CN207336308U - 一种光学后散射油烟浓度监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光学后散射油烟浓度监测仪，包括壳体和设置在壳体内的检测光发射装置和检测光接收装置，还包括与检测光接收装置连接的油烟浓度转换模块，所述壳体同一侧设有防护窗口和信号采集窗口，所述防护窗口设置在信号采集窗口的上方，所述检测光发射装置包括光源和准直透镜，光源设置在准直透镜一侧，准直透镜另一侧与防护窗口相对应；所述检测光接收装置包括测量光学模块、光敏传感器，所述测量光学模块一侧对着信号采集窗口，另一侧设有光敏传感器；油烟浓度转换模块与光敏传感器连接。本实用新型的监测仪结构简单，使用方便，通过非接触测量方法进行无损测量，测量速度快，寿命长、性能可靠、运行维护成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种油烟浓度监测仪，特别是涉及一种光学后散射油烟浓度监测仪。
背景技术
近年来，随着我国国民经济水平的不断发展和提高，饮食行业油烟污染已经成为城市环境污染的一大问题，城市餐厅、烧烤产生的油烟也是空气质量恶化、PM2.5指数攀升的重要原因。
统计数据表明：2004年我食用油消费量1560万吨，2010年食用油消费量达到2000万吨，这些油在烹饪过程中产生大量的油烟是造成城市空气污染的主要来源。其排放的大气污染物主要为气、液和固三相组成的气溶胶，其中含有食用油及食品在高温下的挥发物，食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛类、酮类、链烷类和链烯类、多环芳烃等产物，成分极为复杂。油烟液固相颗粒物的粒径一般小于l0μm，粘着性强，大部分不溶于水，极性小。随着城市空气质量的普遍下降，大气污染源的监测和治理受到越来越多的关注。
现有监测技术存在实地接触监测时检测装置极易被油烟污染的缺陷，从而影响检测装置寿命及检测结果的准确性这两个关键问题，还存在测量速度慢、不及时精准的缺陷。因此，为了能够对餐饮业的油烟排放进行真正有效的监管，需要采用新的方法和技术手段。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种结构简单，使用方便，测量速度快，寿命长、性能可靠、运行维护成本低的光学后散射油烟浓度监测仪。
本实用新型采用如下技术方案：
一种光学后散射油烟浓度监测仪，包括壳体和设置在壳体内的检测光发射装置和检测光接收装置，还包括与检测光接收装置连接的油烟浓度转换模块，所述壳体同一侧设有防护窗口和信号采集窗口，所述防护窗口设置在信号采集窗口的上方，所述检测光发射装置包括光源和准直透镜，光源设置在准直透镜一侧，准直透镜另一侧与防护窗口相对应；所述检测光接收装置包括测量光学模块、光敏传感器，所述测量光学模块一侧对着信号采集窗口，另一侧设有光敏传感器；油烟浓度转换模块与光敏传感器连接。
进一步优化，所述油烟浓度转换模块包括放大电路、AD转换电路和标定模块，放大电路与光敏传感器连接，AD转换电路与放大电路连接，标定模块与AD转换电路连接。
进一步优化，所述光源为半导体激光二极管。
进一步优化，所述半导体激光二极管输出的光束采用TTL信号输入的方式调制成脉冲式。
进一步优化，所述光敏传感器为光电管、光电倍增管、光敏电阻或光敏三极管。
本实用新型的有益效果：
（1）、本实用新型的监测仪采用光学测量原理，利用油烟对激光束的后向散射实现测量，即通过非接触测量方法进行无损测量，测量时只需要单边安装，结构简单，使用方便，无运动部件和易耗部件，测量速度快，运行维护成本低。
（2）、本实用新型的监测仪可补偿窗口污染造成的数据漂移，测量精度高，只需要对设备窗口进行定期清理维护即可实现长期稳定使用。
（3）、本实用新型的监测仪的光源采用半导体激光二极管，体积小，功率密度高，测量速度快，维护周期长，可以长时间连续工作，性能可靠。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
参阅图1所示，本实用新型优选一实施例的一种光学后散射油烟浓度监测仪，包括壳体和设置在壳体内的检测光发射装置和检测光接收装置，还包括与检测光接收装置连接的油烟浓度转换模块。所述壳体同一侧设有防护窗口3和信号采集窗口4，所述防护窗口3设置在信号采集窗口4的上方，所述检测光发射装置包括光源1和准直透镜2，光源1设置在准直透镜2一侧，准直透镜2另一侧与防护窗口3相对应；所述检测光接收装置包括测量光学模块5、光敏传感器6，所述测量光学模块5一侧对着信号采集窗口4，另一侧设有光敏传感器6；油烟浓度转换模块与光敏传感器6连接。
所述油烟浓度转换模块包括放大电路7、AD转换电路8、标定模块9，放大电路7与光敏传感器6连接，AD转换电路8与放大电路7连接，标定模块9与AD转换电路8连接。
所述光源1为半导体激光二极管。该实施例的半导体激光二极管输出的光束采用TTL信号输入的方式调制成脉冲式。
所述光敏传感器6为光电管、光电倍增管、光敏电阻或光敏三极管。
该实施例的工作原理为：该实施例的基于光学后散射浓度的油烟浓度监测仪，该实施例设置在测量区域10一侧，该实施例壳体上的防护窗口3和信号采集窗口4对准测量区域。检测光发射装置发射的检测光由半导体激光二极管作为光源1提供，其功率可以按需要选择，输出光束可以采用TTL信号输入的方式来调制成脉冲式。在测量时，激光光源1输出的光束经过准直透镜2准直后形成一束发射角小、光斑直径小、能量密度高的测量光束经防护窗口3入射到测量区域10。当测量区域10内没有油烟或油烟很少时，光束直射通过测量区域10，没有明显的后向散射能量；当测量区域10内存在较多油烟时，光束与油烟颗粒相遇发生散射，散射光能量在后向小角度范围内较为显著，后向散射能量反向照射到检测光接收装置上。后向散射能量反向照射到布置在防护窗口3附近的信号采集窗口4上，并经信号采集窗口4后的测量光学模块5汇聚到光敏传感器6的光敏面上。在光源1功率一定的情况下，后向散射能量光强度和油烟浓度成正比，而光敏传感器6输出的电信号输出经油烟浓度转换模块转换计算后得到油烟浓度的测量值，即光敏传感器6输出的电信号经放大电路7和AD转换电路8得到数字量结果，其与入射光强成正比，由此即形成了油烟浓度和数字信号输出的对应关系，根据这个对应关系，经过标定模块9计算既可以实现对油烟浓度的测量。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种光学后散射油烟浓度监测仪，包括壳体和设置在壳体内的检测光发射装置和检测光接收装置，其特征在于：还包括与检测光接收装置连接的油烟浓度转换模块，所述壳体同一侧设有防护窗口和信号采集窗口，所述防护窗口设置在信号采集窗口的上方，所述检测光发射装置包括光源和准直透镜，光源设置在准直透镜一侧，准直透镜另一侧与防护窗口相对应；所述检测光接收装置包括测量光学模块、光敏传感器，所述测量光学模块一侧对着信号采集窗口，另一侧设有光敏传感器；油烟浓度转换模块与光敏传感器连接。
2.根据权利要求1所述的一种光学后散射油烟浓度监测仪，其特征在于，所述油烟浓度转换模块包括放大电路、AD转换电路和标定模块，放大电路与光敏传感器连接，AD转换电路与放大电路连接，标定模块与AD转换电路连接。
3.根据权利要求1所述的一种光学后散射油烟浓度监测仪，其特征在于，所述光源为半导体激光二极管。
4.根据权利要求3所述的一种光学后散射油烟浓度监测仪，其特征在于，所述半导体激光二极管输出的光束采用TTL信号输入的方式调制成脉冲式。
5.根据权利要求1所述的一种光学后散射油烟浓度监测仪，其特征在于，所述光敏传感器为光电管、光电倍增管、光敏电阻或光敏三极管。
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