CN212622090U - 一种颗粒物检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种颗粒物检测装置，包括用以与处理器相连的探头，环形传感器与所述探头相连，所述环形传感器的内部中空且外部呈环状，所述环形传感器的两端用以与管道对接固定，以实现管道中的颗粒物流通进入所述环形传感器、并由所述环形传感器检测得到颗粒物的监测信号后通过所述探头中转、再传输至处理器进行信号处理。上述颗粒物检测装置通过采用环状的环形传感器，可直接与管道对接，并且尤其适用于小管径管道的颗粒物检测，既能够满足管道承重要求，又能将流经管道的颗粒物信号全部捕集，具有检测误差低，测量便捷有效和应用面广的特点。

Description

一种颗粒物检测装置

技术领域

本实用新型涉及颗粒物检测技术领域，特别涉及一种颗粒物检测装置。

背景技术

颗粒物检测装置作为微电荷粉尘颗粒物浓度监测仪中的传感器部分，检测颗粒物浓度并将检测信号送至处理器部分进行分析处理。

传感器部分形式的选择与安装环境有关，对于常见的安装环境如圆形管道和方形管道，通常选用杆式探头即可满足现场安装要求，杆式传感器测量时最佳插入深度在管径的三分之一到三分之二，插入部分的长度包括绝缘层段和检测段，一般绝缘层部分最小为1cm，对于小管径的管道，检测段的长度需要很小才能使杆式传感器插入管道进行测量。但是对于管径很小的管道，如小于5厘米的管道，杆式传感器就不能满足监测需求，不仅对颗粒物浓度的检测会存在误差，并且对于小管径的管道，承重有限，需要考虑传感器的重量，测量实现较为复杂。

因此，如何能够提供一种适用于小管径管道的颗粒物检测、降低检测误差、满足管道承重要求、测量便捷有效的颗粒物检测装置是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种颗粒物检测装置，通过采用环状的环形传感器，可直接与管道对接，并且尤其适用于小管径管道的颗粒物检测，既能够满足管道承重要求，又能将流经管道的颗粒物信号全部捕集，具有检测误差低，测量便捷有效和应用面广的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供一种颗粒物检测装置，包括用以与处理器相连的探头，环形传感器与所述探头相连，所述环形传感器的内部中空且外部呈环状，所述环形传感器的两端用以与管道对接固定，以实现管道中的颗粒物流通进入所述环形传感器、并由所述环形传感器检测得到颗粒物的监测信号后通过所述探头中转、再传输至处理器进行信号处理。

优选地，所述探头固定连接于所述环形传感器的上侧，所述环形传感器的上侧设有与所述探头相连并与所述环形传感器的内部连通的开口。

优选地，所述环形传感器由外向内依次包括呈环形层状的固定部、检测绝缘部和检测部。

优选地，所述检测绝缘部的材质为绝缘材质。

优选地，所述检测部的材质为金属材质。

优选地，所述检测绝缘部的材质为TFE或PEEK或PFA或陶瓷。

优选地，所述检测部的材质为不锈钢或哈市合金。

优选地，所述环形传感器包括分体式可拆卸组装固定的第一本体和第二本体，所述第一本体和所述第二本体之间设有绝缘密封部件，所述环形传感器两端的连接部分别设于所述第一本体和所述第二本体的端部。

优选地，所述绝缘密封部件与所述检测绝缘部紧密连接为一体。

优选地，所述环形传感器的两端设有用以与管道通过螺纹或快连或焊接或法兰连接固定的连接部。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的颗粒物检测装置包括探头和环形传感器，探头与处理器相连，环形传感器与探头相连，环形传感器的内部呈中空状态，且环形传感器的外部呈环状，环形传感器的两端与管道对接，当管道中流通有含尘气体并进入环形传感器时，环形传感器对流通的颗粒物进行检测后得到原始的监测信号并向探头传输，探头作为中转再将监测信号传输至处理器进行信号处理，该颗粒物检测装置区别于现有技术中采用杆式传感器插入管道的检测方式，通过采用环形传感器并将环形传感器镶嵌在直管段，使得颗粒物直接通入环形传感器，环形传感器根据电荷量的大小和颗粒物浓度呈正相关关系的检测原理，通过碰撞接触或者感应到颗粒物本身携带的电荷量以检测得到原始的监测信号，进而通过探头中转并传输至处理器进行信号处理，进而得到颗粒物浓度；该颗粒物检测装置通过可直接与管道对接的环形传感器，尤其适用于小管径管道的颗粒物检测，既能够满足管道承重要求，又能将流经管道的颗粒物信号全部捕集，具有检测误差低，测量便捷有效和应用面广的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的正视图；

图2为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的分解结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的内部结构示意图。

其中：

1-环形传感器、11-第一本体、12-第二本体、101-连接部、102-固定部、103-检测绝缘部、104-检测部、2-探头、21-壳体、201-传输部、202-传输绝缘部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，其中，图1为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的正视图，图2为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的俯视图，图3为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的侧视图，图4为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的分解结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的颗粒物检测装置的内部结构示意图。

在第一种具体的实施方式中，本实用新型提供的颗粒物检测装置包括探头2和环形传感器1，探头2与处理器相连，环形传感器1与探头2相连，环形传感器1可检测得到颗粒物原始的监测信号并向探头2传输监测信号，探头2再将监测信号中转传输至处理器进行信号处理；其中，环形传感器1的外部呈环状，且内部呈中空状态，环形传感器1的两端可与管道对接固定，当与管道对接固定后，管道中的含尘气体可由环形传感器1的一端流通进入环形传感器1，环形传感器1可直接检测得到颗粒物的监测信号，并进一步将监测信号传输至探头2以至于后续的中转传输和信号处理等操作。

示例性的，本实施例中的颗粒物包括但不仅局限于粉尘，对于除粉尘以外的其他颗粒物，同应属于本实施例的说明范围。

在本实施例中，环形传感器1的主要作用在于感应信号、采集信号和传输信号；探头2作为信号传输中转站，将环形传感器1获取的信号中转传输至处理器；处理器的主要作用在于对信号进行采集、分析，处理等。

需要说明的是，相较于现有技术中的颗粒物检测方式，本实用新型采用不同于杆式传感器的环形传感器1，将颗粒物检测装置直接对接于管道，将该颗粒物检测装置镶嵌于管道的直管段，可作为管道的一部分，使得管道中的颗粒物直接流通进入环形传感器1，由环形传感器1进行检测得到相应的原始的监测信号；因为无需在管道中插入杆式传感器，该包括环形传感器1的颗粒物检测装置可以根据使用管径来定制规格大小，体积小，安装简便，省时省力，对于小管径管道也能够满足承重要求，同时环形传感器1与颗粒物的接触面积更大，测量有效区域精确，能够降低检测误差，测量更加便捷有效。因此，主要区别为环形传感器1的颗粒物检测方式，至于其检测原理以及处理器的信号处理则与现有技术相似，这里不再一一赘述。

示例性的，探头2位于环形传感器1的上侧并与环形传感器1固定连接，环形传感器1的上侧设有与探头2相连并与环形传感器1的内部连通的开口，探头2与环形传感器1安装固定且内部通过信号线信号连通。

在本实施例中，环形传感器1的测量原理为基于电荷量的大小或多少和颗粒物浓度呈正相关关系，与杆式传感器的测量原理相同，实质性区别在于检测部件的结构形式不同。现给出更详尽的测量原理，在携带颗粒物的气流中，当颗粒物与检测头碰撞时，颗粒物和检测头之间会发生电荷传递；由于气流中的颗粒物自身带有一定的微电荷，当微粒流经检测头附近时，检测头上也会产生感应电荷。因此，一个颗粒物与检测头碰撞或感应时，其电荷转递量的多少取决于颗粒的物理和化学性质(如大小、化学组成、介电常数等)以及速度，一群颗粒物与检测头碰撞产生结果是在检测头上的微小电流信号，该信号的强度与一定时间内碰撞检测头的颗粒数量成正比。通常在检测头附近，颗粒物的分布是不均匀，但同时由于它们的流动速度也在平均速度上下浮动，因此“碰撞”电流信号的强度也会在某一均值附近上下浮动。检测头感应电荷量的多少不但取决于检测头的形状、检测头和粒子之间的径向距离、同时还应考虑到颗粒物所带净电量以及粒子的轴向速度。如果将颗粒物通过检测头所在的管道截面时所带的电荷当作一个脉冲信号，那么由此感应电荷在检测头上的生成的电流信号则可视为是这个感应系统的脉冲响应。这样一来，颗粒物便可在检测头和它周围的空间形成一个信号过滤器，即“空间过滤效应”。当随机分布的颗粒掠过检测头时，得到的感应电流信号便可视为是原始随机信号经过滤后的结果，其中包含了关于颗粒流动和信号过滤本身的重要信息。在检测头上形成的原始信号是所有在检测头附近随机分布的颗粒所产生的感应电流信号与所有与检测头随机碰撞的颗粒所产生的撞击电流信号的总和，微电荷颗粒物感应测量仪器便是通过对上述电流信号进行监测、处理和分析，从而得出颗粒物的流量和浓度。

更具体的，环形传感器1由外向内依次包括固定部102、检测绝缘部103和检测部104，固定部102、检测绝缘部103和检测部104呈环形层状并依次包裹，形象的说，固定部102为环形传感器1外径的管，检测部104为环形传感器1内径的管，检测绝缘部103为镶嵌于外管壁和内管壁之间的管；其中检测部104相当于上述测量原理中的检测头。

在本实施例中，固定部102为可与管道连接的材质，示例性的，采用金属材质；检测绝缘部103采用绝缘材质；检测部104为可感应颗粒物信号的材质，示例性的，采用金属材质。其中，检测部104以内的空间为颗粒物的流通通道，其作用为环形传感器1检测颗粒物的信号产生区，在信号产生区中，所有颗粒物都携带一定量的信号，当颗粒物通过该区域时，该区域通过与颗粒物直接接触采集直流信号，或者未接触采集感应信号，将两部分信号全部采集传递给探头2。检测绝缘部103的作用在于将信号产生区与外界隔离，将检测部104采集到的电荷信号绝缘，保证采集信号均为感应或接触颗粒物所携带电荷量的真实信号，使颗粒物的电信号直接传输至探头2再进行后续的处理。

在此基础上，环形传感器1与探头2内部的连通处为信号传输区，信号传输区与检测部104以内的信号产生区连通且同样包裹于检测绝缘部103，保证只传递信号产生区的信号至探头2，探头2以外具有壳体21，壳体21内设有传输部201和传输绝缘部202，传输部201分别与检测部104和处理器连接，传输绝缘部202包裹传输部201，传输部201的作用在于连接检测部104并将检测部104采集到的信号传输至探头2处，再进行后续传输和处理，传输绝缘部202与检测绝缘部103类似，其作用在于使连接检测部104采集到的信号在传输过程中绝缘，保证信号的真实可靠。

在本实施例中，探头2作为信号传输中转站，壳体21一般为金属材质，密封性良好，由信号产生区检测到的信号通过壳体21内转接部分再由特殊信号线传输至探头2进行信号处理。

示例性的，检测绝缘部103的绝缘材质为TFE或PEEK或PFA或陶瓷等不导电材质；信号产生区也即检测部104的金属材质为不锈钢或哈市合金等材质。

除此以外，环形传感器1的两端设有用以与管道通过螺纹或快连或焊接或法兰连接固定的连接部101；其中，连接部101为设于环形传感器1两端的管道接口，根据与管道的对接固定方式具有多种设置方式。示例性的，在使用时，通过环形传感器1两端的安装螺纹可直接与现场管道连接或者焊接。

在另一种具体的实施方式中，该环形传感器1可采用一体式结构，也可采用分体式结构；示例性的，环形传感器1包括分体式可拆卸组装固定的两部分，分别为第一本体11和第二本体12，第一本体11和第二本体12之间设有密封垫，环形传感器1两端的连接部101分别设于第一本体11和第二本体12的端部。

以上对本实用新型所提供的颗粒物检测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种颗粒物检测装置，包括用以与处理器相连的探头(2)，其特征在于，环形传感器(1)与所述探头(2)相连，所述环形传感器(1)的内部中空且外部呈环状，所述环形传感器(1)的两端用以与管道对接固定，以实现管道中的颗粒物流通进入所述环形传感器(1)、并由所述环形传感器(1)检测得到颗粒物的监测信号后通过所述探头(2)中转、再传输至处理器进行信号处理。

2.根据权利要求1所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述探头(2)固定连接于所述环形传感器(1)的上侧，所述环形传感器(1)的上侧设有与所述探头(2)相连并与所述环形传感器(1)的内部连通的开口。

3.根据权利要求1所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述环形传感器(1)由外向内依次包括呈环形层状的固定部(102)、检测绝缘部(103)和检测部(104)。

4.根据权利要求3所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述检测绝缘部(103)的材质为绝缘材质。

5.根据权利要求3所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述检测部(104)的材质为金属材质。

6.根据权利要求4所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述检测绝缘部(103)的材质为TFE或PEEK或PFA或陶瓷。

7.根据权利要求5所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述检测部(104)的材质为不锈钢或哈市合金。

8.根据权利要求3所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述环形传感器(1)包括分体式可拆卸组装固定的第一本体(11)和第二本体(12)，所述第一本体(11)和所述第二本体(12)之间设有绝缘密封部件，所述环形传感器(1)两端的连接部(101)分别设于所述第一本体(11)和所述第二本体(12)的端部。

9.根据权利要求8所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述绝缘密封部件与所述检测绝缘部(103)紧密连接为一体。

10.根据权利要求1至9任一项所述的颗粒物检测装置，其特征在于，所述环形传感器(1)的两端设有用以与管道通过螺纹或快连或焊接或法兰连接固定的连接部(101)。

Images