CN112540031A - 一种粉尘测量反馈系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉尘测量反馈系统，包括激光发射传输单元、粉尘测量传输单元、检测单元和测量输出单元，激光发射传输单元与粉尘测量传输单元对应，检测单元检测粉尘测量传输单元以及激光发射传输单元的测量数据，测量输出单元与检测单元通信连接，激光发射传输单元包括激光发射器、激光分束组件、光发射天线、相位调节器和耦合器，粉尘测量传输单元包括折射平面和反射平面，检测单元包括控制器、光电探测器、甲醛传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器和粉尘传感器。本发明属于粉尘测量技术领域，具体是一种安全性好、精度高，可实现远程测量粉尘浓度，同时可对空气质量进行检测，方便实时观察检测数据的粉尘测量反馈系统。
Description
技术领域
本发明属于粉尘测量技术领域，具体是指一种粉尘测量反馈系统。
背景技术
随着中国经济的快速发展，环境问题日益突出，现有粉尘检测、监测设备 面临严峻的考验：超低排放对检测设备的精度灵敏度和稳定性都提出了更高的 要求，并且烟气湿度增大后粉尘测量的难度大大增加。
传统的粉尘监测方法大多采用光吸收法，光散射法或β射线法。其中，光 吸收法通过测量光波通过粉尘后的吸收量反推粉尘浓度，光散射法测量光照射 到粉尘颗粒后发生的后向散射强度，利用Mie散射理论，计算粉尘浓度。这两 种方法要求烟气中的湿度较低，所以传统的光吸收法跟光散射法并不适用于湿 烟气中的粉尘测量。而β射线法通过测量粉尘粒子吸收β射线的量进而计算粉 尘浓度，此方法不能够连续测量，无法实现监测的目的。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种安全性好、精度 高，可实现远程测量粉尘浓度，同时可对空气质量进行检测，方便实时观察检 测数据的粉尘测量反馈系统。
本发明采取的技术方案如下：本发明一种粉尘测量反馈系统，包括激光发 射传输单元、粉尘测量传输单元、检测单元和测量输出单元，所述激光发射传 输单元与粉尘测量传输单元对应，所述检测单元检测粉尘测量传输单元以及激 光发射传输单元的测量数据，所述测量输出单元与检测单元通信连接；所述激 光发射传输单元包括激光发射器、激光分束组件、光发射天线、相位调节器和 耦合器，所述粉尘测量传输单元包括折射平面和反射平面，所述检测单元包括 控制器、光电探测器、甲醛传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器和粉尘 传感器，所述光电探测器、甲醛传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器和粉尘传感器均与控制器连接，所述测量输出单元包括通信单元、智能终端和云 服务器，所述控制器内设有通信模块，所述智能终端通过通信单元与控制器的 通信模块连接实现数据的传输，所述通信单元还与云服务器连接实现数据的上 传。
进一步地，所述激光发射传输单元还包括准直器，所述准直器设有多组， 所述准直器使激光最大效率的耦合并扩束。
进一步地，所述折射平面包括第一折射平面和第二折射平面，所述第一折 射平面和第二折射平面之间形成测量区域，所述激光发射器发射激光后经过耦 合器耦合后经光发射天线传输至准直器内扩束，之后经第一折射平面进入所述 测量区域，再经第二折射平面折射和反射平面全反射，然后反向通过准直器缩 束后经光发射天线传输至耦合器，通过耦合器的输出端耦合后进入光电探测 器。
进一步地，所述第一折射平面和第二折射平面不平行设置。
进一步地，所述甲醛传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器和粉尘传 感器均设于测量区域内。
进一步地，所述光发射天线设有多组与激光分束组件配合，所述激光发射 器可以发出多路激光，所述相位调节器调节多路激光的相位可使得多路激光存 在固定的相位差，同时所述相位调节器可改变多路激光的相位得到不同方向的 探测结果，最后可得到全方位的激光探测结果。
进一步地，所述折射平面为三棱镜。
进一步地，所述智能终端包括智能手机、电脑。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种粉尘测量反馈系 统，安全性好、精度高，可实现远程测量粉尘浓度，同时可对空气质量进行 检测，方便实时观察检测数据。
附图说明
图1为本发明一种粉尘测量反馈系统的整体结构示意图。
其中，1、激光发射传输单元，2、粉尘测量传输单元，3、检测单元，4、 测量输出单元，5、激光发射器，6、激光分束组件，7、光发射天线，8、相位 调节器，9、耦合器，10、控制器，11、光电探测器，12、甲醛传感器，13、 二氧化碳传感器，14、二氧化硫传感器，15、粉尘传感器，16、通信单元， 17、智能终端，18、云服务器，19、准直器，20、折射平面，21、反射平面。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发 明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一种粉尘测量反馈系统，包括激光发射传输单元1、 粉尘测量传输单元2、检测单元3和测量输出单元4，所述激光发射传输单元 1与粉尘测量传输单元2对应，所述检测单元3检测粉尘测量传输单元2以及 激光发射传输单元1的测量数据，所述测量输出单元4与检测单元3通信连 接；所述激光发射传输单元1包括激光发射器5、激光分束组件6、光发射天 线7、相位调节器8和耦合器9，所述粉尘测量传输单元2包括折射平面20和 反射平面21，所述检测单元3包括控制器10、光电探测器11、甲醛传感器 12、二氧化碳传感器13、二氧化硫传感器14和粉尘传感器15，所述光电探测 器11、甲醛传感器12、二氧化碳传感器13、二氧化硫传感器14和粉尘传感器 15均与控制器10连接，所述测量输出单元4包括通信单元16、智能终端17 和云服务器18，所述控制器10内设有通信模块，所述智能终端17通过通信单 元16与控制器10的通信模块连接实现数据的传输，所述通信单元16还与云服务器18连接实现数据的上传。
其中，所述激光发射传输单元1还包括准直器19，所述准直器19设有多 组，所述准直器19使激光最大效率的耦合并扩束；所述折射平面20包括第一 折射平面和第二折射平面，所述第一折射平面和第二折射平面之间形成测量区 域，所述激光发射器5发射激光后经过耦合器9耦合后经光发射天线7传输至 准直器19内扩束，之后经第一折射平面进入所述测量区域，再经第二折射平 面折射和反射平面全反射，然后反向通过准直器19缩束后经光发射天线7传 输至耦合器9，通过耦合器9的输出端耦合后进入光电探测器11；所述第一折 射平面和第二折射平面不平行设置；所述甲醛传感器12、二氧化碳传感器 13、二氧化硫传感器14和粉尘传感器15均设于测量区域内；所述光发射天线 7设有多组与激光分束组件6配合，所述激光发射器5可以发出多路激光，所 述相位调节器8调节多路激光的相位可使得多路激光存在固定的相位差，同时 所述相位调节器8可改变多路激光的相位得到不同方向的探测结果，最后可得 到全方位的激光探测结果；所述折射平面为三棱镜；所述智能终端17包括智 能手机、电脑。
具体使用时，激光发射器5与多组光发射天线7配合可以发出多路激光， 相位调节器8调节多路激光的相位可使得多路激光存在固定的相位差，同时相 位调节器8可改变多路激光的相位得到不同方向的探测结果，最后可得到全方 位的激光探测结果，激光发射器5发射激光后经过耦合器9耦合后经光发射天 线7传输至准直器19内扩束，之后经第一折射平面进入所述测量区域，再经 第二折射平面折射和反射平面全反射，然后反向通过准直器19缩束后经光发 射天线7传输至耦合器9，通过耦合器9的输出端耦合后进入光电探测器11， 光电探测器11可对光线进行计算得到相应的粉尘浓度测量数值，通过准直器 19对激光进行扩束，可以提高测量区域的截面积，采用耦合器9耦合可以使输 入光与输出光分离，折射平面和反射平面可实现对被测路径粉尘浓度的单一测 量，提高测量的准确度，另外光电探测器11、甲醛传感器12、二氧化碳传感 器13、二氧化硫传感器14和粉尘传感器15还能监测探测区域的空气质量，并 可与智能终端17上实时观察记录，方便监测反馈。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些 实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列 要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列 出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要 素。
Claims (8)
1.一种粉尘测量反馈系统，其特征在于：包括激光发射传输单元、粉尘测量传输单元、检测单元和测量输出单元，所述激光发射传输单元与粉尘测量传输单元对应，所述检测单元检测粉尘测量传输单元以及激光发射传输单元的测量数据，所述测量输出单元与检测单元通信连接；所述激光发射传输单元包括激光发射器、激光分束组件、光发射天线、相位调节器和耦合器，所述粉尘测量传输单元包括折射平面和反射平面，所述检测单元包括控制器、光电探测器、甲醛传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器和粉尘传感器，所述光电探测器、甲醛传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器和粉尘传感器均与控制器连接，所述测量输出单元包括通信单元、智能终端和云服务器，所述控制器内设有通信模块，所述智能终端通过通信单元与控制器的通信模块连接实现数据的传输，所述通信单元还与云服务器连接实现数据的上传。
2.根据权利要求1所述的一种粉尘测量反馈系统，其特征在于：所述激光发射传输单元还包括准直器，所述准直器设有多组，所述准直器使激光最大效率的耦合并扩束。
3.根据权利要求2所述的一种粉尘测量反馈系统，其特征在于：所述折射平面包括第一折射平面和第二折射平面，所述第一折射平面和第二折射平面之间形成测量区域，所述激光发射器发射激光后经过耦合器耦合后经光发射天线传输至准直器内扩束，之后经第一折射平面进入所述测量区域，再经第二折射平面折射和反射平面全反射，然后反向通过准直器缩束后经光发射天线传输至耦合器，通过耦合器的输出端耦合后进入光电探测器。
4.根据权利要求3所述的一种粉尘测量反馈系统，其特征在于：所述第一折射平面和第二折射平面不平行设置。
5.根据权利要求3所述的一种粉尘测量反馈系统，其特征在于：所述甲醛传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器和粉尘传感器均设于测量区域内。
6.根据权利要求1所述的一种粉尘测量反馈系统，其特征在于：所述光发射天线设有多组与激光分束组件配合，所述激光发射器可以发出多路激光，所述相位调节器调节多路激光的相位可使得多路激光存在固定的相位差，同时所述相位调节器可改变多路激光的相位得到不同方向的探测结果，最后可得到全方位的激光探测结果。
7.根据权利要求1所述的一种粉尘测量反馈系统，其特征在于：所述折射平面为三棱镜。
8.根据权利要求1所述的一种粉尘测量反馈系统，其特征在于：所述智能终端包括智能手机、电脑。
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