CN106124375B - 一种低传输损耗的粉尘检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低传输损耗的粉尘检测装置,包括光发射器、光发射管道、光吸收管道、导光棒和光电接收器;其中,所述光发射器位于所述粉尘检测装置的一端,适于发射光束到所述光发射管道;所述光发射管道的一端与所述光发射器连接,另一端与所述光吸收管道之间设置有供粉尘烟气通过的间隙;所述导光棒的一部分位于所述光吸收管道中,其一端面适于接收光发射管道射出、经烟气粉尘散射后的光,并将其传导至所述光电接收器;所述光电接收器位于所述光吸收管道外,其与所述导光棒径向连接,适于将所述导光棒传导来的光信号转换为电信号。
Description
技术领域
本发明涉及烟气探测领域,尤其涉及一种低传输损耗的粉尘检测装置。
背景技术
随着工业机械化的快速发展,环境污染问题也越来越引起人们的广泛重视,对人们的生活和健康带来许多不良影响。为了能够有效的缓解烟气污染,需要对工业烟气的颗粒物浓度进行在线监测以提供有力的数据指导。
目前,经常使用的方法主要是:将烟囱中的烟气抽取出来,加热到结露点温度以上使水滴蒸发,然后通过检测仪在干烟气条件下测量颗粒物的浓度。在检测装置进行检测时,检测装置中发射出的例如激光光束经过粉尘颗粒散射后到达反射镜,反射镜将光束反射到光吸收导管中,设置在光吸收管道中的光电传感器进一步将光信号转化为电信号。但是,在透镜反射光束时,会损失一部分光线,导致检测的精确度下降。而且,因为光吸收导管中有一定温度,传感器安置于导管内部会对测量结果带来不利影响。
目前通常将光电传感器和光发射器同端设计,由凹面镜将散射光线汇聚后,通过石英棒和光纤返回到光电检测器。但这种情况下,颗粒物容易附着在凹面镜中,引起检测装置的污染。石英棒和光纤的耦接端(散射光进入端)呈弯曲状,明显不利于散射光的传导。经试验,光纤的传输损耗达到60%左右。另外,当检测装置出现污染时,这种结构也不易于进行清污校准,需要拆除整个装置才能取出石英棒和光纤进行清洁。
发明内容
鉴于此,本发明提供了一种低传输损耗的粉尘检测装置,以力图解决或至少缓解上面存在的问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种低传输损耗的粉尘检测装置,包括:光发射器、光发射管道、光吸收管道、导光棒和光电接收器,其中,光发射器位于粉尘检测装置的一端,适于发射光束到光发射管道;光发射管道的一端与光发射器连接,另一端与光吸收管道之间设置有供粉尘烟气通过的间隙;导光棒的一部分位于光吸收管道中,其一端面适于接收光发射管道射出、经烟气粉尘散射后的光,并将其传导至光电接收器;光电接收器位于光吸收管道外,其与导光棒径向连接,适于将导光棒传导来的光信号转换为电信号。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,还包括主控电路,与光电接收器通过信号线相连接,适于从所述光电接收器接收所述电信号,并根据所述电信号计算粉尘颗粒的浓度。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,主控电路包括放大电路、A/D转换器和微处理器,放大电路适于将电信号进行放大,A/D转换器适于将放大后的信号转换为数字信号,微处理器适于根据数字信号计算得到粉尘颗粒的浓度。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,主控电路和光源发射器被封装在仪表盒内,主控电路包括光发射器驱动模块,适于驱动光发射器发射光束。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,导光棒直径为6-15mm,与入射光束呈一定夹角设置,所述夹角范围为[15°,20°];其中,导光棒为石英棒。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,光发射管道中靠近光吸收管道的一端设置有第一挡板,第一挡板上设置有适于光束通过的第一光阑孔;光吸收管道中靠近光发射管道的一端设置有第二挡板;第二挡板上设置有适于光束通过的第二光阑孔。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,光发射管道的侧面设置有吹气口,从吹气口向光发射管道吹入的气体,通过第一光阑孔喷向粉尘烟气。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,还包括连接部件,其一部分位于光发射管道中,另一部分穿过第一挡板与光吸收管道相连接。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,所述连接部件为连接管道,与光发射管道和光吸收管道均相通;从吹气口向光发射管道吹入的气体,还通过该连接管道进入到光吸收管道中,并通过第二光阑孔喷向粉尘烟气。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,导光棒的光接收端设置在固定基座上,固定基座设有凹槽供导光棒伸出。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,光吸收管道中背离光发射管道的一端设置有光吸收器,适于吸收入射光束。
可选地,在根据本发明的粉尘检测装置中,光发射管道和光吸收管道均包括外罩,其中所述光发射管道的外罩上固定有安装法兰。
根据本发明的技术方案,通过在光吸收管道内设置导光棒,将散射光直接传导到位于光吸收管道外且位于光发射器另一端的光电接收器中,从而既满足了将光电接收器设置在光吸收管道外的需求,也不用利用凹面镜和具有弯曲段的光纤和石英棒将光传导至位于光发射器一端的光电接收器。这样,既能保证对光束的接收面积,也能明显降低弯曲段所造成的光纤衰减,避免凹面镜被污染后对测量准确度的影响,从而使得经过烟气粉尘颗粒散射后的光线可以直接被探测器接收,减少了光束的损失,提高烟气的检测精度。另外,本发明也不需要拆解检测装置的整个气室来做光纤(石英棒)的清洁,而只需将没有弯曲的导光棒从光吸收管道中抽出来即可进行清洁。
附图说明
为了实现上述以及相关目的,本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面,这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式,并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述,本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开,相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。
图1示出了根据本发明一个实施例的低传输损耗的粉尘检测装置100的示意图;
图2a和图2b示出了图1中所示的低传输损耗的粉尘检测装置100的局部剖面示意图;
图3示出了根据本发明的低传输损耗的粉尘检测装置100中的吹扫气流向示意图;
图4a和图4b示出了根据本发明另一个实施例的粉尘检测装置的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1是根据本发明一个实施例的低传输损耗的粉尘检测装置100的示意图。图2a和图2b分别是图1的局部剖视图。其中,图1示出了整个装置的外部立体图,但本发明的粉尘检测装置100的部分结构位于图1所示结构的内部,其具体位置可以结合图2a和图2b中的局部剖视图确定。
根据本发明的粉尘检测装置100包括光发射器、光发射管道110、光吸收管道120、导光棒130和光电接收器140。
光发射器(图中未示出)位于粉尘检测装置100的一端,进一步地,其位于仪表盒150内,其与光发射管道110相连接,用于发射光束到光发射管道110。光发射器可以为激光发射器。不过应当理解,本发明不受光发射器类型的限制,所有可以实现发射光束的光发射器都在本发明的保护范围内。在图1和图2中,从左贯穿至右的粗直线即为入射的光束,光束所在直线为入射光轴。
光发射管道110的一端连接光发射器,另一端与光吸收管道120间隔预定距离,称之为间隙。这段间隙可以作为烟气通过的烟道,图1中的空心箭头方向即为烟气的流通方向,图2b中显示了该烟道中的多个粉尘颗粒,即为测量区域。光发射管道110的外部设有外罩111,外罩可以是金属外罩。在外罩111的外部,靠近光吸收管道120的一端可以设置安装法兰114,方便对本装置进行固定。其中,光发射管道110靠近光吸收管道120的一端设有第一挡板112,防止烟气粉尘进入到管道中引起管道的污染并影响检测精度。另外,在第一挡板上设有供光束通过的第一光阑孔113。
如图2b所示,从第一光阑孔113中射出的一部分光经过测量区域中的粉尘颗粒后会产生各个方向的散射光,散射后的光以及光束会进入光吸收管道120。部分散射光(可认为两条虚线包含的区域内的散射光)入射到导光棒130的端面,经导光棒到达光电接收器140,光电接收器将光信号转换成电信号,对该信号进行数据处理及分析计算,即可得出烟气中颗粒物的浓度值。
光吸收管道120外部也设有外罩121,其靠近光发射管道110的一端还设有第二挡板122,在第二挡板上设有供光束通过的第二光阑孔123。经粉尘颗粒散射后的光以及光束会通过第二光阑孔123进入光吸收管道120,以便进行烟气颗粒浓度的检测。其中,第二光阑孔122可以比第一光阑孔112直径略大些,以保证有更多散射光传输到导光棒130上的端面上。
导光棒130的一部分位于光吸收管道120中,另一部分在光吸收管道120外,导光棒的末端与光电接收器140相连接。其一端面接收到光发射管道110射出、经烟气粉尘散射后的光,将其传导至光电接收器140。导光棒130与入射光路呈一定夹角,通常选择能接受最多散射光强的角度,也避免接收到的光不沿导光棒传播,而直接从导光棒中透射出去。本发明经过多次的研究计算与试验改造后发现角度范围可以为[15°,20°],进一步地,可以是18°±2°,其中最佳地可以选择18°。
另外,导光棒的直径不宜选择过大,以免引起粉尘的过多附着污染检测装置;也不宜选择过小,以免接收的散射光强太弱,影响测量精度。同样,经过多次的研究计算与试验改造后发现可以选择6-15mm的直径范围,最佳的可以选择10mm。而且,导光棒130的光接收端还可以设置在固定基座上,该基座类似炮筒的支架结构,用于固定该导光棒在光路中的位置,从而保证接收光的稳定性。通常,该固定基座设有凹槽供导光棒130伸出。根据一个实施例,导光棒可以是石英棒。
光电接收器140位于光吸收管道120外,与导光棒130径向连接,用于将导光棒130传导来的光信号转换为电信号。一般地,光电接收器140可以是电子元件,不过应当理解,所有可以实现接收光线,并将光信号转换成电信号的探测器都在本发明的保护范围内。
进一步地,根据本发明的粉尘检测装置100还包括主控电路,与光电接收器140通过信号线相连接,适于接收光电接收器140的电信号,并进行处理分析后得到粉尘颗粒浓度。此外,主控电路还可以包括放大电路、A/D转换器和微处理器。其中,放大电路可以将光电接收器140发送的电信号进行放大,A/D转换器可以将放大后的信号转换为数字信号,微处理器可以根据该数字信号计算得到所述粉尘颗粒的浓度。
主控电路可以是任何能实现上述功能的电路结构,可以是独立结构,也可以是分置结构,本发明对此不作限制。根据一个实施例,主控电路可以设置在仪表盒150内,同光发射器一起被封装。另外,主控电路还可以包括光发射器驱动模块,适于驱动光发射器发射光束,如调节光发射器的频率或功率等。
进一步地,在光吸收管道的光轴末端,还设置有光吸收器160。入射光经间隙中粉尘颗粒散射后进入光吸收管道120,其中一部分光被导光棒130和光电接收器140接收,还有一部分散射光和光束会继续沿着光轴向前传播,直至被光吸收管道120末端的光吸收器160所吸收。这样,可以降低光在吸收管道中的反射现象,从而提高检测精度。
此外,在光发射管道110和光吸收管道120之间还可以设置连接部件170,用于固定所述粉尘检测装置,其一部分位于光发射管道110中,另一部分穿过第一挡板111与光吸收管道120相连接。光发射管道110和光吸收管道120可以经由金属连接管进行连接,也可以分开设置。例如,在使用该粉尘检测装置时,可以将给设备固定在建筑物上,直接对烟气进行检测,而当光发射管道110和光吸收管道120分开设置时,光吸收管道120设置的金属连接部件的一端可以将该装置固定在建筑物上,光发射管道110通过例如支架进行支撑。其中,该连接部件可以是与光发射管道110和光接收管道120相连通的连接管道。
进一步地,根据本发明的低传输损耗的粉尘检测装置100还设置吹扫风单元,防止粉尘烟气进行管道中,也保证了粉尘烟气的在烟道中的均匀分布。具体地,在光发射管道的侧面设置有吹气口180,从该吹气口向光发射管道110中吹入气体。
图3示出了根据本发明的粉尘检测装置中吹扫风的流向示意图,可以认为图3是图1的俯视立体图。如图3所示,纸面平面代表的是三维空间的水平面,烟气的流向沿着纸面从上到下,吹入光发射管道110的气体分为两个流向,分别用单一箭头和双箭头表示。其中一部分气体通过第一光阑孔112喷向粉尘烟气,吹扫风方向与烟气气流向平行。另一部分气体进入作为连接部件的连接管道中,该连接管道与光吸收管道120相通。这样,气体就可进入到光吸收管道120中,进而通过第二光阑孔123喷向粉尘烟气。
根据一个实施例,该粉尘检测装置一般应用在工业和烟道工况中,适合于低于露点(冷烟道条件)或有水滴存在下的颗粒物排放测量。使用时,首先要在受控条件下从烟道连续抽取烟气,抽取的烟气直接到达加热汽化室进行蒸发,使之温度高于结露点,有效克服了水滴对检测精度的影响问题。在干烟气条件使用该粉尘检测装置测量粉尘颗粒物的浓度,有效提高了该粉尘检测装置的检测精度。
由上可知,本发明将光电接收器设置在光吸收管道外,有效降低了温度对光电接收器的影响。将其设置在光发射器的远端位置,通过在光吸收管道内设置导光棒接收散射光,可直接将散射光传导到与之相连的光电接收器中,避免了采用凹面镜和弯曲的光纤/石英棒将光传输回光发射器同端的光电接收器中所造成的光损失。通过合理的设置导光棒的角度和直径,既能保证有足够的光接收面,还能降低镜面的污染,也能防止接收到的光无端透射出去,提高导光率。同时,免去凹面镜的设计后可以明显降低器件被污染的概率,提高测量精度。另外,在进行光纤(石英棒)清洁时,也不需要拆解检测装置的整个气室取出光纤(石英棒),而只需将没有弯曲的导光棒从光吸收管道中抽出来即可,明显提高了工程效率。
图4a和图4b示出了根据本发明另一个实施例的粉尘检测装置的示意图,其对图1中的粉尘检测装置作了进一步改进,主要加入了可折叠的校准器,用于检测装置的污染情况,并根据污染级别对检测结果进行数据校准。
现有的一种环境污染度检测方式中需要设置散射光的接收端可转动,当需要进行污染检测时,将散射光的接收端转动至与光发射器的入射光轴同轴对准的位置,并根据光发射器所发射的光线的衰减度来确定污染程度,进而对粉尘浓度检测时的测量参数进行调整。但这种方法对光接收端的结构设计要求较高,通常都比较复杂,并不利于实际中的工程操作。而且进行污染检测和进行颗粒浓度检测时,都需要调节一次光接收端的位置,而光路调节后总会出现误差。这样,即使同一天测量的样品,因为光路经过多次变动,也会产生诸多误差,影响测量准确度。
本发明在光发射器和粉尘气流之间设置可折叠的校准机构即可实现污染检测,根据检测得到的有污染状态下的值与无污染状态下的已知信号值,即可判断当前的污染度,并根据污染度进行参数校准,使用非常方便。其中,可以将该可折叠校准机构设置在光发射管道110内,当然,若烟道测量区域的间隙足够大,也可以把该可折叠校准机构设置在光发射管道的第一挡板与烟道之间。
如图4所示,该可折叠校准机构设置于光发射管道110内,包括推杆115、透镜116、透镜支座117、弹性部件118和支架119。透镜支座117的中部与支架119铰接,其第一端设置有透镜116,第二端与支架之间连接有弹性部件118。推杆115适于在伸出时推动透镜支座117的第二端转动,以便第一端的透镜116远离光发射器的入射光路。弹性部件118适于在推杆115收回时带动透镜支座117的第二端转动,以便第一端的透镜116进入光发射器的入射光路。支架119是一个类似L型的固定部件,适于固定在第一挡板112上,其水平轴方向为中间有凹槽的滑轨,供推杆115来回运行,竖直方向设置有挡板可作为透镜支座117的挡板,防止透镜支座117过度旋转。L型的拐角地方也完全空出,供推杆115和透镜支座117通过。其中,透镜116可以选取楔形透镜,弹性部件118可以选择拉簧。应当理解,弹性部件118可以选择其他器件或其他连接位置,所有能实现本发明中功能的弹性部件均属于本发明的保护范围,本发明对此不作限制。此外,该可折叠校准机构还可以包括用于控制推杆115进行推拉操作的电动机构。
进一步地,该可折叠校准机构中可以设置于位于光发射管道100内的连接管道内部,校准机构闭合状态下推杆115和透镜支座117都位于连接管道内。位于校准机构上方的连接管道部分需要留出开口,开口长度大于透镜支座117长的度,保证透镜支座117在旋转过程不会碰到连接管道。
在进行污染度检测前,先暂停驱动烟道气流的风机,停止抽烟气。在检测污染时,如图4a所示,推杆115后退至第一预定位置,透镜支座117在弹性部件118的拉力作用下旋转到图中所示位置,即竖直位置。即光发射器的入射光路上。测量光束穿过楔形透镜116的楔形面后发生偏移,与原光束路径呈θ角向下。因为测试区域无烟气通过,所以通过楔形透镜折射的光会穿过测试区域直接进入光接收端,此时可以根据接收到的信号进行污染度的检测分析。这里,需要设置偏移后的光束刚好入射到光接收端的端面内。
具体地,可以根据已固定的导光棒130的位置选择合适的楔形透镜角度,使投射光线的方向为导光棒方向相同,如调整可折叠校准器在入射光路上的位置,或选择适当的楔形透镜的楔形面角度,或适当地调整透镜端的角度,如预先设定好透镜支座完全打开时的位置;也可以根据已选好的楔形透镜,适当地调整导光棒130的角度,使透射光束刚好入射到导光棒130接收光的端面内。总之保证导光棒130位于经过透镜折射后的光束上即可,本发明对此不做限制。
光束经过导光棒130到达光电接收器140,根据接收的光强信号即可进行后续的计算分析,得到装置污染的情况。具体地,已知在装置无污染的情况下得到的光强信号为I0,而进行污染检测时,得到的光强信号为I1,则可得到此时的污染度为ω=I1/I0,当然,也可以加入其他参数综合计算得到此时的污染度,本发明对污染度的计算算法不作限制。
根据污染程度不同,可以设置不同的处理策略:当污染度ω低时,如不低于70%时,可以继续进行浓度检测,此时需要设置颗粒浓度检测时的校正参数,即将实际测得到的光信号值A校正为未污染时的值。例如,将测得的信号值A除以污染度,当然,还可以根据其他方法设置更精确的校正方法,本发明对校正的算法不作限定。当污染度较高时,如达到30%时,则需要暂停粉尘浓度的检测而进行装置清洁;或者,当污染度达到警报值时,可以发生报警指示。在实际操作中,可以在整个粉尘检测的周期中,间隔性的进行污染度检测与校准,如每天检测7-8次,并进行适应性的参数校正或装置清理,以保证检测得到的颗粒浓度的准确性。
当污染检查完成时,可以继续开始抽烟气,并进行正常的颗粒物浓度检测。如图4b所示,推杆115前进到第二预定位置,透镜支座117在推杆115的推力作用下旋转到图中所示位置,即水平位置,同时弹性部件118拉紧,此时可折叠校准机构处于合闭状态,透镜116远离光发射器的入射光路,测量光束沿着原入射光路射出,进入粉尘颗粒所在的测试区域,可完成正常的粉尘检测过程。
可以看出,本发明无需专门设置散射光的接收端可转动,也不用对原有的粉尘检测装置进行较大改动,仅通过加入如上所述的可折叠校准机构后,即可稳定而方便的对粉尘检测装置的污染情况进行判断。之后,可针对不同的污染情况进行针对性地参数校准或者装置清理,保证粉尘颗粒的检测精度。另外,检测污染时和检测颗粒浓度时,只用调整折叠器进行开合操作,对原有光路未产生任何影响,简化了传统的污染检测结构,也避免了不断调整光接收端所引起的测量不准情况。在实际操作中,可以提前输入预定算法,然后在检测过程中直接根据污染程度进行浓度计算过程的参数校正,从而更加方便快捷的实现粉尘浓度的精准测量,提高整个测量效率。
A11、如A1所述的粉尘检测装置,所述光吸收管道中背离光发射管道的一端设置有光吸收器,适于吸收入射光束。
A12、如A1所述的粉尘检测装置,所述光发射管道和光吸收管道均包括外罩,其中所述光发射管道的外罩上固定有安装法兰。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中,或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。
本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件,以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
此外,所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此,具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外,装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子:该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。
如在此所使用的那样,除非另行规定,使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例,并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明,但是受益于上面的描述,本技术领域内的技术人员明白,在由此描述的本发明的范围内,可以设想其它实施例。此外,应当注意,本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的,而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此,在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围,对本发明所做的公开是说明性的,而非限制性的,本发明的范围由所附权利要求书限定。
Claims (11)
1.一种低传输损耗的粉尘检测装置,包括光发射器、光发射管道、光吸收管道、导光棒和光电接收器,其中,
所述光发射器位于所述粉尘检测装置的一端,适于发射光束到所述光发射管道;
所述光发射管道的一端与所述光发射器连接,另一端与所述光吸收管道之间设置有供粉尘烟气通过的间隙;
所述导光棒的一部分位于所述光吸收管道内,另一部分位于光吸收管道外,以便所述导光棒能够从光吸收管道中抽取出来,其一端面适于接收光发射管道射出、经烟气粉尘散射后的光,并将其传导至所述光电接收器;
所述光电接收器位于所述光吸收管道外,与所述导光棒径向连接,适于将所述导光棒传导来的光信号转换为电信号;
其中,所述导光棒的光接收端设置在固定基座上,所述固定基座设有凹槽供所述导光棒伸出。
2.如权利要求1所述的粉尘检测装置,还包括主控电路,与所述光电接收器通过信号线相连接,适于从所述光电接收器接收所述电信号,并根据所述电信号计算粉尘颗粒的浓度。
3.如权利要求2所述的粉尘检测装置,所述主控电路包括放大电路、A/D转换器和微处理器,其中,所述放大电路适于将所述电信号进行放大,所述A/D转换器适于将所述放大后的信号转换为数字信号,所述微处理器适于根据所述数字信号计算得到所述粉尘颗粒的浓度。
4.如权利要求2所述的粉尘检测装置,所述主控电路和光源发射器被封装在仪表盒内,所述主控电路包括光发射器驱动模块,适于驱动所述光发射器发射光束。
5.如权利要求1所述的粉尘检测装置,所述导光棒直径为6-15mm,与入射光束呈一定夹角设置,夹角范围为[15°,20°];其中所述导光棒为石英棒。
6.如权利要求1所述的粉尘检测装置,其中,
所述光发射管道中靠近所述光吸收管道的一端设置有第一挡板,所述第一挡板上设置有适于光束通过的第一光阑孔;
所述光吸收管道中靠近所述光发射管道的一端设置有第二挡板;所述第二挡板上设置有适于光束通过的第二光阑孔。
7.如权利要求6所述的粉尘检测装置,所述光发射管道的侧面设置有吹气口,从所述吹气口向所述光发射管道吹入的气体,通过所述第一光阑孔喷向粉尘烟气。
8.如权利要求7所述的粉尘检测装置,还包括连接部件,其一部分位于所述光发射管道中,另一部分穿过所述第一挡板与所述光吸收管道相连接。
9.如权利要求8所述的粉尘检测装置,所述连接部件为连接管道,与所述光发射管道和光吸收管道均相通;从所述吹气口向所述光发射管道吹入的气体,还通过所述连接管道进入到所述光吸收管道中,并通过所述第二光阑孔喷向粉尘烟气。
10.如权利要求1所述的粉尘检测装置,所述光吸收管道中背离光发射管道的一端设置有光吸收器,适于吸收入射光束。
11.如权利要求1所述的粉尘检测装置,所述光发射管道和光吸收管道均包括外罩,其中所述光发射管道的外罩上固定有安装法兰。
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107192647A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-09-22 | 西北大学 | 一种基于光脉动的便携式颗粒流动检测仪 |
CN109520903A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-03-26 | 南京波瑞自动化科技有限公司 | 一种双光路激光前向散射颗粒物浓度测量装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202188856U (zh) * | 2011-06-13 | 2012-04-11 | 金武俊 | 一种光纤光电传感器 |
JP2015025748A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | セイコーインスツル株式会社 | 塵埃量検出装置および塵埃量検出装置の制御方法 |
CN205038128U (zh) * | 2015-10-22 | 2016-02-17 | 徐启航 | 一种粉尘检测系统 |
CN205138962U (zh) * | 2015-10-27 | 2016-04-06 | 深圳市世纪天行科技有限公司 | 灰尘浓度的激光检测设备 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202188856U (zh) * | 2011-06-13 | 2012-04-11 | 金武俊 | 一种光纤光电传感器 |
JP2015025748A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | セイコーインスツル株式会社 | 塵埃量検出装置および塵埃量検出装置の制御方法 |
CN205038128U (zh) * | 2015-10-22 | 2016-02-17 | 徐启航 | 一种粉尘检测系统 |
CN205138962U (zh) * | 2015-10-27 | 2016-04-06 | 深圳市世纪天行科技有限公司 | 灰尘浓度的激光检测设备 |
CN105606500A (zh) * | 2015-11-24 | 2016-05-25 | 北京大方科技有限责任公司 | 一种烟气探测设备 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022069168A1 (de) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Optischer sensor |
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