CN1959374A

CN1959374A - 粉尘浓度传感器

Info

Publication number: CN1959374A
Application number: CN 200610097850
Authority: CN
Inventors: 孙强; 孙超
Original assignee: FUYE TECH Co Ltd NANJING
Current assignee: FUYE TECH Co Ltd NANJING
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2007-05-09

Abstract

本发明粉尘浓度传感器涉及是一种对粉尘浓度进行长时间连续监测并即时显示粉尘浓度值，同时转成频率信号输出的传感器。结构由外壳、粉尘采样头、粉尘室、风机、光电接受装置组成；粉尘室装在外壳内，粉尘采样头设置在粉尘室一侧，风机安装在粉尘室另一侧，光电接受装置设置在粉尘室上部；粉尘采样头包括进气嘴、采样管、光源、分离器，进气嘴装在采样管前端，采样管固定在粉尘室上侧，分离器装在采样管内；光源装在分离器内部；在粉尘室相对于采样管另一侧安装有光陷；光电接收装置包括光源座、光源架、光源密封套、光电倍增管，光源座装在粉尘室上部，光源架装置在光源座上部，光源架内装有光电倍增管，光源密封套装在光电倍增管外部。

Description

粉尘浓度传感器

技术领域

本发明粉尘浓度传感器涉及是一种对粉尘浓度进行长时间连续监测并即时显示粉尘浓度值，同时转成频率信号输出的传感器，供安全监控系统使用，主要用于各种粉尘作业场所总粉尘连续监测，公共场所等环境监测。

背景技术

目前对于粉尘浓度的测量，主要采用粉尘采样器和直读式测尘仪。前者利用滤膜计重法原理：抽取一定体积的含尘空气，粉尘被捕集在滤膜上，根据滤膜上增加的粉尘质量，再利用公式计算出单位体积空气中的粉尘质量浓度，具有操作麻烦，粉尘浓度值要通过计算才能出来的缺点；后者利用间接方法如光散射、β源吸收等原理，利用采样器进行标定，可即时显示测量出粉尘浓度值来，但工作时间短，测量次数有限，不能够对粉尘连续监测，只能作为常规便携式测尘仪使用。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前粉尘浓度仪表不能即时显示和连续监测的问题，提供了一种粉尘浓度传感器，能够对粉尘浓度即时测量显示，并转换成频率信号输出，供安全监测系统使用，而且能够在粉尘环境条件下长时间连续工作。

粉尘浓度传感器是采取以下方案实现的：粉尘浓度传感器的结构由外壳、粉尘采样头、粉尘室、风机、光电接受装置组成。粉尘室装在外壳内，粉尘采样头设置在粉尘室一侧，风机安装在粉尘室另一侧，光电接受装置设置在粉尘室上部。外壳前侧设置有显示操作面板，显示操作面板上设有数码显示屏、工作状态指示灯、功能操作按键。

粉尘采样头包括进气嘴、采样管、光源、分离器，进气嘴装在采样管前端，采样管固定在粉尘室上侧，分离器装在采样管内。光源装在分离器内部。分离器具有进气盖，进气盖上设置有若干个进气孔。分离器前端设有光源安装座，光源可装在分离器前部光源安装座上，光源可采用激光光源。

粉尘室设有隔板，在粉尘室相对于采样管另一侧安装有光陷，光陷与发光源在同一轴线上。光陷设置有光吸收筒，光吸收筒内壁进行喷黑漆处理。

风机为叶轮式离心风机，风机装有无刷微型直流电机。风机进风管与粉尘室相连通，风机进风管连接有排尘管，将吸入粉尘室的粉尘排出。

光电接收装置包括光源座、光源架、光源密封套、光电倍增管。光源座装在粉尘室上部，光源架装置在光源座上部，光源架内装有光电倍增管，光源密封套装在光电倍增管外部。光源架下部设置有狭缝板，光源座与粉尘室连通。

工作原理：粉尘浓度传感器外部含尘空气在风机的吸引下进入粉尘采样头的进气嘴，经分离器遮掉外部光线进入粉尘室(暗室)。在粉尘室(暗室)内，光源发出的平行光与受光部的视野成直角交叉构成灵敏区，粉尘通过灵敏区时，其90℃方向散射光透过狭缝射进来由光电倍增管接收并转换成光电流，经与粉尘浓度传感器相配置的传感器检测电子线路中的光电流积分电路转换成与散射光成正比的电信号，通过放大电路和A/D转换电路输入单片机，单片机计算出粉尘的质量浓度，并显示操作面板上设有数码显示屏显示和信号输出。

粉尘浓度传感器设计合理，结构紧凑，采用无刷微型直流电机、离心风机组成的抽气系统，连续不断地在暗室中形成浮游粉尘。利用在粉尘性质一定的条件下，给暗室里的浮游粉尘照射光时，粉尘的散射光强正比于质量浓度的原理，将散射光强度转换成电信号，从而计算出粉尘的相对质量浓度。通过预置K值可直接计算出粉尘的质量浓度，计算出的粉尘质量浓度通过数码管直接显示并转换成频率信号输出，供矿井监测系统或其他监控系统使用。其测量快速准确、灵敏度高、性能稳定、可预置K值、直接显示并输出粉尘质量浓度。

本发明的有益效果是：

1、测量范围大：0.1mg/m³～1000mg/m³；

2、兼容性强：可接入各类煤矿安全监控系统，利于粉尘浓度的监测管理；

3、防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志：ExibI，可使用在含有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下；

4、免维护功能：本产品长期使用不用除尘维护，减轻用户工作量；

5、电机工作寿命长：电机采用进口新型微电机，连续工作时间在三年以上；

6、超限报警：具有粉尘浓度超限报警功能；

7、适用性广：适用于各种粉尘监测，即时显示测量值，并输出标准频率信号；

8、外形美观体积小，操作方便，性能稳定，技术指标达到国际标准。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明。

图1是粉尘浓度传感器结构示意图。

图2是粉尘浓度传感器的显示操作面板示意图。

附图中编号：1.隔板、2.风机、3.微型直流电机、4.光陷、5.光吸收筒、6.光源密封套、7.光电倍增管、8.光源架、9.狭缝板、10.光源座、11.分离器、12.光源、13.光源安装座、14.进气嘴、15.进气盖、16.采样管、17.外壳、18.粉尘室、19.显示操作面板、20.数码显示屏、21.工作状态指示灯、22.功能操作按键。

具体实施方式

参照附图1、2，粉尘浓度传感器的结构由外壳17、粉尘采样头、粉尘室18、风机2、光电接受装置组成。粉尘室18装在外壳17内，粉尘采样头设置在粉尘室18一侧，风机2安装在粉尘室另一侧，光电接受装置设置在粉尘室18上部。外壳17前侧设置有显示操作面板19，显示操作面板19上设有数码显示屏20、工作状态指示灯21、功能操作按键22。

粉尘采样头包括进气嘴14、采样管16、光源12、分离器11，进气嘴14装在采样管16前端，采样管16固定在粉尘室18上侧，分离器11装在采样管16内。光源12装在分离器内部。分离器11具有进气盖15，进气盖15上设置有若干个进气孔。分离器11前端设有光源安装座13，光源12装在分离器前部光源安装座13上，光源12可采用激光光源。

粉尘室18设有隔板1，在粉尘室18相对于采样管16另一侧安装有光陷4，光陷4与光源12在同一轴线上。光陷4设置有光吸收筒5，光吸收筒5内壁进行喷黑漆处理。

风机2为叶轮式离心风机，风机2装有无刷微型直流电机3。风机2进风管与粉尘室18相连通，风机2进风管连接有排尘管，将吸入粉尘室18的粉尘排出。

光电接收装置包括光源座10、光源架8、光源密封套6、光电倍增管7。光源座10装在粉尘室18上部，光源架8装置在光源座10上部，光源架8内装有光电倍增管7，光源密封套6装在光电倍增管7外部。光源架8下部设置有狭缝板9，狭缝板9上设有透光狭缝，光源座10与粉尘室18连通。

Claims

1、一种粉尘浓度传感器，其特征在于结构由外壳、粉尘采样头、粉尘室、风机、光电接受装置组成；粉尘室装在外壳内，粉尘采样头设置在粉尘室一侧，风机安装在粉尘室另一侧，光电接受装置设置在粉尘室上部；

粉尘采样头包括进气嘴、采样管、光源、分离器，进气嘴装在采样管前端，采样管固定在粉尘室上侧，分离器装在采样管内；光源装在分离器内部；在粉尘室相对于采样管另一侧安装有光陷；

光电接收装置包括光源座、光源架、光源密封套、光电倍增管，光源座装在粉尘室上部，光源架装置在光源座上部，光源架内装有光电倍增管，光源密封套装在光电倍增管外部，光源架下部设置有狭缝板，光源座与粉尘室连通。

2、根据权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于外壳前侧设置有显示操作面板，显示操作面板上设有数码显示屏、工作状态指示灯、功能操作按键。

3、根据权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于分离器具有进气盖，进气盖上设置有若干个进气孔。

4、根据权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于分离器前端设有光源安装座，光源装在分离器前部光源安装座上。

5、根据权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于粉尘室设有隔板。

6、根据权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于光陷与光源在同一轴线上，光陷设置有光吸收筒，光吸收筒内壁进行喷黑漆处理。

7、根据权利要求1所述的粉尘浓度传感器，其特征在于风机为叶轮式离心风机，风机装有无刷微型直流电机，风机进风管与粉尘室相连通，风机进风管连接有排尘管。