CN111307677A - 一种激光前散射颗粒物监测装置 - Google Patents

一种激光前散射颗粒物监测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111307677A
CN111307677A CN201911157830.4A CN201911157830A CN111307677A CN 111307677 A CN111307677 A CN 111307677A CN 201911157830 A CN201911157830 A CN 201911157830A CN 111307677 A CN111307677 A CN 111307677A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
purge
cavity
monitoring device
purge gas
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
CN201911157830.4A
Other languages
English (en)
Inventor
敖小强
李永帅
陈景卫
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.)
Beijing SDL Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing SDL Technology Co Ltd
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 Beijing SDL Technology Co Ltd filed Critical Beijing SDL Technology Co Ltd
Priority to CN201911157830.4A priority Critical patent/CN111307677A/zh
Publication of CN111307677A publication Critical patent/CN111307677A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions

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)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

本申请涉及一种激光前散射颗粒物浓度监测装置,包括:吹扫气进气口,用于接收吹扫气;吹扫气进气管,与吹扫气进气口气路连接;样气进气管,用于接收样气,并与吹扫气进气管气路连接,样气进气管延伸到吹扫气进气管内部,并与吹扫气进气管之间设有第一空隙,样气进气管通过第一空隙与吹扫气进气管气路连接。

Description

一种激光前散射颗粒物监测装置
技术领域
本申请属于环境监测领域,特别涉及一种激光前散射颗粒物浓度监测装置及清洁方法。
背景技术
随着环保法律法规日趋严格,以及除尘技术的进步与发展,有组织污染源颗粒物的排放浓度越来越低。有许多新上线的燃煤锅炉,颗粒排放浓度的平均浓度甚至低于3mg/m3,而且具有高温高湿的特点。这对仪器的检测限、灵敏度、重复性、杂散光的抑制等,提出了更高的要求。
由于烟气具有高温高湿的特点,容易在镜片上形成水雾,并吸附灰尘。镜片上附着灰尘、水雾时,会降低镜片的透过率,影响仪器正常工作。所以仪器除了准确、可靠地对烟气颗粒物进行测量外,还必须具有对光学系统定期进行污染程度测试的功能,尤其是处在颗粒物测量室中的光学元件的受污染程度进行评估。
为了解决上述问题,现有的设备普遍采用运动器件对设备进行自检。但是,本申请的发明人发现,该运动器件降低了设备的抗振性能,以及降低了设备的抗尘等级。
发明内容
本申请旨在提供一种激光前散射颗粒物浓度监测装置及清洁方法。
本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:吹扫气进气口,用于接收吹扫气;吹扫气进气管,与所述吹扫气进气口气路连接;样气进气管,用于接收样气,并与所述吹扫气进气管气路连接,所述样气进气管延伸到所述吹扫气进气管内部,并与所述吹扫气进气管之间设有第一空隙,所述样气进气管通过所述第一空隙与所述吹扫气进气管气路连接。
可选地,该监测装置还可以包括:出气管,与所述吹扫气进气管气路连接,用于排出所述样气和所述吹扫气;散射腔,用于通过所述入射光和/或所述散射光,并与所述出气管气路连接。
进一步地,该监测装置还可以包括:光源,用于发射所述入射光;散射光收光模组,用于接收所述散射光;镜片吹扫腔,气路连接于所述吹扫气进气口和所述散射腔之间,所述光源和/或所述散射光收光模组至少一部分暴露于所述镜片吹扫腔。
本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:吹扫气进气口,用于接收吹扫气;第三空腔,与所述吹扫气进气口气路连接,通过入射光光路和/或散射光光路;出气管,与所述第三空腔气路连接。
可选地,该监测装置还可以包括:样气进气管,用于接收样气,并与所述出气管连接,所述第三空腔在所述样气的下游位置与所述出气管气路连接。
本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:吹扫气进气口,用于接收吹扫气;光源;散射光收光模组;第四空腔,与所述吹扫气进气口气路连接,所述光源和/或所述散射光收光模组的至少一部分暴露于所述第四空腔;出气管,与所述第四空腔气路连接。
可选地,该监测装置还可以包括:样气进气管,与所述出气管连接,用于接收样气,所述第四空腔在所述样气的下游位置与所述出气管气路连接。
利用上述监测装置可以通过向监测装置的注入吹扫气,对该监测装置的光路内壁及光学敏感部件进行清洁。同时该吹扫气可以在光路内壁及光学敏感部件表面形成气幕。利用该气幕可以阻挡样气中的悬浮物(比如水汽和固体颗粒物)接近监测装置的光路内壁及光学敏感部件,以及避免样气中的悬浮物附着于监测装置的光路内壁及光学敏感部件,保持监测装置内光路及光学敏感组件的清洁。从而可以确保该监测装置可以在高温高湿以及悬浮物较多的空气环境下,可以较长时间保持光路的较高透光率。进而可以使得该装置可以准确可靠地监测空气中的颗粒物浓度。
利用上述的监测装置及方法,可以利用以下两种吹扫气气路中的至少一种对监测装置中的光路上的附着物进行清除,和在监测装置内形成气幕,确保监测装置的光路环境的清洁和较高透光率。
在其中一种气路中,吹扫气可以沿着吹扫气进气管(承载散射区域的管道)内壁表面吹过。该气路可以用于清除散射区域附近的光路上的附着物,和保持散射区域附近光路的清洁。
同时在本气路中,由于吹扫气可以沿着吹扫气进气管的内壁以较高流速吹过,且吹扫气的气流方向与样气气流方向大致相同。因而,在本气路中,吹扫气不会吹散散射区的样气,也不会对散射区域中的样气构成干扰。即吹扫气可以不会影响该监测装置对空气中的颗粒物浓度的测量。
在另一种气路中,吹扫气可以沿着入射光和散射光中的中的至少一个的光路通过,然后汇入出气管,并与样气一道排出监测装置之外。其中,相对于散射区域,吹扫气汇入出气管的位置可位于样气气流的下游方向。在本气路中,吹扫气也可以经光学敏感组件(比如光源和散射光收光模组)的表面吹过后,再汇入出气管。
本气路可以用于清除入射光和散射光中至少一个的光路上的附着物,并保持该光路的清洁。本气路也可以用于清除光学敏感组件表面的附着物,以及保持光学敏感组件表面的清洁。
同时由于在本气路中,相对于散射区域,吹扫气可以在样气流的下游方向汇入出气管,并由出气管排出装置之外。因而本气路中的吹扫气不会吹散散射区域的样气,也不会对散射区域的样气形成干扰。即在本气路中,吹扫气不会影响该监测装置的对空气中的颗粒物浓度的实时测量。
利用上述的监测装置及方法可以对上述两种气路分别独立控制。由多个同心管组成的气幕结构,包括散射腔内的气幕、吹扫气进气管路内的气幕实现对光学器件和样气的同时保护。
利用上述两种吹扫气的气路对监测装置进行清洁时,其吹扫气均可以通过出气管与样气一道排出监测装置之外,而不用额外增加其他的出气管,使得监测装置的机构相对简单。
再者,由于该装置可以不引入运动部件,因而该装置的结构相对简单。从而使得该监测装置的体积可以相对较小。而且由于该装置可以不引入运动部件,因而可以避免运动部件的工作对装置内的光学组件影响。进而可以使得该装置的工作可以稳定,测量可以更准确,该装置的抗震性能和密封性能也可以更好。
现有技术中的监测装置在工作于高温高湿环境下时,样品气体中的尘雾随时都会在监测装置内部凝结,并附着于监测装置的光路内壁及光学敏感组件的表面。进而污染监测装置的光路,并对颗粒物监测结果造成不利的影响。而本申请所提供的监测装置及方法则可以很好的解决上述问题,使得本申请所提供的监测装置及方法可以适合于高温高湿的工作环境。
附图说明
图1A示出了本申请的一个实施例激光前散射颗粒物监测装置的纵剖面结构示意图。
图1B示出了图1A所示出的实施例的横剖面结构示意图。
图1C示出了图1A所示出的实施例的外形俯视示意图。
图1D示出了图1A所示出的实施例的光路示意图。
图2示出了本申请的另一实施例激光前散射颗粒物监测装置的纵剖面结构示意图。
图3示出了本申请的另一实施例激光前散射颗粒物监测装置的纵剖面结构示意图。
图4示出了本申请的另一实施例激光前散射颗粒物监测装置的局部结构示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“一种激光前散射颗粒物浓度监测装置”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:吹扫气进气口,用于接收吹扫气;吹扫气进气管,与所述吹扫气进气口气路连接;样气进气管,用于接收样气,并与所述吹扫气进气管气路连接,所述样气进气管延伸到所述吹扫气进气管内部,并与所述吹扫气进气管之间设有第一空隙,所述样气进气管通过所述第一空隙与所述吹扫气进气管气路连接。
可选地,该监测装置还可以包括:出气管,与所述吹扫气进气管气路连接,用于排出所述样气和所述吹扫气;散射腔,用于通过所述入射光和/或所述散射光,并与所述出气管气路连接。
进一步地,该监测装置还可以包括:光源,用于发射所述入射光;散射光收光模组,用于接收所述散射光;镜片吹扫腔,气路连接于所述吹扫气进气口和所述散射腔之间,所述光源和/或所述散射光收光模组至少一部分暴露于所述镜片吹扫腔。
本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:吹扫气进气口,用于接收吹扫气;第三空腔,与所述吹扫气进气口气路连接,通过入射光光路和/或散射光光路;出气管,与所述第三空腔气路连接。
可选地,该监测装置还可以包括:样气进气管,用于接收样气,并与所述出气管连接,所述第三空腔在所述样气的下游位置与所述出气管气路连接。
本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:吹扫气进气口,用于接收吹扫气;光源;散射光收光模组;第四空腔,与所述吹扫气进气口气路连接,所述光源和/或所述散射光收光模组的至少一部分暴露于所述第四空腔;出气管,与所述第四空腔气路连接。
可选地,该监测装置还可以包括:样气进气管,与所述出气管连接,用于接收样气,所述第四空腔在所述样气的下游位置与所述出气管气路连接。
利用上述监测装置可以通过向监测装置的注入吹扫气,对该监测装置的光路内壁及光学敏感部件进行清洁。同时该吹扫气可以在光路内壁及光学敏感部件表面形成气幕。利用该气幕可以阻挡样气中的悬浮物(比如水汽和固体颗粒物)接近监测装置的光路内壁及光学敏感部件,以及避免样气中的悬浮物附着于监测装置的光路内壁及光学敏感部件,保持监测装置内光路及光学敏感组件的清洁。从而可以确保该监测装置可以在高温高湿以及悬浮物较多的空气环境下,可以较长时间保持光路的较高透光率。进而可以使得该装置可以准确可靠地监测空气中的颗粒物浓度。
利用上述的监测装置及方法,可以利用以下两种吹扫气气路中的至少一种对监测装置中的光路上的附着物进行清除,和在监测装置内形成气幕,确保监测装置的光路环境的清洁和较高透光率。
在其中一种气路中,吹扫气可以沿着吹扫气进气管(承载散射区域的管道)内壁表面吹过。该气路可以用于清除散射区域附近的光路上的附着物,和保持散射区域附近光路的清洁。
同时在本气路中,由于吹扫气可以沿着吹扫气进气管的内壁以较高流速吹过,且吹扫气的气流方向与样气气流方向大致相同。因而,在本气路中,吹扫气不会吹散散射区的样气,也不会对散射区域中的样气构成干扰。即吹扫气可以不会影响该监测装置对空气中的颗粒物浓度的测量。
在另一种气路中,吹扫气可以沿着入射光和散射光中的中的至少一个的光路通过,然后汇入出气管,并与样气一道排出监测装置之外。其中,相对于散射区域,吹扫气汇入出气管的位置可位于样气气流的下游方向。在本气路中,吹扫气也可以经光学敏感组件(比如光源和散射光收光模组)的表面吹过后,再汇入出气管。
本气路可以用于清除入射光和散射光中至少一个的光路上的附着物,并保持该光路的清洁。本气路也可以用于清除光学敏感组件表面的附着物,以及保持光学敏感组件表面的清洁。
同时由于在本气路中,相对于散射区域,吹扫气可以在样气流的下游方向汇入出气管,并由出气管排出装置之外。因而本气路中的吹扫气不会吹散散射区域的样气,也不会对散射区域的样气形成干扰。即在本气路中,吹扫气不会影响该监测装置的对空气中的颗粒物浓度的实时测量。
利用上述的监测装置及方法可以对上述两种气路分别独立控制。由多个同心管组成的气幕结构,包括散射腔内的气幕、吹扫气进气管路内的气幕实现对光学器件和样气的同时保护。
利用上述两种吹扫气的气路对监测装置进行清洁时,其吹扫气均可以通过出气管与样气一道排出监测装置之外,而不用额外增加其他的出气管,使得监测装置的机构相对简单。
再者,由于该装置可以不引入运动部件,因而该装置的结构相对简单。且由于该装置可以不引入运动部件,因而可以避免运动部件的工作对装置内的光学组件影响。进而可以使得该装置的工作可以稳定,测量可以更准确,该装置的抗震性能和密封性能也可以更好。
现有技术中的监测装置在工作于高温高湿环境下时,样品气体中的尘雾随时都会在监测装置内部凝结,并附着于监测装置的光路内壁及光学敏感组件的表面。进而污染监测装置的光路,并对颗粒物监测结果造成不利的影响。而本申请所提供的监测装置及方法则可以很好的解决上述问题,使得本申请所提供的监测装置及方法可以适合于高温高湿的工作环境。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应当理解,本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的,而并不意在限定本申请。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解,在本申请说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
图1A示出了本申请的一个实施例激光前散射颗粒物监测装置的纵剖面结构示意图。图1B示出了图1A所示出的实施例的横剖面结构示意图。图1C示出了图1A所示出的实施例的外形俯视示意图。图1D示出了图1A所示出的实施例的光路示意图。
如图1A和图1B所示,装置1000可以包括:样气进气管11、吹扫气进气管12和吹扫气进气口(未示出)。
吹扫气进气口可以用于接收吹扫气。
样气进气管11可以用于接收样气。
如图1A和1D所示,吹扫气进气管12可以在同一端分别与吹扫气进气口和样气进气管11气路连接。来自样气进气管11的样气和来自吹扫气进气口的吹扫气可以分别沿箭头方向进入吹扫气进气管12。
可选地,吹扫气进气口可以与吹扫气进气管12直接气路连接,也可以与吹扫气进气管12通过其他气路组件间接气路连接。
如图1A所示,样气进气管11可以伸入吹扫气进气管12的内部,并与吹扫气进气管12之间形成空隙1411。可选地,吹扫气进气口可以通过空隙1411与吹扫气进气管12气路连接。
可选地,样气进气管11和吹扫气进气管12可以均为圆筒状。进一步地,样气进气管11和吹扫气进气管12的轴线可以重合,从而可以使得空隙1411为环状管路结构。
进入样气进气管11的样气可以为待测区域的空气样本,测量待测区域的空气中的颗粒物浓度。其中待测区域可以是烟气浓重的区域,比如锅炉附近。在吹扫气进气管的内腔中的一个区域可以为散射区域121。在散射区域121中,入射光131可以照射样气发生散射,生成散射光132。其中,散射光132为入射光131在经过散射区域121中的样气散射后,生成的散射光中的一束。可以通过散射光132的强度确定样气中颗粒物浓度,进而可以确定样气中的颗粒物浓度。
可选地,吹扫气进气管12可以在侧壁上开至少一个孔,该至少一个孔可以用于通过入射光131和散射光132。可选地,该至少一个孔可以临近于散射区域121设置。
如示例实施例所示,入射光131在穿越散射区域121中的气体时,会因该气体而衰减。校准光132可以是经衰减后的残余入射光。
如示例实施例所示,入射光131可以经两个平面镜(未示出)反射后,照射于散射区域121。作为可选方案装置1000的入射光131的光路上也可以包括其他数量平面镜,入射光131的光路上也可以不包括平面镜。
如示例实施例所示,入射光131照射于散射区域后可以产生校准光133。可选地,在散射光132和校准光133中的至少一个的光路上也可以包括平面镜。
进入吹扫气进气管12的吹扫气可以用于吹扫吹扫气进气口12的内表面,以及在吹扫气进气管12的内壁形成气幕。该气幕可以阻止样气靠近吹扫气进气管12的内壁,以防止样气中的物质(比如水汽和固体悬浮物)附着于吹扫气进气管的内表面。进而,可以保持吹扫气进气管12内壁的清洁,以及保证散射区域121附近的光路的较高透光率。从而可以保证检测装置1000可以准确可靠地监测样气中的颗粒物浓度。
可选地,装置1000还可以包括第一空腔141气路连接于吹扫气进气口和吹扫气进气管12之间。可选地,第一空腔141可以与吹扫气进气口直接气路连接,也可以与吹扫气进气口间接气路连接。可选地,装置1000还可以包括散射结构14。第一空腔141可以设置于散射结构14的内部。
可选地,流过空隙1411的吹扫气的气流方向与样气的气流方向大体一致。进一步地流过空隙1411的吹扫气的气流的流速大于第一阈值。
通过上述措施可以提高吹扫气的清洁效果,以及可以提高吹扫气的气幕阻隔效果。上述措施还可以降低吹扫气吹散散射区域121内样气的可能性,以及可以降低吹扫气对散射区域121内样气的干扰。,从而可以确保监测装置的监测结果的准确可靠。
如图1D所示,可选地,装置1000的光路可以包括入射光131的光路和散射光132的光路。如示例实施例所示,装置1000还可以包括校准光133的光路。
如图1B和图1D所示,可选地装置1000还可以包括散射腔143。散射腔143可以直接或者间接与吹扫气进气口气路连接,接收来自吹扫气进气口的吹扫气。可选地,散射腔143可以是散射结构14的一个内腔。
如图1B和图1D所示,可选地,散射腔143还可以用于通过入射光131、散射光132和校准光133中的至少一种。可选地,散射腔143可以包括:入射光散射腔1431、散射光散射腔1432和校准光散射腔1433中的至少一个。其中,入射光散射腔1431可以用于通过入射光131,散射光散射腔1432可以用于通过散射光132,校准光散射腔1433可以用于通过校准光133。
如图1A所示,可选地装置1000还可以包括出气管15。出气管15与吹扫气进气管12直接或者间接气路连接。出气管15可以用于排出装置1000内的气体,例如出气管15可以用于排除样气和吹扫气。
如图1A和图1B所示,可选地,散射腔143可以与出气管15直接或者间接气路连接。可选地,相对于散射区域121,散射腔143与出气管15的连接点可以位于样气气流的下游位置。进一步地,流经散射腔143后的吹扫气可以汇入出气管15。可选地在汇入出气管15时,吹扫气的气流方向与样气气流方向大体相同,即吹扫气可以沿背对散射区域121的方向汇入出气管15。
如图1B所示,可以在1401处通过吹扫气进气口向散射腔143内注入吹扫气,使得吹扫气顺次穿过散射腔143,汇入出气管15,并由出气管15排出。可选地,也可以通过其他位置通过吹扫气进气口向散射区143注入吹扫气。吹扫气可以沿入射光散射腔1431、散射光散射腔1432和校准光散射腔1433中的至少一个穿过散射腔143。
通过上述方式,可以利用吹扫气清除散射腔143内壁上的附着物。通过上述方式还可以在散射腔143内形成气幕,该气幕可以阻止样气中的水汽和/或悬浮物进入散射腔143。从而可以保证散射腔143内部的清洁,以及可以保证装置1000内的各个光路的透光性,进而可以确保监测装置1000准确可靠地对空气颗粒物浓度的监测。
同时由于通过散射腔143的吹扫气可以在散射区域121的下游位置排出,以及由于吹扫气可以沿样气气流方向,即背靠散射区121的方向排出。从而可以确保吹扫气不会吹散散射区域121内的样气,以及可以确保吹扫气不会干扰散射区域121中的样气。即可以确保吹扫气不会影响监测装置1000对样气中的颗粒物浓度的测量结果。
如图1A所示,可选地,装置1000还可以包括:第二空腔144。可选地,第二空腔144可以是散射结构14内的一个空腔。可选地,第二空腔144可以气路连接于散射腔143和出气管15之间。
可选地,吹扫气进气管12可以与第二空腔144直接气路连接。进一步地,吹扫气进气管12可以延伸至第二空腔144的内部,并与第二空腔144的内壁之间留有第二空隙1441。第二空隙1441可以用于通过吹扫气。吹扫气在通过第二空隙1441后与样气汇合,并一道进入出气管15,在由出气管15排出监测装置1000之外。
可选地,吹扫气进气管12与第二空腔144内壁均为圆管形状。可选地,吹扫气进气管12与第二空腔144内壁的轴线重合,使得第二空隙1441为一段环状管路。
如图1B所示,可选地,装置1000还可以包括光源161、散射光收光模组162。如示例实施例所示,装置1000还可以包括校准光收光模组163。其中,光源161可以用于发射入射光131。散射光收光模组162可以用于采集散射光132。校准光收光模组163可以用于采集校准光133。
如图1B所示,可选地,装置1000还可以包括镜片吹扫腔142。可选地,镜片吹扫腔142可以是散射结构14内的一个空腔。可选地,镜片吹扫腔142与第一空腔141气路连接。
可选地,光源161、散射光收光模组162和校准光收光模组163中的至少一个的至少一部分暴露于镜片吹扫腔142内。进一步地,光源161、散射光收光模组162和校准光收光模组163中的至少一个的至少一片镜片暴露于镜片吹扫腔142内。
可选地,镜片吹扫腔142可以直接或者间接与出气管15气路连接,使得穿过镜片吹扫腔142的吹扫气可以汇入出气管15。进一步地,穿过镜片吹扫腔142的吹扫气可以在散射区域121的下游位置汇入出气管15。更进一步地,流经镜片吹扫腔142的吹扫气在汇入出气管15时的气流方向与样气的气流方向大体相同,即吹扫气沿背向散射区域121的方向汇入出气管15。
如图1B所示,更进一步地,镜片吹扫腔142可以与散射腔143气路连接,流经镜片吹扫腔142的吹扫气可以经过散射腔143汇入出气管15。更进一步地,镜片吹扫腔142可以与入射光散射腔1431、散射光散射腔1432和校准光散射腔1433中的至少一个气路连接。如示例实施例所示,镜片吹扫腔142本别与散射光散射腔1432和校准光散射腔1433气路连接。使得流经镜片吹扫腔142的吹扫气通过散射光散射腔1432和校准光散射腔1433,最终汇入出气管15,并由出气管15排出。
可选地,通过吹扫气进气口向吹扫气镜片吹扫腔142注入吹扫气,并使得该吹扫气流过光源161、散射光收光模组162校准光和163收光模组中的至少一个的表面。从而可以清洁光源161、散射光收光模组162校准光和163收光模组中的至少一个上的附着物。还可以在光源161、散射光收光模组162校准光和163收光模组中的至少一个的表面形成气幕,阻止样气中的悬浮物附着于光源161、散射光收光模组162校准光和163收光模组中的至少一个的表面,进而可以保持光源161、散射光收光模组162校准光和163收光模组中的至少一个的表面清洁。从而可以保证监测装置1000可以准确可靠地测量样气中的悬浮物浓度。
如图1B所示,可选地,装置1000还可以包括至少一个消光结构1423。消光结构1423可以设置于镜片吹扫腔142中,光源161、散射光收光模组162和校准光收光模组163三个组件中的任意两个相邻组件之间的位置上。可选地,消光结构1423可以包含曲折的通道,该曲折的通道可以通过气体,但是不利于光线通过。可选地,消光结构1423与散射结构可以为一体结构。
消光结构1423可以用于通过吹扫气,并阻断光源161、散射光收光模组162和校准光收光模组163中至少两个之间的杂散光传播,以避免杂散光对监测装置的监测结果的干扰。
如图1C所示,可选地,装置1000还可以包括吹扫腔盖1421。吹扫腔盖1421可以用于封闭镜片吹扫腔142。进一步地,吹扫腔盖1421可以与散射结构14密封连接。更进一步地,吹扫腔盖1421可以与散射结构14通过O型圈(未示出)密封连接。
可选地,吹扫气进气口可以设置于吹扫腔盖1421上(未示出)。可选地,吹扫气进气口也可以设置于装置1000的气体位置。可选地,吹扫气进气口可以与第一空腔141、镜片吹扫腔142、散射腔143和第二空腔144中的至少一个直接气路连接。可选地,装置1000还可以包括两个或者两个以上吹扫气进气口。
可选地,吹扫气可以为相对洁净的空气。可选地,吹扫气进气口可以与吹扫模块(未示出)气路连接。可选地,装置1000可以包括吹扫模块也可以不包括吹扫模块。可选地,吹扫模块可以包括风道及风机。吹扫模块可以从清洁气源引入洁净气体作为吹扫气,并把吹扫气通过吹扫气进气口注入镜片吹扫腔142内。吹扫气可以通过镜片吹扫腔142向其他腔体扩散。该清洁气源可以是充满洁净气体的气罐,也可以是空气质量较好的室外空气。
可选地,散射结构14为铝制结构,散射结构内的各个空腔中的至少一个的内壁为黑色吸光材质。可选地,吹扫腔盖为不锈钢材质,且其内表面为黑色吸光材质。可选地,散射结构内的各个空腔中的至少一个为密封结构。
可选地,吹扫腔盖1421可以与光源161、散射光收光模组162校准光和163收光模组中的至少一个气路直线连接。在必要时,可以打开吹扫腔盖1421,并利用毛刷等清洁工具手动清洁光源161、散射光收光模组162校准光和163收光模组中的至少一个。
图2示出了本申请的另一实施例激光前散射颗粒物监测装置的纵剖面结构示意图。
如图2所示,装置2000可以包括:样气进气管21、吹扫气进气管22和吹扫气进气口(未示出)。其中
吹扫气进气口可以用于接收吹扫气。样气进气管21可以用于接收样气。
吹扫气进气管22可以在同一端分别与吹扫气进气口和样气进气管21气路连接。其中,吹扫气进气口可以与吹扫气进气管22直接连接,也可以与吹扫气进气管22通过其他气路组件间接气路连接。可选地,样气进气管21可以延伸至吹扫气进气管22的内部,并与吹扫气进气管22之间留有空隙2411。吹扫气进气口可以通过空隙2411与吹扫气进气管22气路连接。
图3示出了本申请的另一实施例激光前散射颗粒物监测装置的纵剖面结构示意图。
如图3所示,装置3000包括:吹扫气进气口(未示出)、散射腔343出气管35。
吹扫气进气口可以用于接收吹扫气。
散射腔343可以与吹扫气进气口直接或者间接气路间接。散射腔343还可以通过入射光光路和/或散射光光路。
出气管35可以与散射腔343直接或者间接气路连接。出气管35可以用于排出穿过入射光光路和/或散射光光路的吹扫气。
可选地,装置3000还可以包括样气进气管31。样气进气管31可以与出气管35直接或者间接气路连接。出气管35可以用于排出来自样气进气管31的样气。
可选地,散射腔343可以与出气管35在下游位置气路连接。
图4示出了本申请的另一实施例激光前散射颗粒物监测装置的局部结构示意图。
如图4所示,装置4000可以包括:吹扫气进气口(未示出)、镜片吹扫腔442、出气管(未示出)、光源461、散射光收光模组462。
吹扫气进气口可以用于接收吹扫气。
光源461可以用于发射入射光。散射光收光模组462可以用于接收散射光。其中散射光可以是入射光经样气散射后产生的。
镜片吹扫腔442可以与吹扫气进气口直接或者间接气路连接。光源461和/或散射光收光模组462的至少一部分可以暴露于镜片吹扫腔442。
出气管可以与镜片吹扫腔直接或者间接气路连接。出气管可以用于排出,镜片吹扫腔442内,流过光源461和/或散射光收光模组462的吹扫气。
可选地,装置4000还可以包括样气进气管(未示出)。样气进气管可以与出气管直接或者间接气路连接。出气管可以用于排出来自样气进气管的样气。
可选地,散射腔442可以与出气管在下游位置气路连接。
利用上述监测装置可以通过向监测装置的注入吹扫气,对该监测装置的光路内壁及光学敏感部件进行清洁。同时该吹扫气可以在光路内壁及光学敏感部件表面形成气幕。利用该气幕可以阻挡样气中的悬浮物(比如水汽和固体颗粒物)接近监测装置的光路内壁及光学敏感部件,以及避免样气中的悬浮物附着于监测装置的光路内壁及光学敏感部件,保持监测装置内光路及光学敏感组件的清洁。从而可以确保该监测装置可以在高温高湿以及悬浮物较多的空气环境下,可以较长时间保持光路的较高透光率。进而可以使得该装置可以准确可靠地监测空气中的颗粒物浓度。
利用上述的监测装置及方法,可以利用以下两种吹扫气气路中的至少一种对监测装置中的光路上的附着物进行清除,和在监测装置内形成气幕,确保监测装置的光路环境的清洁和较高透光率。
在其中一种气路中,吹扫气可以沿着吹扫气进气管(承载散射区域的管道)内壁表面吹过。该气路可以用于清除散射区域附近的光路上的附着物,和保持散射区域附近光路的清洁。
同时在本气路中,由于吹扫气可以沿着吹扫气进气管的内壁以较高流速吹过,且吹扫气的气流方向与样气气流方向大致相同。因而,在本气路中,吹扫气不会吹散散射区的样气,也不会对散射区域中的样气构成干扰。即吹扫气可以不会影响该监测装置对空气中的颗粒物浓度的测量。
在另一种气路中,吹扫气可以沿着入射光和散射光中的中的至少一个的光路通过,然后汇入出气管,并与样气一道排出监测装置之外。其中,相对于散射区域,吹扫气汇入出气管的位置可位于样气气流的下游方向。在本气路中,吹扫气也可以经光学敏感组件(比如光源和散射光收光模组)的表面吹过后,再汇入出气管。
本气路可以用于清除入射光和散射光中至少一个的光路上的附着物,并保持该光路的清洁。本气路也可以用于清除光学敏感组件表面的附着物,以及保持光学敏感组件表面的清洁。
同时由于在本气路中,相对于散射区域,吹扫气可以在样气流的下游方向汇入出气管,并由出气管排出装置之外。因而本气路中的吹扫气不会吹散散射区域的样气,也不会对散射区域的样气形成干扰。即在本气路中,吹扫气不会影响该监测装置的对空气中的颗粒物浓度的实时测量。
利用上述的监测装置及方法可以对上述两种气路分别独立控制。由多个同心管组成的气幕结构,包括散射腔内的气幕、吹扫气进气管路内的气幕实现对光学器件和样气的同时保护。
利用上述两种吹扫气的气路对监测装置进行清洁时,其吹扫气均可以通过出气管与样气一道排出监测装置之外,而不用额外增加其他的出气管,使得监测装置的机构相对简单。
再者,由于该装置可以不引入运动部件,因而该装置的结构相对简单。从而使得该监测装置的体积可以相对较小。而且由于该装置可以不引入运动部件,因而可以避免运动部件的工作对装置内的光学组件影响。进而可以使得该装置的工作可以稳定,测量可以更准确,该装置的抗震性能和密封性能也可以更好。
现有技术中的监测装置在工作于高温高湿环境下时,样品气体中的尘雾随时都会在监测装置内部凝结,并附着于监测装置的光路内壁及光学敏感组件的表面。进而污染监测装置的光路,并对颗粒物监测结果造成不利的影响。而本申请所提供的监测装置及方法则可以很好的解决上述问题,使得本申请所提供的监测装置及方法可以适合于高温高湿的工作环境。

Claims (12)

1.一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:
吹扫气进气口,用于接收吹扫气;
吹扫气进气管,与所述吹扫气进气口气路连接;
样气进气管,用于接收样气,并与所述吹扫气进气管气路连接,所述样气进气管延伸到所述吹扫气进气管内部,并与所述吹扫气进气管之间设有第一空隙,所述样气进气管通过所述第一空隙与所述吹扫气进气管气路连接。
2.根据权利要求1所述的监测装置,还包括:
第一空腔,气路连接于所述吹扫气进气口与所述吹扫气进气管之间。
3.根据权利要求1所述的监测装置,还包括:
出气管,与所述吹扫气进气管气路连接,用于排出所述样气和所述吹扫气;
散射腔,用于通过所述入射光和/或所述散射光,并与所述出气管气路连接。
4.根据权利要3所述的监测装置,还包括:
第二空腔,气路连接于与所述散射腔和所述出气管之间,所述吹扫气进气管伸入所述第二空腔的内部,并与所述第二空腔之间设有第二空隙,所述吹扫气从所述第二空隙通过。
5.根据权利要求3所述的监测装置,还包括:
光源,用于发射所述入射光;
散射光收光模组,用于接收所述散射光;
镜片吹扫腔,气路连接于所述吹扫气进气口和所述散射腔之间,所述光源和/或所述散射光收光模组至少一部分暴露于所述镜片吹扫腔。
6.根据权利要求5所述的监测装置,还包括:
吹扫腔盖,封闭所述镜片吹扫腔。
7.根据权利要求6所述的监测装置,其中,所述吹扫气进气口设置于所述镜片吹扫腔上。
8.根据权利要求5所述的监测装置,还包括:
消光结构,设置于所述光源和所述散射光收光模组之间,所述消光结构用于通过所述吹扫气,并阻断所述光源和所述散射光收光模组之间的杂散光传播。
9.一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:
吹扫气进气口,用于接收吹扫气;
散射腔,与所述吹扫气进气口气路连接,通过入射光光路和/或散射光光路;
出气管,与所述散射腔气路连接。
10.根据权利要求9所述的监测装置,还包括:
样气进气管,用于接收样气,并与所述出气管连接,所述散射腔在所述样气的下游位置与所述出气管气路连接。
11.一种激光前散射颗粒物监测装置,包括:
吹扫气进气口,用于接收吹扫气;
光源;
散射光收光模组;
镜片吹扫腔,与所述吹扫气进气口气路连接,所述光源和/或所述散射光收光模组的至少一部分暴露于所述镜片吹扫腔;
出气管,与所述镜片吹扫腔气路连接。
12.根据权利要求11所述的监测装置,还包括:
样气进气管,与所述出气管连接,用于接收样气,所述第四空腔在所述样气的下游位置与所述出气管气路连接。
CN201911157830.4A 2019-11-22 2019-11-22 一种激光前散射颗粒物监测装置 Pending CN111307677A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911157830.4A CN111307677A (zh) 2019-11-22 2019-11-22 一种激光前散射颗粒物监测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911157830.4A CN111307677A (zh) 2019-11-22 2019-11-22 一种激光前散射颗粒物监测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111307677A true CN111307677A (zh) 2020-06-19

Family

ID=71149549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911157830.4A Pending CN111307677A (zh) 2019-11-22 2019-11-22 一种激光前散射颗粒物监测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111307677A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486642A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 中船重工安谱(湖北)仪器有限公司 一种生物气溶胶分析仪气路系统

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101416045A (zh) * 2006-04-04 2009-04-22 Pcme有限公司 光束收集器
CN102331395A (zh) * 2010-07-13 2012-01-25 苏州工业园区鸿基洁净科技有限公司 激光传感器及应用此激光传感器的尘埃粒子计数器
CN102519850A (zh) * 2011-11-07 2012-06-27 南通大学 能实时检测微粒粒度及形状特征的光学传感器
CN103257108A (zh) * 2013-05-06 2013-08-21 许楷楠 气体光学测量仪器用的鞘气保护方法及装置
CN203414387U (zh) * 2013-08-14 2014-01-29 许楷楠 一种传感装置
CN205157380U (zh) * 2015-10-22 2016-04-13 惠州比亚迪实业有限公司 一种悬浮颗粒物检测装置
CN106323826A (zh) * 2016-11-15 2017-01-11 上海理工大学 一种超低排放烟尘监测装置及监测方法
CN106556556A (zh) * 2016-11-28 2017-04-05 华中科技大学 一种测量烟尘中颗粒的粒径和质量浓度的装置及方法
CN106769802A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 广东环凯微生物科技有限公司 一种低光底噪大流量尘埃粒子计数器光学传感器
CN107014720A (zh) * 2017-05-24 2017-08-04 浙江大学 一种颗粒粒度在线原位测量探针
CN206399778U (zh) * 2016-12-14 2017-08-11 北京市环境保护监测中心 光散射法大气颗粒物检测设备及其鞘气气路
CN107831099A (zh) * 2017-11-23 2018-03-23 北京是卓科技有限公司 空气颗粒物的检测装置及检测方法
CN207689323U (zh) * 2017-12-28 2018-08-03 深圳市翠云谷科技有限公司 一种气体颗粒物取样区气幕保护系统
CN109187296A (zh) * 2018-09-03 2019-01-11 海拉(厦门)电气有限公司 一种带自净化系统的激光pm2.5粉尘传感器
CN109655387A (zh) * 2018-12-20 2019-04-19 温州佳旭建设监理咨询有限公司 一种用于在建筑监理现场的粉尘监测装置
CN110132802A (zh) * 2019-05-07 2019-08-16 张家港谱析传感科技有限公司 一种粒径及粒子浓度在线检测装置及在线检测方法
CN209327165U (zh) * 2018-12-29 2019-08-30 徐州治鼎环境科技有限公司 一种低浓度烟尘测量装置
CN110220828A (zh) * 2019-06-25 2019-09-10 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种颗粒物监测仪

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101416045A (zh) * 2006-04-04 2009-04-22 Pcme有限公司 光束收集器
CN102331395A (zh) * 2010-07-13 2012-01-25 苏州工业园区鸿基洁净科技有限公司 激光传感器及应用此激光传感器的尘埃粒子计数器
CN102519850A (zh) * 2011-11-07 2012-06-27 南通大学 能实时检测微粒粒度及形状特征的光学传感器
CN103257108A (zh) * 2013-05-06 2013-08-21 许楷楠 气体光学测量仪器用的鞘气保护方法及装置
CN203414387U (zh) * 2013-08-14 2014-01-29 许楷楠 一种传感装置
CN205157380U (zh) * 2015-10-22 2016-04-13 惠州比亚迪实业有限公司 一种悬浮颗粒物检测装置
CN106323826A (zh) * 2016-11-15 2017-01-11 上海理工大学 一种超低排放烟尘监测装置及监测方法
CN106556556A (zh) * 2016-11-28 2017-04-05 华中科技大学 一种测量烟尘中颗粒的粒径和质量浓度的装置及方法
CN206399778U (zh) * 2016-12-14 2017-08-11 北京市环境保护监测中心 光散射法大气颗粒物检测设备及其鞘气气路
CN106769802A (zh) * 2016-12-21 2017-05-31 广东环凯微生物科技有限公司 一种低光底噪大流量尘埃粒子计数器光学传感器
CN107014720A (zh) * 2017-05-24 2017-08-04 浙江大学 一种颗粒粒度在线原位测量探针
CN107831099A (zh) * 2017-11-23 2018-03-23 北京是卓科技有限公司 空气颗粒物的检测装置及检测方法
CN207689323U (zh) * 2017-12-28 2018-08-03 深圳市翠云谷科技有限公司 一种气体颗粒物取样区气幕保护系统
CN109187296A (zh) * 2018-09-03 2019-01-11 海拉(厦门)电气有限公司 一种带自净化系统的激光pm2.5粉尘传感器
CN109655387A (zh) * 2018-12-20 2019-04-19 温州佳旭建设监理咨询有限公司 一种用于在建筑监理现场的粉尘监测装置
CN209327165U (zh) * 2018-12-29 2019-08-30 徐州治鼎环境科技有限公司 一种低浓度烟尘测量装置
CN110132802A (zh) * 2019-05-07 2019-08-16 张家港谱析传感科技有限公司 一种粒径及粒子浓度在线检测装置及在线检测方法
CN110220828A (zh) * 2019-06-25 2019-09-10 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种颗粒物监测仪

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486642A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 中船重工安谱(湖北)仪器有限公司 一种生物气溶胶分析仪气路系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102192898B (zh) 感烟探测器
CN100454349C (zh) 烟雾检测器的改进,尤其是管道烟雾检测器的改进
CN110132802B (zh) 一种粒径及粒子浓度在线检测装置及在线检测方法
JP5443787B2 (ja) 空気中の繊維を高精度でカウントする装置
CN105865997A (zh) 一种基于前向散射原理的大气扬尘浓度测量装置及方法
WO2012056641A1 (ja) ウィルス検出装置及びウィルス検出方法
CN109307647B (zh) 测量在用于车辆的,特别是用于机动车辆的,至少一个空气体积中的细颗粒物质的测量装置
US3787122A (en) Light scattering particle analyzer
KR20200033619A (ko) 미세먼지 감지 센서 어셈블리
JPH09257667A (ja) ダスト濃度測定装置
CN111307677A (zh) 一种激光前散射颗粒物监测装置
CN110018092A (zh) 一种燃气锅炉烟气颗粒物检测装置
CN211122432U (zh) 一种颗粒物检测器及具有其的检测系统
KR20190043507A (ko) 미세먼지 측정장치
US6476911B1 (en) Backscatter instrument for monitoring particulate levels in a gas stream
CN107576601B (zh) 适用于城市轨道交通场所的颗粒物在线检测及分析仪表
CN111220577B (zh) 气路保护式激光粉尘浓度检测装置及其自检方法
CN211877763U (zh) 一种光学气室探头及管道流动气体实时检测装置
CN210051664U (zh) 一种粒径及粒子浓度在线检测装置
KR102229060B1 (ko) 방오관을 갖는 광산란 측정장치
CN209961656U (zh) 基于多角度采集图像的粉尘浓度检测装置
CN111220576A (zh) 激光自检式粉尘浓度检测装置及其自检方法
US5852398A (en) Apparatus for indicating failure of an air filtration system in a diesel engine
JP2011002232A (ja) 光透過型分析計
JP5141419B2 (ja) すす濃度測定装置

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200619