CN214844655U - 一种后散射烟尘仪的校准结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种后散射烟尘仪的校准结构，包括基座、置于基座上的光源、信号采集装置和旋转校准机构；基座沿光源的光路传播方向依次设有透光孔和校准腔，光源射出的光束依次通过透光孔和校准腔投射到测量区；基座还设有与校准腔连通的接收腔，信号采集装置设置在接收腔内，通过信号采集装置采集被测量区内的颗粒物反射回来的散射光以实现测量颗粒物浓度；旋转校准机构可转动置于基座底部，且旋转校准机构还插入在校准腔内，基座顶部还设有配合旋转校准机构使用的通孔，通过转动旋转校准机构实现测量与校准的切换。本实用新型通过旋转校准机构巧妙实现校准与测量的切换，精简了结构，整体结构简单精妙，易于操作，重复性好。

Description

一种后散射烟尘仪的校准结构

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种后散射烟尘仪的校准结构。

背景技术

随着科技的不断发展，市场上推出了能够在多种环境下实时监测一定范围内的颗粒物浓度的后散射烟尘仪，这种烟尘仪具有精度高、响应快等优点，被广泛应用在冶金、火电、水泥、石化等行业。目前，现有的后散射烟尘仪大都采用双光路测量，即通过在激光源前方设置一块分光镜，以将激光源发出的激光光束分成相互平行的测量光路和校准光路，其中，测量光路用于实时监测环境中的颗粒物浓度，校准光路用于监测激光源本身功率的变化以实现颗粒物浓度修正操作，这种方式对仪器的测量光路和校准光路的要求高，二者必须具有很好的平行性，工艺繁琐，整体结构复杂，校准体验不佳。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种后散射烟尘仪的校准结构。

本实用新型的技术方案如下：

一种后散射烟尘仪的校准结构，包括：基座、置于基座上的光源、信号收集装置和旋转校准机构；所述基座沿所述光源的光路传播方向依次设有贯通的透光孔和校准腔，使用时光源射出的激光光束依次通过透光孔和校准腔投射到测量区；所述基座还设有与所述校准腔连通的接收腔，所述信号收集装置设置在所述接收腔内，使用时通过信号收集装置接收被测量区内颗粒物反射回来的散射光以实现对颗粒物浓度的测量；所述旋转校准机构对应所述校准腔的位置可转动设置在所述基座上，且所述旋转校准机构的一端还插入在所述校准腔内，对应的，所述基座上设有一个配合旋转校准机构使用的通孔，使用时通过转动旋转校准机构实现对测量状态与校准状态之间的状态切换操作。

进一步地，所述旋转校准机构包括安装座、旋转轴、校准座和配合所述校准座使用的漫反射体；所述安装座套设在所述旋转轴上，所述安装座上呈圆周均匀设有四个弹性定位件，每个所述弹性定位件的输出端均朝向所述旋转轴，对应的，所述旋转轴对应每一所述弹性定位件的位置上均设有定位孔，其中一个定位孔对应的是零点校准位，与对应零点校准位的定位孔相对的一个定位孔对应的是满点校准位，另外两个定位孔中的一个或两个对应的是正常测量位；所述旋转轴通过所述安装座连接在所述基座上，所述旋转轴的一端插入在所述校准腔内；所述校准座设置在所述旋转轴处于校准腔内的一端上，所述校准座上设有一条跨标槽；所述漫反射体设置在所述校准座上，所述漫反射体与所述校准座之间设有空隙。

进一步地，所述旋转轴上还设有一根配合所述校准座使用的调整杆，所述调整杆通过螺纹连接的方式可转动设置在所述旋转轴上；使用时通过转动满点调整杆使得满点调整杆向上活动或向下活动以实现对挡光量的调节。

进一步地，该校准结构还包括保护罩，所述基座设有所述光源的一端插入在所述保护罩内，且所述保护罩与所述基座通过插拔连接的方式实现可拆卸式连接。

进一步地，所述光源为激光器，对应的，所述信号收集装置为光接收器。

采用上述方案，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的设计，无需设置平行的测量光路和校准光路，通过旋转校准机构巧妙的实现校准与测量的切换，精简了结构，整体结构简单精妙，易于操作，重复性好，设计精巧，使用体验好，值得社会大力推广；

2、优选方案中弹性定位件与定位孔的应用，能实现对零点校准、满点校准和正常测量的精准定位切换，起到一个很好的定位效果；

3、优选方案中通过漫反射体与校准座之间的空隙构成正常测量时的通光路径，并通过跨标槽配合调整杆构成满点校准时的通光路径，有效防止漏光现象的发生；

4、优选方案中保护罩的应用，能够对光源起到一个保护作用。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型处于零点校准状态时的原理示意图；

图2为本实用新型处于满点校准状态时的原理示意图；

图3为本实用新型处于正常测量状态时的原理示意图；

图4为本实用新型旋转校准机构的立体结构图；

图5为本实用新型旋转校准机构的剖面视图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

参照图1至图5所示，本实用新型提供一种后散射烟尘仪的校准结构，包括基座1、光源2、信号收集装置3和旋转校准机构；所述光源2可拆卸设置在所述基座1上，具体的，所述光源2为激光器，使用时通过所述光源2发出激光光束；所述基座1沿所述光源2的光路传播方向从前至后依次设有前后两端贯通的透光孔11和校准腔12，且所述透光孔11内设有准直透镜（图中未示出，为现有技术，不赘述），使用时通过所述准直透镜对所述光源2投射来的技术光束进行准直调校，使用时所述光源2发出的激光光束依次通过透光孔11和校准腔12投射到测量区，该测量区包括校准腔12本身及与校准腔12连通的外部区域；所述基座1于所述光源2下方还设有与所述校准腔12连通的接收腔13，所述接收腔13设置在所述校准腔12前方；所述信号收集装置3可拆卸设置在所述接收腔13内，具体的，所述信号收集装置3为光接收器，使用时通过所述信号收集装置3接收被测量区内颗粒物反射回来的散射光，从而推算出测量区内颗粒物的浓度，实现对环境中颗粒物浓度的测量；所述旋转校准机构对应所述校准腔12的位置可转动设置在所述基座1的底部上，且所述旋转校准机构的顶部从下往上插入所述校准腔12并可转动设置在所述校准腔12内，所述基座1对应所述旋转校准机构的顶部的位置上还设有一个配套旋转校准机构使用的通孔14，即所述基座1的顶部对应所述旋转机构的位置上开设有所述通孔14，使用时通过所述旋转校准机构的调节动作实现对后散射烟尘仪的状态切换操作，其中，状态包括正常测量状态、零点校准状态和满点校准状态，从而后散射烟尘仪能够根据需求分别执行正常测量工作、零点校准工作和满点校准工作，由于正常测量与校准不同时进行，所以后散射烟尘仪能够取消平行的测量光路和校准光路，精简了结构，整体结构简单精妙，操作更加方便；

进一步地，所述旋转校准机构包括安装座4、旋转轴5、校准座6和配合所述校准座6使用的漫反射体7；所述安装座4套设在所述旋转轴5上，所述安装座4的底部上呈圆周均匀设有四个安装孔，每一所述安装孔内均设有一弹性定位件8，具体的，每一所述弹性定位件8均为弹簧球头螺钉，其输出端朝下设置，对应的，所述旋转轴5对应每一所述弹性定位件8的位置上均设有定位孔，其中一个定位孔对应的是零点校准位，与对应零点校准位的定位孔相对的一个定位孔对应的是满点校准位，另外两个定位孔中的一个或两个对应的是正常测量位；所述旋转轴5通过所述安装座4可拆卸设置在所述基座1的底部上，所述旋转轴5的顶部向上穿出所述基座1的底部并转动设置在所述校准腔12内；所述校准座6设置在所述旋转轴5处于校准腔12内的一端上，所述校准座6是设置在所述旋转轴5的顶部上，所述校准座6上设有一条贯通的跨标槽61，该跨标槽61用于在校准时供光束通过；所述漫反射体7设置在所述校准座6上，所述漫反射体7与所述校准座6之间设有空隙，且所述漫反射体7上对应所述跨标槽61的位置设有反射阶梯71；使用时通过转动所述旋转轴5来使得后散射烟尘仪切换到相应的状态，校准座6和漫反射体7随旋转轴5转动而同向转动，从而后散射烟尘仪能够分别实现正常测量操作、零点校准操作和满点校准操作；当转动旋转轴5使得后散射烟尘仪切换到零点校准状态时，参照图1所示，漫反射体7处于透光孔11和接收腔13正后方，校准座6处于漫反射体7后方，此时，光源2发出的激光光束通过透光孔11和校准腔12投射到漫反射体7上，该光束在漫反射体7的作用下形成的散射光通过基座1顶部的通孔14投射到基座1外，信号收集装置3不会接收到散射光，即视为测量区无颗粒物存在，颗粒物浓度为零，将这一状态下信号收集装置3输出的电信号对应的信号值设为零量程点，进而完成零点校准操作；当转动旋转轴5使得后散射烟尘仪切换到满点校准转态时，参照图2所示，校准座6处于透光孔11和接收腔13正后方，漫反射体7处于校准座6后方，此时，光源2发出的激光光束通过透光孔11和校准腔12投射到漫反射体7上，该光束在漫反射体7的反射阶梯71作用下形成的散射光绝大部分会通过跨标槽61投射到接收腔13内，然后被信号收集装置3所接收，即视为测量区有相应浓度的颗粒物反射回了这些散射光，为了更精确的输出信号，信号采集装置可以连接增益电位器，通过调整增益电位器使得信号收集装置3输出更为精确的电信号，这一状态下信号收集装置3输出的电信号对应的信号值设为满量程点，进而完成满点校准操作；当转动旋转轴5使得后散射烟尘仪切换到正常测量状态时，参照图3所述，校准座6和漫反射体7分左右位于透光孔11正后方，光源2发出的激光光束通过透光孔11和校准腔12投射到测量区，在测量区颗粒物的作用下，该光束会形成若干散射光，其中有部分散射光会从校准座6和漫反射体7之间的空隙穿过并投射到接收腔13内，然后被信号收集装置3所接收，即视为测量区有相应浓度的颗粒物反射回了这些散射光，从而推算出颗粒物的浓度，并基于零量程点和满量程点实现对颗粒物浓度的修正，进而完成对环境中颗粒物浓度的测量工作，重复性好；

更进一步地，所述旋转轴5上还设有一根配合所述校准座6的跨标槽61使用的调整杆9，该调整杆9通过螺纹连接的方式可转动穿设在所述旋转轴5上，使用时通过扭动调整杆9来使得调整杆9向上活动或向下活动以实现对跨标槽61遮挡量的调节，从而在进行满点校准时能够通过改变调整杆9的位置来调整挡光量，进而实现对满点校准的粗调操作。

在本实施例中，该校准结构还包括保护罩10，所述基座1设有所述光源2的一端插入在所述保护罩10内，且所述基座1与所述保护罩10通过插拔连接的方式实现可拆卸连接，从而保护罩10能够对光源2起到一个保护作用。

在本实施例中，所述接收腔13于所述信号收集装置3后方设有聚焦透镜，使用时通过所述聚焦透镜对投射到接收腔13内的散射光进行聚焦，起到一个聚焦的作用。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的设计，无需设置平行的测量光路和校准光路，通过旋转校准机构巧妙的实现校准与测量的切换，精简了结构，整体结构简单精妙，易于操作，重复性好，设计精巧，使用体验好，值得社会大力推广；

2、优选方案中弹性定位件与定位孔的应用，能实现对零点校准、满点校准和正常测量的精准定位切换，起到一个很好的定位效果；

3、优选方案中通过漫反射体与校准座之间的空隙构成正常测量时的通光路径，并通过跨标槽配合调整杆构成满点校准时的通光路径，有效防止漏光现象的发生；

4、优选方案中保护罩的应用，能够对光源起到一个保护作用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种后散射烟尘仪的校准结构，其特征在于，包括：基座、置于基座上的光源、信号收集装置和旋转校准机构；所述基座沿所述光源的光路传播方向依次设有贯通的透光孔和校准腔，使用时光源射出的激光光束依次通过透光孔和校准腔投射到测量区；所述基座还设有与所述校准腔连通的接收腔，所述信号收集装置设置在所述接收腔内，使用时通过信号收集装置接收被测量区内颗粒物反射回来的散射光以实现对颗粒物浓度的测量；所述旋转校准机构对应所述校准腔的位置可转动设置在所述基座上，且所述旋转校准机构的一端还插入在所述校准腔内，对应的，所述基座上设有一个配合旋转校准机构使用的通孔，使用时通过转动旋转校准机构实现对测量状态与校准状态之间的状态切换操作。

2.根据权利要求1所述的后散射烟尘仪的校准结构，其特征在于，所述旋转校准机构包括安装座、旋转轴、校准座和配合所述校准座使用的漫反射体；所述安装座套设在所述旋转轴上，所述安装座上呈圆周均匀设有四个弹性定位件，每个所述弹性定位件的输出端均朝向所述旋转轴，对应的，所述旋转轴对应每一所述弹性定位件的位置上均设有定位孔，其中一个定位孔对应的是零点校准位，与对应零点校准位的定位孔相对的一个定位孔对应的是满点校准位，另外两个定位孔中的一个或两个对应的是正常测量位；所述旋转轴通过所述安装座连接在所述基座上，所述旋转轴的一端插入在所述校准腔内；所述校准座设置在所述旋转轴处于校准腔内的一端上，所述校准座上设有一条跨标槽；所述漫反射体设置在所述校准座上，所述漫反射体与所述校准座之间设有空隙。

3.根据权利要求2所述的后散射烟尘仪的校准结构，其特征在于，所述旋转轴上还设有一根配合所述校准座使用的调整杆，所述调整杆通过螺纹连接的方式可转动设置在所述旋转轴上；使用时通过转动满点调整杆使得满点调整杆向上活动或向下活动以实现对挡光量的调节。

4.根据权利要求1所述的后散射烟尘仪的校准结构，其特征在于，该校准结构还包括保护罩，所述基座设有所述光源的一端插入在所述保护罩内，且所述保护罩与所述基座通过插拔连接的方式实现可拆卸式连接。

5.根据权利要求1所述的后散射烟尘仪的校准结构，其特征在于，所述光源为激光器，对应的，所述信号收集装置为光接收器。

Images