CN112014283B - 直读式粉尘浓度测量仪的光路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其包括光路接头、光路塞头、光束发射器，其中光路接头包括接头本体、光束导出管，光束导出管的出光束端面由外向内倾斜设置，出光束端面阻挡射出光束向定位在检测盒上的光束接收器折射；光路塞头包括塞头本体、塞盖，塞头本体内部形成光路通道，光路通道的内径自内端部向外端部逐段变大，并形成多段分体通道，其中每相邻两段分体通道形成一阶梯，塞盖闭合在光路通道的外端部。本发明一方面通过光束导出管的出光束端面倾斜设置，阻挡射出光束向定位在检测盒上的光束接收器折射；另一方面通过阶梯状且逐级变化的光路通道的内径，逐步吸收进入光路通道内光束造成的折射和反射，确保检测的准确性。

Description

直读式粉尘浓度测量仪的光路系统

技术领域

本发明属于粉尘浓度测量领域，具体涉及一种直读式粉尘浓度测量仪的光路系统。

背景技术

众所周知，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。同时，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。

目前，市场上也出现很多种直读式粉尘浓度测量仪，现场进行气体采样，并在采样通道的一侧通过光束的照射，若气体中存在粉尘颗粒，就会产生光的折射或反射，此时，通过接受到光的折射或反射信号，可判断出气体中粉尘颗粒的含量，进而得出检测结果。

然而，现有的光束发射器都是通过光路接头连接在检测盒上，其中光路接头与检测盒可拆卸连接，同时光路接头与检测盒中检测气体流向垂直设置，而且光路接头的出光束端面是垂直检测盒底面的平面，光束自出光束端面射出并直射至检测气体上。

显然，上述的光路接头存在一个明显的缺陷，那就是，由于光束自出光束端面射出时，难免会有一些光束会在端面向光束接收器的折射，这样一来， 折射光束和被粉尘颗粒折射或反射均被光束接收器接收，因此，检测结果存在一定的偏差。

再加上，现有的光束发射器都是通过光路接头连接在检测盒上，同时在检测盒相对侧对应设有一个光路塞头，以防止外界光线射入，造成光束干扰，然而，普通的塞头，由于存在一定的光路反射或折射，无法完全吸收自光束发射器射出的光线，这样一来，还会存在一定的干扰概率，进而影响检测的准确度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改进的直读式粉尘浓度测量仪的光路系统。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其包括可拆卸地连接在检测盒所形成检测区域相对两侧的光路接头、光路塞头、以及设置在光路接头上的光束发射器，其中光路接头包括与测量仪的检测盒可拆卸连接的接头本体、设置在接头本体端部的光束导出管，光束发射器可拆卸地安装在接头本体内；光路塞头包括与测量仪的检测盒可拆卸连接的塞头本体、设置在塞头本体端部的塞盖，其中塞头本体内部形成与检测盒所形成的检测区连通的光路通道，自光路接头的光束导出管射出的光束穿过检测区进入光路通道，特别是，光束发射器的光束射出部位与光束导出管对齐，且光束导出管的出光束端面由外向内倾斜设置，当光束导出管与检测盒定位时，出光束端面的前端部能够阻挡射出光束向定位在检测盒上的光束接收器折射；光路通道的内径自内端部向外端部逐段变大，并形成多段分体通道，其中每相邻两段分体通道形成一阶梯，所述塞盖闭合在光路通道的外端部，塞头本体自光路通道内端部连接在检测盒上。

优选地，光束端面与水平面形成的夹角为锐角。

具体的，光束端面与水平面形成的夹角为30~60°。本例中为45°。此时，最佳的防折射光束的输出，而且也便于实际加工。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，光束接收器位于检测盒所形成检测区域的上方，光束导出管与检测盒定位时，光束接收器位于光束导出管侧上方，且出光束端面自上而下由外向内倾斜设置。这样一来，自光束导出管端面向上折射的光束被阻挡，进而降低检测误差。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，接头本体外周设有外螺纹，检测盒上对应设有螺纹孔和穿插孔，接头本体与螺纹孔相螺纹配合连接，光束导出管自穿插孔伸入检测盒所形成的检测区。采用螺纹配合一方面是便于组装和更换，另一方面便于定位后出光束端面和光束接收器的角度控制，确保自光束导出管端面向上折射的光束被阻挡。

在此，需要说明的是：当接头本体与螺纹孔配合定位时，接头本体的端面是抵触在检测盒上，也就是说，通过螺距的设定，直到接头本体无法转动时，说明已经安装到位，此时的，光束接收器位于光束导出管侧上方，且出光束端面自上而下由外向内倾斜设置。

优选地，接头本体内部形成有安装腔，光束发射器插接式的塞入安装腔中。便于光束发射器组装和拆卸。

进一步的，光束发射器远离光束射出部位的端部冒出接头本体外。这样更容易实施光束发射器组装和拆卸。

更进一步的，光路接头还包括用于将光束发射器冒出端部与接头本体相固定连接的连接帽。防止光束发射器相对光路接头的乱动。

具体的，连接帽为常规的螺帽，且具有两组内螺纹，一组与接头本体外周螺纹配合；另一组与光束发射器的外露端部螺纹配合。

此外，光束导出管、检测盒、及接头本体的表面均呈黑色。不仅防止外界光线对光束的干扰，而且能够有效地防止光束的散射，进而确保检测结果的准确度。

优选地，光束发射器的光束射出部位的中心与光束导出管的中心对齐。这样光束射出的角度最佳，更利于检测检测结果的准确性。

优选地，光路通道内端部所对应的分体通道的内径大于光束导出管的内径。这样才能够保证射出的光线不会反射或折射检测区，造成检测结果的误差。

进一步的，光路通道内端部所对应的分体通道的内径为光束导出管内径的1.5~3倍。此时，所形成的检测效果最佳。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，每段分体通道均为柱形孔状。不仅便于加工成型，而且逐级吸收，大幅度降低光束折射或反射至检测区的可能性。

优选地，多个柱形孔状的中心共线，且每相邻两段分体通道的内径之差相等。这样吸收光束的效果最佳。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，光路塞头还包括设置在塞盖内壁且能够将光路通道的外端部封堵的绒布。通过绒布吸收光束，大幅度降低光束折射或反射至检测区的可能性。

优选地，绒布的绒毛面朝向光路通道内。此时，吸收光束的效果最佳。

进一步的，绒布、塞盖的表面、及塞头本体的表面均为黑色。不仅防止外界光线对光束的干扰，而且能够有效地防止光束的散射，进而确保检测结果的准确度。

此外，塞头本体内端部的外周设有螺纹，塞头本体和所述检测盒通过螺纹可拆卸连接。

优选地，塞头本体外端部的外周设有螺纹，塞盖和塞头本体通过螺纹可拆卸连接，且塞盖的外轮廓与塞头本体的外轮廓齐平设置。不仅组装和拆卸方便，而且外形美观。

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：

本发明一方面通过光束导出管的出光束端面倾斜设置，阻挡射出光束向定位在检测盒上的光束接收器折射；另一方面通过阶梯状且逐级变化的光路通道的内径，逐步吸收进入光路通道内光束造成的折射和反射，进而降低折射和反射对检测光束造成的干扰，提高检测结果的准确性，同时，结构简单实施方便，且成本低。

附图说明

图1为本发明光路接头安装在检测盒上的主视示意图；

图2为图1中A-A向剖视示意图；

图3为图1中B-B向剖视示意图；

图4为本发明的光路接头的主视示意图；

其中：1、检测盒；1a、螺纹孔；1b、穿插孔；

2、光路接头；20、接头本体；a、螺纹；21、光束导出管；m、出光束端面；22、连接帽；

3、光束发射器；30、光束射出部位；b、螺纹；

4、光路塞头；40、塞头本体；400、光路通道；t、分体通道；j、阶梯；41、塞盖；42、绒布；

5、光束接收器。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图与具体实施方式对本发明做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1至图3所示，直读式粉尘浓度测量仪，其包括检测盒1、拆卸在检测盒1上的光路接头2和光束发射器3、设置在光路接头2相对侧的光路塞头4、以及设置在检测盒1所形成检测区上方的光束接收器5。

光路接头2包括与测量仪的检测盒1可拆卸连接的接头本体20、设置在接头本体20端部的光束导出管21。

本例中，接头本体20内部形成有安装腔，光束发射器3插接式的塞入安装腔中。便于光束发射器组装和拆卸。

光束发射器3远离光束射出部位30的端部冒出接头本体20外，光路接头2还包括用于将光束发射器3冒出端部与接头本体20相固定连接的连接帽22。这样更容易实施光束发射器组装和拆卸，而且能够防止光束发射器相对光路接头的乱动。

本例中，接头本体20外周设有螺纹a，检测盒1上对应设有螺纹孔1a和穿插孔1b，接头本体20与螺纹孔1a相螺纹配合连接，光束导出管21自穿插孔1b伸入检测盒所形成的检测区。

光束导出管21的出光束端面m由外向内倾斜设置，当光束导出管21与检测盒1定位时，出光束端面m的前端部能够阻挡射出光束向定位在检测盒1上的光束接收器5折射。

结合图4所示，出光束端面m与水平面形成的夹角为30~60°。本例中为45°。此时，最佳的防折射光束的输出，而且也便于实际加工。

连接帽22为常规的螺帽，且具有两组内螺纹，一组与接头本体20外周螺纹a配合；另一组与光束发射器3的外露端部螺纹b配合。

光束发射器3的光束射出部位30的中心与光束导出管21的中心对齐。这样光束射出的角度最佳，更利于检测检测结果的准确性。

本例中，光束导出管21与检测盒1定位时，光束接收器5位于光束导出管21侧上方，且出光束端面m自上而下由外向内倾斜设置。这样一来，自光束导出管端面向上折射的光束被阻挡，进而降低检测误差。

在此，需要说明的是：当接头本体与螺纹孔配合定位时，接头本体的端面是抵触在检测盒上，也就是说，通过螺距的设定，直到接头本体无法转动时，说明已经安装到位，此时的，光束接收器位于光束导出管侧上方，且出光束端面自上而下由外向内倾斜设置。

此外，光束导出管21、检测盒1、及接头本体20的表面均呈黑色。不仅防止外界光线对光束的干扰，而且能够有效地防止光束的散射，进而确保检测结果的准确度。

因此，本实施例的光路接头设置，其具有以下优势：

1）、通过光束导出管的出光束端面倾斜设置，阻挡射出光束向定位在检测盒上的光束接收器折射，提高粉尘浓度检测的准确性，同时，结构简单实施方便，且成本低。

2）、通过螺纹配合方式，确保光路接头安装到位时，出光束端面自上而下由外向内倾斜设置，进而方便各个部件的组装。

3）、光路接头表面都是黑色，不仅防止外界光线对光束的干扰，而且能够有效地防止光束的散射，进而确保检测结果的准确度。

再次结合图2所示，光路塞头4包括与测量仪的检测盒1可拆卸连接的塞头本体40、设置在塞头本体40端部的塞盖41，其中塞头本体40内部形成与检测盒所形成的检测区连通的光路通道400，自光路接头2的光束导出管21射出的光束穿过检测区进入光路通道400。

本例中，光路通道400的内径自内端部向外端部逐段变大，并形成多段分体通道t，其中每相邻两段分体通道t形成一阶梯j，塞盖41闭合在光路通道400的外端部，塞头本体40自光路通道400内端部连接在检测盒1上。

光路通道400内端部所对应的分体通道t的内径大于光束导出管21的内径。

具体的，光路通道400内端部所对应的分体通道t的内径为光束导出管21内径的2倍。此时，所形成的检测效果最佳，而且保证射出的光线不会反射或折射检测区，造成检测结果的误差。

本例中，每段分体通道t均为柱形孔状。不仅便于加工成型，而且逐级吸收，大幅度降低光束折射或反射至检测区的可能性。

多个柱形孔状的中心共线，且每相邻两段分体通道t的内径之差相等。这样吸收光束的效果最佳。

光路塞头4还包括设置在塞盖41内壁且能够将光路通道400的外端部封堵的绒布42。通过绒布吸收光束，大幅度降低光束折射或反射至检测区的可能性。

绒布42的绒毛面朝向光路通道400内。此时，吸收光束的效果最佳。

本例中，绒布42、塞盖41的表面、及塞头本体40的表面均为黑色。不仅防止外界光线对光束的干扰，而且能够有效地防止光束的散射，进而确保检测结果的准确度。

此外，塞头本体40内端部的外周设有螺纹，塞头本体40和检测盒1通过螺纹可拆卸连接。

塞头本体40外端部的外周设有螺纹，塞盖41和塞头本体40通过螺纹可拆卸连接，且塞盖41的外轮廓与塞头本体40的外轮廓齐平设置。不仅组装和拆卸方便，而且外形美观。

因此，本实施例的光路塞头4，其具有以下优势：

1）、通过阶梯状且逐级变化的光路通道的内径，逐步吸收进入光路通道内光束造成的折射和反射，进而降低折射和反射对检测光束造成的干扰，提高检测结果的准确性，同时，结构简单实施方便，且成本低；

2）、绒布、塞盖的表面、及塞头本体的表面均为黑色，不仅防止外界光线对光束的干扰，而且能够有效地防止光束的散射，进而确保检测结果的准确度；

3）、通过螺纹配合方式，进而方便各个部件的组装。

综上，本发明一方面通过光束导出管的出光束端面倾斜设置，阻挡射出光束向定位在检测盒上的光束接收器折射；另一方面通过阶梯状且逐级变化的光路通道的内径，逐步吸收进入光路通道内光束造成的折射和反射，进而降低折射和反射对检测光束造成的干扰，提高检测结果的准确性，同时，结构简单实施方便，且成本低。

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 (8)

1.一种直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其包括可拆卸地连接在检测盒所形成检测区域相对两侧的光路接头、光路塞头、以及设置在所述光路接头上的光束发射器，其中所述光路接头包括与测量仪的检测盒可拆卸连接的接头本体、设置在所述接头本体端部的光束导出管，所述光束发射器可拆卸地安装在所述接头本体内；所述光路塞头包括与测量仪的检测盒可拆卸连接的塞头本体、设置在所述塞头本体端部的塞盖，其中所述塞头本体内部形成与检测盒所形成的检测区连通的光路通道，自所述光路接头的光束导出管射出的光束穿过检测区进入所述光路通道，其特征在于：光束接收器位于所述检测盒所形成检测区域的上方，所述接头本体外周设有外螺纹，所述检测盒上对应设有螺纹孔和穿插孔，所述接头本体与所述螺纹孔相螺纹配合连接，当接头本体与螺纹孔配合定位时，接头本体的端面是抵触在检测盒上；所述光束发射器的光束射出部位与所述光束导出管对齐，且所述光束导出管的出光束端面由外向内倾斜设置，当所述光束导出管与所述检测盒定位时，所述出光束端面的前端部能够阻挡射出光束向定位在所述检测盒上的光束接收器折射；所述光路通道的内径自内端部向外端部逐段变大，并形成多段分体通道，其中每相邻两段所述分体通道形成一阶梯，所述塞盖闭合在所述光路通道的外端部，所述塞头本体自所述光路通道内端部连接在所述检测盒上；所述光路塞头还包括设置在所述塞盖内壁且能够将所述光路通道的外端部封堵的绒布，所述绒布的绒毛面朝向所述光路通道内，且绒布、塞盖的表面、塞头本体、光束导出管、检测盒及接头本体的表面均为黑色。

2.根据权利要求1所述的直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其特征在于：所述出光束端面与水平面形成的夹角为锐角。

3.根据权利要求1所述的直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其特征在于：所述光束导出管与所述检测盒定位时，所述光束接收器位于所述光束导出管侧上方，且所述出光束端面自上而下由外向内倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其特征在于：所述光束导出管自所述穿插孔伸入所述检测盒所形成的检测区。

5.根据权利要求4所述的直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其特征在于：所述接头本体内部形成有安装腔，所述光束发射器插接式的塞入所述安装腔中，且所述光束发射器远离光束射出部位的端部冒出所述接头本体外，所述光路接头还包括用于将所述光束发射器冒出端部与所述接头本体相固定连接的连接帽。

6.根据权利要求1所述的直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其特征在于：所述光束发射器的光束射出部位的中心与所述光束导出管的中心对齐。

7.根据权利要求1所述的直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其特征在于：所述光路通道内端部所对应的所述分体通道的内径大于所述光束导出管的内径。

8.根据权利要求1所述的直读式粉尘浓度测量仪的光路系统，其特征在于：每段所述分体通道均为柱形孔状，多个柱形孔状的中心共线，且每相邻两段所述分体通道的内径之差相等。