CN107421862A - 一种粉尘浓度传感器 - Google Patents

一种粉尘浓度传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN107421862A
CN107421862A CN201710689091.8A CN201710689091A CN107421862A CN 107421862 A CN107421862 A CN 107421862A CN 201710689091 A CN201710689091 A CN 201710689091A CN 107421862 A CN107421862 A CN 107421862A
Authority
CN
China
Prior art keywords
receiving module
dirt receiving
light source
dust concentration
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710689091.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张辉
樊少武
安赛
姚海飞
王海燕
李丹
李宏艳
刘学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Coal Research Institute CCRI
Original Assignee
China Coal Research Institute CCRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Coal Research Institute CCRI filed Critical China Coal Research Institute CCRI
Priority to CN201710689091.8A priority Critical patent/CN107421862A/zh
Publication of CN107421862A publication Critical patent/CN107421862A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

一种粉尘浓度传感器，包括：传感单元本体、呼尘接收模块、全尘接收模块、光源和控制单元；传感单元本体设置有预监测气体通道，呼尘接收模块、全尘接收模块和光源处于同一平面，呼尘接收模块与光源呈45°夹角，全尘接收模块与光源呈135°夹角；呼尘接收模块和全尘接收模块用于接收预监测气体通道内粉尘的散射光，输出光强信号给控制单元，控制单元根据输出光强信号计算粉尘浓度。本发明能够较为精确的确定全尘和呼尘浓度，进而更为精确的为预防尘肺病提供监测数据。

Description

一种粉尘浓度传感器
技术领域
本发明涉及一种粉尘浓度传感器。
背景技术
目前，国内外已经开发了多种监测设备用以监测煤矿粉尘浓度，但这些设备均是在不同程度上实现了煤矿全尘的实时在线监测，当总粉尘浓度达到设定极限值才报警，才要求对工作区域采取降尘措施，实际上对于预防尘肺病并没有实际意义。
现有技术中还没有全面或更具有预防尘肺病价值的监测仪器。
发明内容
本发明提供了一种粉尘浓度传感器，能够较为精确的监测呼尘浓度，用于解决目前粉尘监测实际意义差的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种粉尘浓度传感器，包括：传感单元本体、呼尘接收模块、全尘接收模块、光源和控制单元；所述传感单元本体设置有预监测气体通道，所述呼尘接收模块、所述全尘接收模块和所述光源处于同一平面，所述呼尘接收模块与所述光源呈45°夹角，所述全尘接收模块与所述光源呈135°夹角；所述呼尘接收模块和所述全尘接收模块用于接收所述预监测气体通道内粉尘的散射光，输出光强信号给所述控制单元，所述控制单元根据输出光强信号计算粉尘浓度。
根据物理光学理论中Ｍｉｅ氏散射理论，大小不同颗粒的散射光强在空间各方向的分布是不均匀的，单个颗粒在空间范围(0～360°)的光强分布与粉尘颗粒粒径有关。当粉尘颗粒粒径较小时(ｄ≤0.1μｍ)，符合瑞利散射条件，散射特性曲线较平稳,各个方向散射光强变化不大。但随着粉尘颗粒粒径的增大，散射角θ对散射光强的影响很大，前向散射光强最大。本发明采用前向散射测量全尘浓度，利用前向散射和后向散射的光强分布与粉尘颗粒粒径有关的理论，计算得到呼尘浓度。
在上述粉尘浓度传感器中，所述传感单元本体采用套筒结构，套筒中心为预监测气体通道，套筒设置有夹层，用于放置所述呼尘接收模块、所述全尘接收模块和所述光源，套筒两端进行防水密闭，所述呼尘接收模块、所述全尘接收模块和所述光源设置于套筒轴向横切面内。
上述粉尘浓度传感器还包括光陷阱，所述光陷阱与所述光源呈180°夹角。
上述粉尘浓度传感器还包括气源，在工作时，洁净气体经所述气源释放，通过气管流通至所述呼尘接收模块、所述全尘接收模块、所述光源处，实现清洁处理。
在具体清洁传感器时，吹离的灰尘通过所述传感单元本体的预监测气体通道快速排除。同时传感器正常工作时，采样空气可通过光陷阱采用自然沉降方式将部分粉尘排出传感器。
在上述粉尘浓度传感器中，所述控制单元包括传感单元接口、显示通讯接口、外部电源接口和内部MCU电路。
在上述粉尘浓度传感器中，所述控制单元与所述呼尘接收模块、所述全尘接收模块和所述光源通过线缆连接。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
（1）本发明提供的一种粉尘浓度传感器，由于同时设置有呼尘接收模块和全尘接收模块，利用前向散射和后向散射的光强分布与粉尘颗粒粒径有关的理论，精确确定了呼尘接收模块、全尘接收模块和光源的空间关系，因此，本发明能够较为精确的监测呼尘浓度，进而为尘肺病预防提供更为精确的监测数据。
（2）本发明提供的一种粉尘浓度传感器，由于连接煤矿井下洁净空气气源，并将传感单元本体设置为套管结构和设置有光陷阱，与光源、呼尘接收模块和全尘接收模块通过气管连接，因此，本发明能够有效防止残留在传感器内的粉尘对光学系统的污染。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明一种粉尘浓度传感器的结构示意图。
图中标记为： 1-传感单元本体，2-呼尘接收模块，3-全尘接收模块，4-光源，5-光陷阱，6-控制单元，7-气源。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1显示的是本发明一种粉尘浓度传感器的优选实例。
所述粉尘浓度传感器，包括：传感单元本体1、呼尘接收模块2、全尘接收模块3、光源4、光陷阱5、控制单元6和气源7。
所述传感单元本体1设置有预监测气体通道，所述呼尘接收模块2、所述全尘接收模块3和所述光源4处于同一平面，所述呼尘接收模块2与所述光源4呈45°夹角，所述全尘接收模块3与所述光源4呈135°夹角；所述光陷阱5与所述光源4呈180°夹角。
所述呼尘接收模块2和所述全尘接收模块3用于接收所述预监测气体通道内粉尘的散射光，输出光强信号给所述控制单元6，所述控制单元根据输出光强信号计算粉尘浓度。
在本实施例中，所述传感单元本体1采用套筒结构，套筒中心为预监测气体通道，套筒设置有夹层，用于放置所述呼尘接收模块2、所述全尘接收模块3和所述光源4，套筒两端进行防水密闭，所述呼尘接收模块2、所述全尘接收模块3和所述光源4设置于套筒轴向横切面内。
在本实施例中，在工作状态下，洁净气体经所述气源7释放，通过气管流通至所述呼尘接收模块2、所述全尘接收模块3、所述光源4处，实现清洁处理，清洁后的粉尘通过所述套筒通道和所述光陷阱5排出。
在本实施例中，所述控制单元6包括传感单元接口、显示通讯接口、外部电源接口和内部MCU电路。
在本实施例中，所述控制单元6与所述呼尘接收模块2、所述全尘接收模块3和所述光源4通过线缆连接。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种粉尘浓度传感器，其特征在于：包括：传感单元本体（1）、呼尘接收模块（2）、全尘接收模块（3）、光源（4）和控制单元（6）；
所述传感单元本体（1）设置有预监测气体通道，所述呼尘接收模块（2）、所述全尘接收模块（3）和所述光源（4）处于同一平面，所述呼尘接收模块（2）与所述光源（4）呈45°夹角，所述全尘接收模块（3）与所述光源（4）呈135°夹角；
所述呼尘接收模块（2）和所述全尘接收模块（3）用于接收所述预监测气体通道内粉尘的散射光，输出光强信号给所述控制单元（6），所述控制单元根据输出光强信号计算粉尘浓度。
2.根据权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于：所述传感单元本体（1）采用套筒结构，套筒中心为预监测气体通道，套筒设置有夹层，用于放置所述呼尘接收模块（2）、所述全尘接收模块（3）和所述光源（4），套筒两端进行防水密闭，所述呼尘接收模块（2）、所述全尘接收模块（3）和所述光源（4）设置于套筒轴向横切面内。
3.根据权利要求1或2所述的粉尘浓度传感器，其特征在于： 还包括光陷阱（5），所述光陷阱（5）与所述光源（4）呈180°夹角。
4.根据权利要求3所述的粉尘浓度传感器，其特征在于：还包括气源（7），在工作时，洁净气体经所述气源（7）释放，通过气管流通至所述呼尘接收模块（2）、所述全尘接收模块（3）、所述光源（4）处，实现清洁处理。
5.根据权利要求4所述粉尘浓度传感器，其特征在于：所述控制单元（6）包括传感单元接口、显示通讯接口、外部电源接口和内部MCU电路。
6.根据权利要求5所述粉尘浓度传感器，其特征在于：所述控制单元（6）与所述呼尘接收模块（2）、所述全尘接收模块（3）和所述光源（4）通过线缆连接。
CN201710689091.8A 2017-08-13 2017-08-13 一种粉尘浓度传感器 Pending CN107421862A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710689091.8A CN107421862A (zh) 2017-08-13 2017-08-13 一种粉尘浓度传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710689091.8A CN107421862A (zh) 2017-08-13 2017-08-13 一种粉尘浓度传感器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107421862A true CN107421862A (zh) 2017-12-01

Family

ID=60436907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710689091.8A Pending CN107421862A (zh) 2017-08-13 2017-08-13 一种粉尘浓度传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107421862A (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05273112A (ja) * 1992-03-24 1993-10-22 Aichi Steel Works Ltd 粉じん濃度測定センサの精度維持方法および装置
CN101487786A (zh) * 2008-01-18 2009-07-22 南京理工大学 可吸入粉尘浓度测量传感器
CN102654445A (zh) * 2012-02-02 2012-09-05 姚鸿熙 一种可监测呼吸性粉尘的智能化传感器
CN202676519U (zh) * 2012-03-29 2013-01-16 王建成 呼尘、总尘一体采样器
CN103115803A (zh) * 2013-01-16 2013-05-22 吉林省电力有限公司电力科学研究院 一种粉尘采样增量控制系统
CN103439233A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 苏州奥德克光电有限公司 烟道粉尘浓度检测系统
CN103969162A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 山东科技大学 一种基于数据融合的矿井煤尘浓度测量的方法及装置
CN204807428U (zh) * 2015-07-16 2015-11-25 重庆工程职业技术学院 一种生产性粉尘浓度检测装置
CN105486620A (zh) * 2016-02-02 2016-04-13 广东美的制冷设备有限公司 一种空气净化器、激光粉尘浓度传感器及其检测方法
KR20160080382A (ko) * 2014-12-29 2016-07-08 주식회사 그린솔루스 먼지측정장치
CN105954154A (zh) * 2016-04-28 2016-09-21 清华大学深圳研究生院 一种测量悬浮颗粒物的二维光散射角度分布的装置及方法
CN106198336A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 煤炭科学技术研究院有限公司 一种粉尘浓度传感器检定装置
WO2016197969A1 (zh) * 2015-06-12 2016-12-15 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 粉尘浓度检测方法及粉尘浓度传感器
CN106290097A (zh) * 2016-09-12 2017-01-04 宇星科技发展(深圳)有限公司 粉尘浓度测量装置及方法
RU2608009C1 (ru) * 2015-08-11 2017-01-11 Дарья Анатольевна Трубицына Способ определения интенсивности пылеотложения и устройство для его осуществления
CN207231961U (zh) * 2017-08-13 2018-04-13 煤炭科学技术研究院有限公司 一种粉尘浓度传感器

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05273112A (ja) * 1992-03-24 1993-10-22 Aichi Steel Works Ltd 粉じん濃度測定センサの精度維持方法および装置
CN101487786A (zh) * 2008-01-18 2009-07-22 南京理工大学 可吸入粉尘浓度测量传感器
CN102654445A (zh) * 2012-02-02 2012-09-05 姚鸿熙 一种可监测呼吸性粉尘的智能化传感器
CN202676519U (zh) * 2012-03-29 2013-01-16 王建成 呼尘、总尘一体采样器
CN103115803A (zh) * 2013-01-16 2013-05-22 吉林省电力有限公司电力科学研究院 一种粉尘采样增量控制系统
CN103439233A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 苏州奥德克光电有限公司 烟道粉尘浓度检测系统
CN103969162A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 山东科技大学 一种基于数据融合的矿井煤尘浓度测量的方法及装置
KR20160080382A (ko) * 2014-12-29 2016-07-08 주식회사 그린솔루스 먼지측정장치
WO2016197969A1 (zh) * 2015-06-12 2016-12-15 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 粉尘浓度检测方法及粉尘浓度传感器
CN204807428U (zh) * 2015-07-16 2015-11-25 重庆工程职业技术学院 一种生产性粉尘浓度检测装置
RU2608009C1 (ru) * 2015-08-11 2017-01-11 Дарья Анатольевна Трубицына Способ определения интенсивности пылеотложения и устройство для его осуществления
CN105486620A (zh) * 2016-02-02 2016-04-13 广东美的制冷设备有限公司 一种空气净化器、激光粉尘浓度传感器及其检测方法
CN105954154A (zh) * 2016-04-28 2016-09-21 清华大学深圳研究生院 一种测量悬浮颗粒物的二维光散射角度分布的装置及方法
CN106198336A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 煤炭科学技术研究院有限公司 一种粉尘浓度传感器检定装置
CN106290097A (zh) * 2016-09-12 2017-01-04 宇星科技发展(深圳)有限公司 粉尘浓度测量装置及方法
CN207231961U (zh) * 2017-08-13 2018-04-13 煤炭科学技术研究院有限公司 一种粉尘浓度传感器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207231961U (zh) 一种粉尘浓度传感器
CN104083841B (zh) 一种用于矿井和地下管网的火灾防控系统及方法
CN110146422A (zh) 一种基于多角度采集图像的粉尘浓度检测装置
CN106501143A (zh) 一种具有气体浓度和粉尘浓度测量功能的测量仪
CN107421862A (zh) 一种粉尘浓度传感器
CN104453979B (zh) 煤矿井下负压抽吸除尘工艺的改造方法
CN209067280U (zh) 一种煤矿开采掘进作业防护装置
CN106291653B (zh) 流体总α、总β放射性连续在线监测方法及装置
CN206531776U (zh) 一种多功能吸光度检测模块
CN204002908U (zh) 一种多功能移动式隧道救生系统
CN208399473U (zh) 一种地下工矿环境氧气浓度检测设备
CN201851146U (zh) 隔爆兼本质安全型自动降尘的控制器
CN107862830A (zh) 一种基于物联网的安全防护系统及方法
CN205168931U (zh) 一种基于救助装置的消防无人机
CN205384171U (zh) 烟气分析仪用可伸缩式探针
CN207538830U (zh) 一种适用于天然气录井的综合录井仪
CN204666471U (zh) 一种矿用粉尘浓度传感器
CN202886256U (zh) 一种红外碳硫分析仪
CN106841744B (zh) 一种单体储罐雷击电流检测系统及装置
CN206671125U (zh) 一种矿用粉尘浓度测定装置
CN211159208U (zh) 一种火化机尾气连接装置
CN206399474U (zh) 一种核生化一体式检测设备
CN207378998U (zh) 防化专用换气堵头
CN103606241A (zh) 立体多角度激光烟雾散射测量装置
CN106053307A (zh) 一种粉尘探测系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination