵敏度不高问题，提高光学系统的测量灵敏度。如图5所示，所述的透镜安装口63设置在光电板固定座6的右端，所述的准直透镜11和汇聚透镜12安装设置在透镜安装口63内；所述的光电接收电路板7的中心设置有光电接收管71，光电接收管71位于汇聚透镜12的焦平面上。光电板固定座6与光电检测单元10的线路板之间设有螺栓连接口，光电检测单元10的线路板设有对外的连接接头，直接连接到外部驱动和处理控制单元。

如图1、图7所示，所述的检测管道3侧壁开设有检测孔31，在检测孔31与光电检测单元10之间设置有透镜保护装置，透镜保护装置由插片固定座5和保护插片9构成，插片固定座5与检测管道3之间设有螺栓相连接，所述的光电板固定座6通过螺栓固定设置在插片固定座5上。插片固定座5设置有横向光线通孔51和纵向插片孔52，横向光线通孔51一端与所述的检测孔31相对接，另一端与光电板固定座6上是透镜安装口63相对接，并在横向光线通孔51与透镜安装口63对接处设置有第一密封圈13。如图8所示，所述的保护插片9插设在纵向插片孔52内截断横向光线通孔51，保护插片9上设置有玻璃安装口91，玻璃安装口90的左侧设置有保护玻璃91，保护玻璃91正对所述的横向光线通孔51设置，玻璃安装口90的右侧设置有第二密封圈92，第二密封圈92密封保护插片9与纵向插片孔52之间的缝隙。

Claims (6)

1.一种透射式烟度计的光学平台，该平台包括风机（4）、检测管道（3）、气室管道（2）、烟气进气管（1）和光电检测单元，所述的风机（4）、检测管道（3）分别为两套，检测管道（3）连接所述的风机（4），两个检测管道（3）分别连接气室管道（2）的两端，烟气进气管（1）设置在气室管道（2）的中部，所述的光电检测单元设置在检测管道（3）上，光电检测单元包括光电接收电路板（7）、光电板固定座（6）、准直透镜（11）和汇聚透镜（12），其特征在于：光电板固定座（6）内依次设置有相互连接的空腔（61）、透光孔（62）和透镜安装口（63），空腔（61）设置在光电板固定座（6）的左端，光电接收电路板（7）设置在空腔（61）的端部封闭所述的空腔（61），所述的透镜安装口（63）设置在光电板固定座（6）的右端，所述的准直透镜（11）和汇聚透镜（12）安装设置在透镜安装口（63）内；所述的光电接收电路板（7）的中心设置有光电接收管（71），光电接收管（71）位于汇聚透镜（12）的焦平面上；所述的检测管道（3）侧壁开设有检测孔（31），检测孔（31）与透镜安装口（63）相连通；所述的气室管道（2）采用弯折结构，气室管道（2）与检测管道（3）通过设置连接座（8）相连接，气室管道（2）与检测管道（3）之间呈60~80°，气室管道（2）的出口斜对检测管道（3）的烟气进气口设置；气室管道（2）的外侧设有加热装置（15），所述的加热装置（15）采用两片直流供电的加热带固定在气室管道（2）的两侧；气室管道（2）的中间部位通过螺钉固定有固定板，固定板插设在开口槽内，固定板上设置烟气进气管（1），烟气进气管（1）采用弯曲角度的结构；

两侧的检测管道（3）是非对称结构；

该平台还包括光电检测参比单元（10），空腔（61）的侧壁设置有参考单元安装口，所述的光电检测参比单元（10）设置在参考单元安装口上。

2.根据权利要求1所述的一种透射式烟度计的光学平台，其特征在于：检测孔（31）与光电检测单元之间设置有透镜保护装置，透镜保护装置由插片固定座（5）和保护插片（9）构成，插片固定座（5）设置有横向光线通孔（51）和纵向插片孔（52），横向光线通孔（51）一端与所述的检测孔（31）相对接，另一端与光电板固定座（6）上是透镜安装口（63）相对接；所述的保护插片（9）插设在纵向插片孔（52）内截断横向光线通孔（51），保护插片（9）上设置有玻璃安装口（90），玻璃安装口（90）的左侧设置有保护玻璃（91），保护玻璃（91）正对所述的横向光线通孔（51）设置。

3.根据权利要求2所述的一种透射式烟度计的光学平台，其特征在于：光电板固定座（6）通过螺栓固定设置在插片固定座（5）上，插片固定座（5）与检测管道（3）之间设有螺栓相连接。

4.根据权利要求2所述的一种透射式烟度计的光学平台，其特征在于：横向光线通孔（51）与透镜安装口（63）对接处设置有第一密封圈（13）。

5.根据权利要求2所述的一种透射式烟度计的光学平台，其特征在于：玻璃安装口（90）的右侧设置有第二密封圈（92），第二密封圈（92）密封保护插片（9）与纵向插片孔（52）之间的缝隙。

6.根据权利要求2所述的一种透射式烟度计的光学平台，其特征在于：光电板固定座（6）与光电检测单元的线路板之间设有螺栓连接口，光电检测单元的线路板设有对外的连接接头，直接连接到外部驱动和处理控制单元。

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