CN1382972A - 单端不透明度法测尘方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种单端不透明度法测尘装置包括:一个激光源;一个分光片;一个参比探测器,位于分光片参比光路上;一个可移标定套,一个中间透镜;一个反射镜,置于烟尘采样部分后端部,并对准中间透镜;一个设置在烟尘采样部分前端的反射镜,位于反射镜的反射光路上;一个测量探测器,位于反射镜的反射光路上;以及一个控制电路,用于将参比探测器及测量探测器的所检测到的信号经放大处理后最终计算出烟尘浓度。本发明采用单端安装方式,光路出厂前已经校准,现场安装极为简便。此外,可完成仪器的零点与跨度的在线标定。

Description

单端不透明度法测尘方法及装置
技术领域
本发明涉及一种测尘装置，特别是一种不透明度法测尘方法及装置。
背景技术
传统的不透明度法测尘装置主要是激光穿透法测尘装置，其典型装置的结构如图1所示。
在该测尘装置中，激光发射端与接收端分别要安装在烟囱或烟道18两侧。激光发射端主要由激光源11、分光片12、参比探测器13组成，接收端主要由透镜14、测量探测器15及控制电路16组成。分光器用于将光源发出的光分为两路，一路直接照射在参比探测器上，此路光称为参比光；另一路光穿过烟气照射到接收端中的测量探测器上，此路光称为测量光。该装置的测量原理基于朗伯—比尔(Lambert-Beer)定理：即当一束单色光(如激光)穿过充满颗粒物(烟尘)的烟气时，其出射光强与入射光强满足
       I＝I0e-kcl    (1)式中：I--出射光强，
  I0--入射光强，
  k--与烟尘特性有关的常数，
  c--烟尘浓度，单位mg/m3，
  l--光程，单位m。
实际工作中，激光发射端与接收端配以各自的反吹风机17，以保持光学镜面的洁净。这种装置的缺点在于：1)安装过程中对光难度较大；2)无法实现在线零点标定与跨度标定。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以解决上述两个问题的不透明度法测尘方法及装置。
本发明是将传统技术中的激光发射端与接收端合为一体，组成烟尘测量分析部分，其分光技术及检测技术均与传统技术相似。与传统技术不同的是，增加了一段插入烟囱或烟道内部的烟尘采样部分。
根据本发明的一个方面，一种单端不透明度法测尘装置，包括：位于烟道外一侧的集激光发射、测量和分析为一体的烟尘测量分析部分；和位于烟道之中的烟尘采样部分；其中：一个反射镜，置于烟尘采样部分的右端，用于将测量光反射至烟尘测量分析部分；一个可移动标定套，沿测量光路左、右移动，以标定仪器的零点；一个中间透镜，置于烟尘采样部分的左端，用于阻止烟气进入烟尘的测量分析部分。
所述烟尘测量分析部分包括：一个激光源；用于生成激光光束；一个分光器，设置在激光源光路上，用于将激光束分成两束，一束为参比光，另一束为测量光；一个参比探测器，位于参比光路上；一个测量探测器，用于感受测量光经烟气吸收后的光强；一个控制电路，用于将参比探测器及测量探测器的所检测到的信号经放大处理后最终计算出烟尘浓度。
还包括一个传动机构，用于推动可移动标定套左右移动。
还包括一个标准吸光片插入、移出装置。
此外，支架连接反射镜和可移动标定套，使其成为一个整体。
此外，支架的两端通过气路形成两个气幕，用于保护中间透镜及反射镜不被烟尘所污染。
根据本发明的另一个方面，本发明的单端不透明度法测尘方法，包括：位于烟道外一侧的烟尘测量分析部分向位于烟道之中的烟尘采样部分发射作为测量光的激光；置于烟尘采样部分的右端的反射镜将上述测量光反射至烟尘测量分析部分；烟尘测量分析部分测量所述反射的测量光经烟气吸收后的光强；最后计算出烟尘浓度。
此外，将一个移动标定套向右延伸至烟尘采样部分右端，将测量光路封闭起来，然后用干净的空气充满封闭起来的光路，标定仪器的零点。
此外，用一个中间透镜阻止烟气进入烟尘的测量分析部分。
本发明的优点是，采用单端安装方式，光路出厂前已经校准，现场安装极为简便。此外，可完成装置零点与跨度的在线标定。
下面结合附图对本发明进行详细描述，以便于进一步了解本发明的上述目的、优点及特点。
附图说明
图1是传统激光穿透法测尘装置的示意图；
图2是本发明的单端不透明度法测尘装置的示意图。
具体实施方式
参见图2，单端不透明度法测尘装置，包括：位于烟道外一侧的集激光发射、测量和分析为一体的烟尘测量分析部分；和位于烟道之中的烟尘采样部分。
烟尘采样部分包括：一个反射镜205，置于烟尘采样部分的右端，用于将测量光反射至烟尘测量分析部分；一个可移动标定套209，沿测量光路平行移动，以标定仪器的零点；一个中间透镜204，置于烟尘采样部分的左端，用于阻止烟气进入烟尘的测量分析部分。
烟尘测量分析部分包括：一个激光源201；用于生成激光光束；一个分光器202，设置在激光源光路上，用于将激光束分成两束，一束为参比光，另一束为测量光；一个参比探测器203，位于参比光路上；一个测量探测器207，用于感受测量光经烟气吸收后的光强；一个控制电路208，用于将参比探测器203及测量探测器207的所检测到的信号经放大处理后最终计算出烟尘浓度。
此外，还设有：一个传动机构210，用于推动可移动标定套209沿测量光路平行移动；以及一个标准吸光片插入、移出装置211，将标准吸光片插入测量光路中，完成仪器的跨度标定。
此外，支架213连接烟尘采样部分右端的反射镜205和可移动标定套209，使其成为一个整体。为了保护透镜204和反射镜205的洁净度，在支架的两端通过气路形成两个气幕212，用于保护中间透镜204及反射镜205不被烟尘所污染。
本发明的单端不透明度法测尘方法，包括：位于烟道外一侧的烟尘测量分析部分向位于烟道之中的烟尘采样部分发射作为测量光的激光；置于烟尘采样部分的右端的反射镜将上述测量光反射至烟尘测量分析部分；烟尘测量分析部分测量所述反射的测量光经烟气吸收后的光强；最后计算出烟尘浓度。
下面结合图2说明本发明的工作流程。
激光源201发出的光束被分光器202分为两部分。一部分为参比光，直接被参比探测器203接收，从而得到(1)式中所述的入射光强I0信号。另一部分为测量光，测量光经中间透镜204，穿过充满烟尘的烟气，被置于烟尘采样部分右端部的反射镜205反射回烟气中，再次被烟尘吸收后，打到反射镜206上，被反射镜206反射到测量探测器207上被接收，从而得到(1)式中所述的出射光强I信号。控制电路208将参比探测器203及测量探测器207的所检测到的信号经放大后，按上式(1)处理后最终计算出烟尘浓度。装置在正常测量状态时，可移动标定套位于烟尘采样部分的左端。装置在线标定时，传动机构210推动可移动标定套209向右延伸至烟尘采样部分右端，将测量光路封闭起来，然后用干净的空气充满封闭起来的光路，标定仪器的零点。零点标定完后，标准吸光片插入移出装置211将标准吸光片插入测量光路中，完成仪器的跨度标定。跨度标定完成后，插入、移出装置211将标准吸光片移出测量光路，同时，传动机构210将可移动标定套209推回控头左端，装置进入正常测量状态。独特的气幕212设计，保障了中间透镜及反射镜面的洁净，实现仪器的连续在线监测。

Claims (9)

1、一种单端不透明度法测尘装置，包括：位于烟道外一侧的集激光发射、测量和分析为一体的烟尘测量分析部分；和位于烟道之中的烟尘采样部分；
其特征在于烟尘采样部分包括：
一个反射镜(205)，置于烟尘采样部分的右端，用于将测量光反射至烟尘测量分析部分；
一个可移动标定套(209)，沿测量光路左、右移动，以封闭测量光路，标定仪器零点；
一个中间透镜(204)，置于烟尘采样部分的左端，用于阻止烟气进入烟尘的测量分析部分。
2、根据权利要求1所述的单端不透明度法测尘装置，其中烟尘测量分析部分包括：
一个激光源(201)；用于生成激光光束；
一个分光器(202)，设置在激光源光路上，用于将激光束分成两束，一束为参比光，另一束为测量光；
一个参比探测器(203)，位于参比光路上；
一个测量探测器(207)，用于感受测量光经烟气吸收后的光强；
一个控制电路(208)，用于将参比探测器(203)及测量探测器(207)的所检测到的信号经放大处理后最终计算出烟尘浓度。
3、根据权利要求1所述的单端不透明度法测尘装置，其特征在于还包括：一个传动机构(210)，用于推动可移动标定套(209)左右移动。
4、根据权利要求1所述的单端不透明度法测尘装置，其特征在于还包括一个标准吸光片插入、移出装置(211)。
5、根据权利要求1所述的单端不透明度法测尘装置，其特征在于支架(213)连接反射镜(205)和可移动标定套(209)，使其成为一个整体。
6、根据权利要求4所述的单端不透明度法测尘装置，其特征在于支架(213)的两端通过气路形成两个气幕(212)，用于保护中间透镜(204)及反射镜(205)不被烟尘所污染。
7、一种单端不透明度法测尘方法，包括：
作为测量光的激光从位于烟道外一侧的烟尘测量分析部分向位于烟道之中的烟尘采样部分发射；
置于烟尘采样部分的右端的反射镜将上述测量光反射至烟尘测量分析部分；
烟尘测量分析部分测量所述反射的测量光经烟气吸收后的光强；
最后计算出烟尘浓度。
8、根据权利要求7所述的单端不透明度法测尘方法，还包括：将一个移动标定套向右延伸至烟尘采样部分右端，将测量光路封闭起来，然后用干净的空气充满封闭起来的光路，标定仪器的零点。
9、根据权利要求7所述的单端不透明度法测尘方法，还包括：用一个中间透镜阻止烟气进入烟尘的测量分析部分。
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