CN212514143U - 一种前向散射型粉尘浓度测量仪 - Google Patents
一种前向散射型粉尘浓度测量仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212514143U CN212514143U CN202021305961.0U CN202021305961U CN212514143U CN 212514143 U CN212514143 U CN 212514143U CN 202021305961 U CN202021305961 U CN 202021305961U CN 212514143 U CN212514143 U CN 212514143U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- center
- hole
- laser
- light
- photodiode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提出一种前向散射型粉尘浓度测量仪，包括电气盒、探测杆和端盖，探测杆一端设有C型槽口，C型槽口中央形成粉尘测量区；C型槽口的第一端面开有激光出射孔，第二端面开有散射光孔和参考光孔，第三端面内设有穿线通孔；探测杆腔体内设置有激光器安装座，激光二极管竖直安装在激光器安装座内；外腔体内设置有探测器安装座，第一光电二极管安装在探测器安装座的中央，第二光电二极管安装在第一光电二极管的一侧。本发明采用散射光测量和量程光测量的双光路探测形式，可以自动修正由于激光二极管发射功率波动、电路漂移、激光镜头污染等造成的测量误差，检测灵敏度高、稳定性好。
Description
技术领域
本发明属于粉尘测量技术领域，尤其是一种前向散射型粉尘浓度测量仪。
背景技术
常规粉尘浓度测量仪大多采用激光后散射法测量原理，使用红外激光作为发射光源，当激光照射在粉尘上时，产生光散射。在光学系统和粉尘性质一定的条件下，散射光强度与粉尘浓度成比例，进而经过计算后完成测量。
工业上烟气排放大多采用电除尘器来收集工业粉尘，但是传统电除尘出口粉尘排放浓度一般大于50mg/m3，粉尘颗粒粒径较大，一般都在10um以上，采用后反射激光粉尘测量比较容易。
而随着国家对烟气排放要求的提高，国内普遍对传统的静电除尘器技术进行了升级改进，出现了电除尘与布袋除尘结合的除尘器，还有湿法电除尘等先进除尘技术，因此除尘器出口粉尘排放浓度进一步下降，粉尘颗粒粒径进一步变小。目前我国大型火电厂烟气的排放要求在10mg/m3以下，超低排放要求5mg/m3以下，激光反射和折射的机会下降了很多，由于后向散射激光法灵敏度低，测量精度已经无法满足现场需要。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种前向散射型粉尘浓度测量仪，采用散射光测量和量程光测量的双光路探测形式，可以自动修正由于激光二极管发射功率波动、电路漂移、激光镜头污染等造成的测量误差，检测灵敏度高、稳定性好。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种前向散射型粉尘浓度测量仪，包括电气盒、探测杆和端盖，电气盒安装在探测杆的一端外部，端盖安装在探测杆的另一端外部并形成外腔体；电气盒内设置有电相连的电路板和转接板，转接板安装在电气盒与探测杆的连接面上；探测杆为圆柱形腔体结构，其靠近端盖的一端设有C型槽口，C型槽口中央形成粉尘测量区；C型槽口与探测杆腔体相连的第一端面中央开有贯穿的激光出射孔，与第一端面相对的第二端面上分别开有贯穿的散射光孔和参考光孔，连接第一端面与第二端面的第三端面内设有连通探测杆腔体与外腔体的穿线通孔；探测杆腔体内设置有激光器安装座，激光二极管竖直安装在激光器安装座内且其顶部通过压板固定，激光二极管的出射光光路和激光出射孔中心与参考光孔中心的连线重合且经过C型槽口的中心，激光二极管通过第一导线与转接板电相连；外腔体内设置有探测器安装座，探测器安装座通过圆环柱形的固定柱固定在C型槽口的第二端面，且固定柱的中央通孔对准参考光孔并可通过激光二极管的出射光光路，第一光电二极管安装在探测器安装座的中央，第二光电二极管安装在第一光电二极管的一侧，且第一光电二极管的感光面中心与散射光孔中心的连线光路和激光出射孔中心与参考光孔中心的连线光路相交于C型槽口的中心，第二光电二极管感光面中心与参考光孔中心的连线光路和激光出射孔中心和参考光孔中心的连线光路重合；第一光电二极管和第二光电二极管均通过第二导线与转接板电相连，所述第二导线从外腔体经穿线通孔中引出至探测杆腔体内再连接到转接板上。
进一步的，本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪，第一光电二极管的感光面中心与散射光孔中心的连线光路和激光出射孔中心与参考光孔中心的连线光路之间的夹角为10°～30°。
进一步的，本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪，第一光电二极管的感光面中心与散射光孔中心的连线光路上还设有透镜，且光路穿过透镜的中心。
进一步的，本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪，第二光电二极管的感光面中心与参考光孔中心的连线光路贯穿固定柱和探测器安装座形成参考光通道，参考光通道上倾斜地设置有光学衰减片。
进一步的，本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪，探测器安装座上设置有光陷阱，光陷阱位于第一光电二极管的另一侧，光学衰减片与光陷阱之间形成反射光通道。
进一步的，本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪，激光器安装管座为中空圆柱形状，激光二极管与C型槽口(9)第一端面之间的激光器安装管座管壁上开有至少一个通气孔，使激光出射孔与散射光孔、参考光孔之间通过通气孔、穿线通孔连通。
进一步的，本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪，探测杆上设置有保护气出口，电气盒的一侧壁设有保护气接口，保护气接口与保护气出口之间通过气管连接。
进一步的，本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪，电气盒的一侧壁设有信号接口，所述信号接口一端与电路板电连接，另一端与外部信号处理机连接。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪采用模块化设计，拆卸方便，方便现场维护。
2、本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪采用前向散射激光测量原理，可实现超低浓度的粉尘测量。
3、本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪采用散射光测量和量程光测量的双光路探测形式，可自动修正由于激光二极管发射功率波动、电路漂移、激光镜头污染等造成的测量误差。
4、本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪采用正压吹扫保护气，自动保护激光二极管和光电二极管免受烟尘污染。
5、本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪的激光发射和接收没有采用光纤传导，光信号功率传输没有损失，结构更加简单可靠。
6、本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪优先考虑水平安装形式，使被检测烟气垂直通过测量区，可以避免粉尘颗粒散落对探测杆槽口的污染。
附图说明
图1是本发明的前向散射型粉尘浓度测量仪的整体结构示意图。
附图标记含义：1：电器盒，2：探测杆，3：探测杆端盖，4：电路板，5：信号接口，6：转接板，7：保护气接口，8：保护气出口，9：探测杆槽口，10：激光安装座，11：压盖，12：通气孔，13：激光二极管，14：探测器安装座，15：固定柱，16：穿线通孔，17：激光出射孔，18：散射光孔，19：参考光孔，20：透镜，21：第一光电二极管，22：第二光电二极管，23：光学衰减片，24：光陷阱，25：反射光通道，26：参考光通道，27：导线，28：导线，29：粉尘测量区。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
一种前向散射型粉尘浓度测量仪，如图1所示，包括电气盒1、探测杆2和端盖3，电气盒1安装在探测杆2的一端外部，端盖3安装在探测杆2的另一端外部并形成外腔体，使探测杆2内部电气处于封闭状态。探测杆2上设置有保护气出口8，电气盒1的一侧壁设有保护气接口7，保护气接口7与保护气出口8之间通过气管连接。
电气盒1内设置有电相连的电路板4和转接板6，转接板6安装在电气盒1与探测杆2的连接面上。电气盒1的一侧壁设有信号接口5，所述信号接口5一端与电路板4电连接，另一端与外部信号处理机连接。
探测杆2为圆柱形腔体结构，其靠近端盖3的一端设有C型槽口9，C型槽口9中央形成粉尘测量区29，待检测烟气从粉尘测量区29流过，激光二极管13发出的激光束照射到烟气中的粉尘，产生光散射。C型槽口9与探测杆腔体相连的第一端面中央开有贯穿的激光出射孔17，与第一端面相对的第二端面上分别开有贯穿的散射光孔18和参考光孔19，连接第一端面与第二端面的第三端面内设有连通探测杆腔体与外腔体的穿线通孔16，所述穿线通孔16既作为电线过道，同时也是作为保护气流通通道。
探测杆腔体内设置有激光器安装座10，激光器安装管座10为中空圆柱形状。激光二极管13竖直安装在激光器安装座10内且其顶部通过压板11固定，激光二极管13与C型槽口9第一端面之间的激光器安装管座10管壁上开有至少一个通气孔12，使激光出射孔17与散射光孔18、参考光孔19之间通过通气孔12、穿线通孔16连通。激光二极管13的出射光光路和激光出射孔17中心与参考光孔19中心的连线重合且经过C型槽口9的中心，激光二极管13通过第一导线28与转接板16电相连。
外腔体内设置有探测器安装座14，探测器安装座14通过圆环柱形的固定柱15固定在C型槽口9的第二端面，且固定柱15的中央通孔对准参考光孔19并可通过激光二极管13的出射光光路。第一光电二极管21安装在探测器安装座14的中央，第二光电二极管22安装在第一光电二极管21的一侧。
第一光电二极管21的感光面中心与散射光孔18中心的连线光路和激光出射孔17中心与参考光孔19中心的连线光路相交于C型槽口9的中心，且夹角为10°～30°。第一光电二极管21的感光面中心与散射光孔18中心的连线光路上还设有透镜20，且光路穿过透镜20的中心。第二光电二极管22感光面中心与参考光孔19中心的连线光路和激光出射孔17中心和参考光孔19中心的连线光路重合。第二光电二极管22的感光面中心与参考光孔19中心的连线光路贯穿固定柱15和探测器安装座14形成参考光通道26，参考光通道26上倾斜地设置有光学衰减片23。
第一光电二极管21和第二光电二极管22均通过第二导线27与转接板6电相连，所述第二导线27从外腔体经穿线通孔16中引出至探测杆腔体内再连接到转接板6上。
探测器安装座14上设置有光陷阱24，光陷阱24位于第一光电二极管21的另一侧，光学衰减片23与光陷阱24之间形成反射光通道25。
由此，激光二极管13发射的激光照射到参考光通道26的光学衰减片23上产生两路光，一路为折射光，入射到第二光电二极管22的感光面上，另外一路为反射光，通过反射通道25进入到光陷阱24里。
实施例1
一种前向散射型粉尘浓度测量仪是抽取式粉尘在线监测系统的核心测量单元，当含有粉尘的干燥烟气以一定的流速通过测量仪的粉尘测量区29时，激光二极管13发射的激光从激光出射孔17中射出，照射到粉尘颗粒上产生光散射，第一光电二极管21处于工作状态，探测到散射光，并将光信号变换成电流信号，送给电路板4进行放大处理，处理后的信号通过信号接口5送给后续信号处理机，经过运算可得出粉尘的浓度值。
为了防止镜头污染以及电路漂移，在线监测系统自动定时对传感器进行误差修正，实现过程如下：先关闭通向测量仪的烟气通道，并向粉尘测量区29通入干净气体，使粉尘测量区29的激光通道呈现干净无尘状态，读取第一光电二极管21输出的信号即为零点信号，再将光电探测器由第一光电二极管21切换到第二光电二极管22，此时第二光电二极管22输出的信号即为量程信号。将零点信号和量程信号与出厂时标定的原始信号进行比较计算，得到传感器误差修正系数，将该修正系数保存到信号处理机中，作为后续浓度测量数值的修正参数，以此保证测量仪测量精度始终在正常范围内。
测量时为了保护探头免受粉尘污染，在保护气接口7处接入一定压力的洁净干燥气源，保证探测探8内部的压力比粉尘测量区29呈现微正压，压力大概在0.2KPa-2KPa。这样在激光出射孔17、散射光孔18、参考光孔19始终有保护气从腔内流出，从而防止粉尘测量区29的粉尘进入到腔体内部。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种前向散射型粉尘浓度测量仪，其特征在于，包括电气盒(1)、探测杆(2)和端盖(3)，电气盒(1)安装在探测杆(2)的一端外部，端盖(3)安装在探测杆(2)的另一端外部并形成外腔体；
电气盒(1)内设置有电相连的电路板(4)和转接板(6)，转接板(6)安装在电气盒(1)与探测杆(2)的连接面上；
探测杆(2)为圆柱形腔体结构，其靠近端盖(3)的一端设有C型槽口(9)，C型槽口(9)中央形成粉尘测量区(29)；C型槽口(9)与探测杆腔体相连的第一端面中央开有贯穿的激光出射孔(17)，与第一端面相对的第二端面上分别开有贯穿的散射光孔(18)和参考光孔(19)，连接第一端面与第二端面的第三端面内设有连通探测杆腔体与外腔体的穿线通孔(16)；
探测杆腔体内设置有激光器安装座(10)，激光二极管(13)竖直安装在激光器安装座(10)内且其顶部通过压板(11)固定，激光二极管(13)的出射光光路和激光出射孔(17)中心与参考光孔(19)中心的连线重合且经过C型槽口(9)的中心，激光二极管(13)通过第一导线(28)与转接板(6)电相连；
外腔体内设置有探测器安装座(14)，探测器安装座(14)通过圆环柱形的固定柱(15)固定在C型槽口(9)的第二端面，且固定柱(15)的中央通孔对准参考光孔(19)并可通过激光二极管(13)的出射光光路，第一光电二极管(21)安装在探测器安装座(14)的中央，第二光电二极管(22)安装在第一光电二极管(21)的一侧，且第一光电二极管(21)的感光面中心与散射光孔(18)中心的连线光路和激光出射孔(17)中心与参考光孔(19)中心的连线光路相交于C型槽口(9)的中心，第二光电二极管(22)感光面中心与参考光孔(19)中心的连线光路和激光出射孔(17)中心和参考光孔(19)中心的连线光路重合；第一光电二极管(21)和第二光电二极管(22)均通过第二导线(27)与转接板(6)电相连，所述第二导线(27)从外腔体经穿线通孔(16)中引出至探测杆腔体内再连接到转接板(6)上。
2.根据权利要求1所述的前向散射型粉尘浓度测量仪，其特征在于，第一光电二极管(21)的感光面中心与散射光孔(18)中心的连线光路和激光出射孔(17)中心与参考光孔(19)中心的连线光路之间的夹角为10°～30°。
3.根据权利要求1所述的前向散射型粉尘浓度测量仪，其特征在于，第一光电二极管(21)的感光面中心与散射光孔(18)中心的连线光路上还设有透镜(20)，且光路穿过透镜(20)的中心。
4.根据权利要求1所述的前向散射型粉尘浓度测量仪，其特征在于，第二光电二极管(22)的感光面中心与参考光孔(19)中心的连线光路贯穿固定柱(15)和探测器安装座(14)形成参考光通道(26)，参考光通道(26)上倾斜地设置有光学衰减片(23)。
5.根据权利要求4所述的前向散射型粉尘浓度测量仪，其特征在于，探测器安装座(14)上设置有光陷阱(24)，光陷阱(24)位于第一光电二极管(21)的另一侧，光学衰减片(23)与光陷阱(24)之间形成反射光通道(25)。
6.根据权利要求1所述的前向散射型粉尘浓度测量仪，其特征在于，激光器安装座(10)为中空圆柱形状，激光二极管(13)与C型槽口(9)第一端面之间的激光器安装座(10)管壁上开有至少一个通气孔(12)，使激光出射孔(17)与散射光孔(18)、参考光孔(19)之间通过通气孔(12)、穿线通孔(16)连通。
7.根据权利要求1所述的前向散射型粉尘浓度测量仪，其特征在于，探测杆(2)上设置有保护气出口(8)，电气盒(1)的一侧壁设有保护气接口(7)，保护气接口(7)与保护气出口(8)之间通过气管连接。
8.根据权利要求1所述的前向散射型粉尘浓度测量仪，其特征在于，电气盒(1)的一侧壁设有信号接口(5)，所述信号接口(5)一端与电路板(4)电连接，另一端与外部信号处理机连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021305961.0U CN212514143U (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 一种前向散射型粉尘浓度测量仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021305961.0U CN212514143U (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 一种前向散射型粉尘浓度测量仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212514143U true CN212514143U (zh) | 2021-02-09 |
Family
ID=74433585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021305961.0U Active CN212514143U (zh) | 2020-07-07 | 2020-07-07 | 一种前向散射型粉尘浓度测量仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212514143U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111665173A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-09-15 | 南京大得科技有限公司 | 一种前向散射型粉尘浓度测量仪 |
-
2020
- 2020-07-07 CN CN202021305961.0U patent/CN212514143U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111665173A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-09-15 | 南京大得科技有限公司 | 一种前向散射型粉尘浓度测量仪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107478557B (zh) | 一种粉尘浓度检测仪的检测装置 | |
| WO2017133045A1 (zh) | 气溶胶实时监测仪 | |
| CN201210132Y (zh) | 激光后向散射测尘仪 | |
| CN106323826B (zh) | 一种超低排放烟尘监测装置及监测方法 | |
| JP2529661B2 (ja) | 粒子検出装置 | |
| CN101561517B (zh) | 一种非接触式管内液体检测器及其检测方法 | |
| CN102175591A (zh) | 激光前向散射云滴谱探测系统 | |
| CN106066296A (zh) | 一种pm2.5检测装置 | |
| CN212514143U (zh) | 一种前向散射型粉尘浓度测量仪 | |
| CN101290283B (zh) | 激光后向散射测尘设备的探头装置 | |
| CN103439300A (zh) | 烟道飞灰含碳量在线测量装置 | |
| CN111965144A (zh) | 一种车载尾气颗粒物浓度的检测方法及设备 | |
| CN111665173A (zh) | 一种前向散射型粉尘浓度测量仪 | |
| CN106908412A (zh) | 小型化激光甲烷传感探头 | |
| CN110823786A (zh) | 一种液体中微小颗粒的检测装置和方法 | |
| CN107478554A (zh) | 粉尘测量仪传感器 | |
| CN210401144U (zh) | 一种光路粉尘测量装置 | |
| CN213209905U (zh) | 一种煤矿在线监测用紧凑型全量程激光甲烷探头 | |
| CN210720077U (zh) | 一种近前向光散射的粉尘浓度检测装置 | |
| CN206974861U (zh) | 一种粉尘测量仪传感器 | |
| CN211697494U (zh) | 一种检测hf气体含量的在线检测仪 | |
| CN208206729U (zh) | 一种无风扇激光型灰尘传感器 | |
| CN112858128A (zh) | 光散射粉尘浓度检测传感器及粉尘浓度检测方法 | |
| CN201199220Y (zh) | 后向散射烟尘分析仪 | |
| CN216117229U (zh) | 一种颗粒物全光路校准的测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |