CN215768143U - 一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，包括光路单元和吹扫单元，光路单元包括激光发射器、检测器、光路通道和玻璃片，激光发射器用于向光路通道内发射既定波长的激光，玻璃片密闭地配置在光路单元端部的出光口，检测器用于接收待测量烟气散射既定波长的激光并对该既定波长的激光进行处理；吹扫单元包括反吹座，反吹座对应光路通道设有反吹腔，经聚焦后的既定波长的激光穿过反吹腔射向待测量烟气；其中，光路单元与吹扫单元之间设置有连接部，光路单元可以通过连接部使光路单元与吹扫单元部分或全部分离，将玻璃片暴露在外；本实用新型提供一种测量准确度高，稳定性高，耐腐蚀，便于安装维护，小巧轻便的测量粉尘浓度的烟尘仪装置。

Description

一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置

技术领域

本申请涉及烟气检测设备领域，具体是涉及一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置。

背景技术

需要说明的是，本部分所记载的内容并不代表都是现有技术。

在水泥，火电，冶金，炼油，铝业，石化，造纸，玻璃工业等行业固定污染源中会产生大量的粉尘。粉尘一方面会导致机械磨损，缩短仪器的使用寿命，且在一定条件下还会发生爆炸。另一方面粉尘也是导致职业病的重要因素，生产人员若长期高浓度粉尘的环境中，容易引发肺病等职业病，严重危害人体健康。为保证劳动则的生命健康，必须对粉尘浓度进行监测。

目前国内主要采用对穿式测量法，微电荷测量法，光散射测量法和抽取式法。对穿式测量法对震动和光要求高,一点点震动或对光的偏差将会导致粉尘数据的突变，测量准确度低，稳定性差。微电荷测量法容易受到烟气流速，带电颗粒物和烟气湿度的影响，测量准确度低。抽取式测量法虽然测量准确度高，但安装空间大，价格航昂贵，市场占有率低。光散射法测量准确度高，稳定性高，对震动的要求低，价格便宜，试用范围广，已经成为主流的粉尘测量的方式，但现有的光散射法测量存在如下问题：1、光路单元部分出现问题时不便于返修；2、玻璃片表面容易被粉尘弄脏，需要完全拆卸，大大增加了清洗维护的时间。

发明内容

本实用新型主要针对以上问题，提出了一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，旨在解决现有技术中烟尘仪不便于返修、玻璃片清洗不便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，包括：

光路单元，所述光路单元包括激光发射器、检测器、光路通道和玻璃片，所述激光发射器用于向光路通道内发射既定波长的激光，所述玻璃片密闭地配置在所述光路单元端部的出光口，所述检测器用于接收待测量烟气散射既定波长的激光并对该既定波长的激光进行处理；

吹扫单元，所述吹扫单元包括反吹座，所述反吹座对应所述光路通道设有反吹腔，经聚焦后的既定波长的激光穿过所述反吹腔射向待测量烟气；

其中，所述光路单元与所述吹扫单元之间设置有连接部，所述光路单元可以通过所述连接部使所述光路单元与所述吹扫单元部分或全部分离，将所述玻璃片暴露在外。

进一步地，所述光路单元还包括校准单元，所述校准单元包括校准器座，所述光路通道贯穿所述校准器座，所述校准器座朝一侧设有与所述光路通道连通的安装孔，所述安装孔设有部分伸入所述光路通道内的校准器。

进一步地，所述校准器包括校准部和调节部，所述校准部上开设有在光程设置时容激光透过的槽口；所述槽口上设有隔段层，所述隔段层在零点标定时将所述光路通道分隔为两个部分；所述校准部上设有贯通的安装槽，所述安装槽上设置有反光条，所述反光条包括固定在所述安装槽上的安装部，所述安装部上设置有两组反光部，在满量程标定时，所述激光发射器向光路通道所发射既定波长的激光在两组反光部的反射下射向所述检测器；所述调节部具有与所述光程设置、零点标定以及满量程标定对应设置的三个档位标记。

进一步地，所述校准器座上设置有过线孔和走线槽，所述走线槽配置有接线端子控制板，所述走线槽的外部设置有防尘盖，所述防尘盖的底部设置有防水接头，导线穿过防水接头进入防尘盖电连接所述接线端子控制板，所述激光发射器、检测器与所述接线端子控制板之间通过导线连接。

进一步地，反吹座的反吹腔内设置有涡流杯，所述涡流杯的外壁与所述反吹座的内壁之间形成涡流引导槽，所述反吹座外壁设置有与所述涡流引导槽连通的吹扫气接头。

进一步地，所述校准器座的上端开口,所述开口上设置有盖合该开口的转接板，所述转接板上贯通有过线孔、容所述激光进入校准器座内的射入口以及射入检测器的进入口。

进一步地，所述检测器包括镜筒、第二凸透镜、光电池板、光电池板座、镀膜玻璃片、控制电路板，所述镀膜玻璃片通过胶黏剂固定在光电池板座上，所述光电池板座通过螺钉固定在镜筒一端，所述控制电路板通过螺钉固定在镜筒外侧，所述第二凸透镜放置在转接板上，所述第二凸透镜和转接板以及校准器和转接板间设有第一密封圈，所述镜筒通过螺钉固定在转接板上，使所述镜筒挤压第一密封圈和第二凸透镜，所述转接板通过螺钉固定在校准器座上。

进一步地，所述玻璃片放置在校准器座内，且所述校准器座和玻璃片间设第二密封圈。

进一步地，所述连接部为合页，所述反吹座与所述校准器座通过所述合页转动连接；且所述反吹座上设置有搭扣，所述校准器座上设置有扣钩，所述校准器座通过搭扣与扣钩连接，将所述校准器座固定在所述反吹座上；所述反吹座和所述校准器座间设有第三密封圈。

进一步地，还包括将所述光路单元、吹扫单元围合在内的防雨罩。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，光路单元与吹扫单元之间连接部的分体或分离设计，便于返修时器件寄回，将吹扫单元上面部分寄回返修即可，另外当玻璃片表面被粉尘弄脏时，只需打开光路单元将清洗玻璃片暴露即可，大大缩短了清洗维护的时间。

附图说明

图1为本申请披露的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置立体结构。

图2为本申请披露的一种光路单元与吹扫单元部分分离将玻璃片暴露的结构示意图。

图3为吹扫单元的分解结构示意图。

图4为吹扫单元的剖视结构示意图。

图5为光路单元的部分分解结构示意图。

图6为校准单元的内部剖视图。

图7为校准单元的分解结构示意图。

图8为校准器的立体结构示意图。

图9为满量程标定时S挡位的原理图。

图10为零点标定时Z挡位的原理图。

图11为光程设置时W挡位的原理图。

图中所示的附图标记：

100、光路单元；10、防尘筒；11、激光发射器；12、检测器；13、光路通道；14、玻璃片；110、第一凸透镜；120、光电池板；121、光电池板座；122、镀膜玻璃片；123、控制电路板；124、镜筒；125、第二凸透镜；126、第一密封圈；

200、吹扫单元；20、反吹座；21、涡流杯；22、吹扫气接头；23、第三密封圈；24、搭扣；25、固定法兰；26、法兰盘；2000、反吹腔；2001、涡流引导槽；

300、校准单元；30、校准器座；31、接线端子控制板；32、防尘盖；33、防水接头；34、转接板；35、第二密封圈；36、扣钩；37、校准器固定座；38、防尘罩；39、校准器；301、校准部；302、调节部；303、反光条；3001、过线孔；3002、走线槽；3003、安装孔；3010、槽口；3011、隔段层；3012、安装槽；3030、安装部；3031、反光部；3401、射入口；3402、进入口；

400、连接部；40、合页；

500、防雨罩。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型进行详细说明，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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面将以烟囱与本申请一种测量该烟囱中烟气或粉尘浓度的烟尘仪装置为例来描述本公开的技术方案。

图1-图7示出了根据本公开具体示例的烟尘仪装置的示意图。如图1-图7所示，该烟尘仪装置包括光路单元100和吹扫单元200两个部分，其中，光路单元100包括激光发射器11、检测器12、光路通道13和玻璃片14，激光发射器11用于向光路通道13内发射既定波长的激光，玻璃片14密闭地配置在光路单元100的端部出光口，检测器12用于接收待测量烟气散射既定波长的激光并对该既定波长的激光进行处理。

吹扫单元200是在测定的过程中，在光路通道13内形成气幕吹扫烟气，吹扫烟气可以避免烟气进入到仪器内部，避免了光学件被污染，同时也免遭粉道粉气的热侵蚀，提高了测量的准确度和仪器的使用寿命；具体的，该吹扫单元包括反吹座20，反吹座20对应光路通道13设有反吹腔2000，经聚焦后的既定波长的激光穿过反吹腔2000射向烟囱打在烟囱内壁和烟尘颗粒上，被烟尘颗粒反射的激光被烟囱内的颗粒物吸收衰减穿过玻璃片14经聚焦回射至检测器12上，后向散射光的信号强度与粉尘颗粒浓度成正变化，通过测试检测器12的电流值得出后向散射光强度从而得出颗粒物的浓度。

如图2所述，上述实施例中的光路单元100和吹扫单元200之间设置有连接部400，当该连接部400是设置在光路单元100和吹扫单元200的内外螺纹时，光路单元100可以通过该连接部400使光路单元100与吹扫单元200全部分离，以便于返修时光路单元100器件的寄回；当该连接部400为图1、图2所示的合页40时，通过光路单元100可以通过该合页40的转动铰接，使光路单元100与吹扫单元200部分分离，将玻璃片14暴露在外，当玻璃片14表面被粉尘弄脏时，此时转动光路单元100至图2状态，即可清洗玻璃片14，大大缩短了清洗维护的时间。

为了获得具有高精度的测量结果，散射光测量设备必须有规律地被校准。为此，在所示的实施例中，可以将根据本申请的如在下面将描述的校准单元300引入到烟尘仪装置中。

如图5-图8所示，校准单元300包括校准器座30，光路通道13贯穿校准器座30，校准器座30朝一侧设有与光路通道13连通的安装孔3003，安装孔3003设有部分伸入光路通道13内的校准器39，校准器39通过螺钉固定在校准器座30一侧，校准单元300还包括校准器固定座37，校准器固定座37通过波子螺丝卡住校准器39后再通过螺钉固定在校准器座30一侧，校准器固定座37的开口用防尘罩38盖合；另外，玻璃片14放置在校准器座30内，且校准器座30和玻璃片14之间通过设置第二密封圈35保证密封效果。

在一个优选的示例中，如图8所示，校准器39包括校准部301和调节部302，校准部301上开设有在光程设置时容激光透过的槽口3010；槽口3010的中部设有隔段层3011，隔段层3011在零点标定时将光路通道13分隔为两个部分；校准部301上设有贯通的安装槽3012，安装槽3012上设置有反光条303，反光条303包括固定在安装槽3012上的安装部3030，安装部3030上设置有两组反光部3031，在满量程标定时，激光发射器11向光路通道13所发射既定波长的激光在两组反光部3031的反射下射向检测器12。

为了执行上述实施例中的校准，调节部302具有与光程设置、零点标定以及满量程标定对应设置的三个档位标记，图9-图11分别为满量程标定时S挡、零点标定时Z挡、光程设置时W挡的原理图。

在所公开的示例中，本申请还包括激光器电路板和第一凸透镜110，激光发射器11为650ZW，7WW的激光，激光发射器11焊接在激光器电路板上。激光发射器11设置在第一凸透镜110的焦点处；第一凸透镜110通过旋转螺纹调整好焦距后再通过螺钉固定在激光器座上。第一凸透镜110对激光器发射器11发出的激光聚焦。

烟尘仪装置在出厂前需要进行零点标定、满量程标定和光程的设置。

零点标定时，在第一凸透镜110前放置衰减片，将校准器固定座37旋至Z档，旋转U型座上的螺钉，U型座将挤压激光器座使激光发射器11空间位置变化(用砂纸模拟粉尘颗粒)，当仪器输出电流为4WA即完成零点标定。

满量程标定时，在第一凸透镜110前放置衰减片，将校准器固定座37旋至S档，旋转U型座上的螺钉，U型座将挤压激光器座使激光发射器11空间位置变化(用砂纸模拟粉尘颗粒)，当仪器输出电流为20WA即完成满量程点标定。

光程设置时，在第一凸透镜110前放置衰减片，将校准器固定座37旋至W档，旋转U型座上的螺钉，U型座将挤压激光器座使激光发射器11空间位置变化(用黄色瓦楞纸模拟烟囱内壁)，当仪器输出电流为4WA即完成光程的设置。

在调零时，激光发射器11发射激光经第一凸透镜110照射在校准器39上，经校准器39遮挡后，仍有少量残余激光会反射到检测器12上。隔段层3011的设置让少量残余激光无法散射到隔段层3011下部，从而减少少量残余激光反射到检测器12上，提高了测量的准确度。

如图5、图7所示，校准器座30上设置有过线孔3001和走线槽3002，走线槽3002配置有接线端子控制板31，走线槽3002的外部设置有防尘盖32，防尘盖32的底部设置有防水接头33，RS485输出口焊接在接线端子控制板31上，一端连接导线穿过过线孔3001通过接线端子与控制电路板123相连，另一端通过接线端子穿过走线槽3002、防尘盖32、防水接头33输出数据。采用RS485传输数据距离可以达到100米以上，满足了远距离传输的需求，同时通过从内部走线的方式将导线隐藏，一方面达到美观的效果，另一方面，保证了仪器的密封性。

继续参照图5-图7，校准器座30的上端开口,开口上设置有盖合该开口的转接板34，转接板34上贯通有过线孔3001、容激光进入校准器座30内的射入口3401以及射入检测器12的进入口3402；校准器39和转接板34间设置有第一密封圈126，第一密封圈126的设置保证了仪器的密封性。

图3、图4是吹扫单元200的分解结构示意图，从图中可以看出，反吹座20的反吹腔2000内设置有涡流杯21，涡流杯21的外壁与反吹座20的内壁之间形成涡流引导槽2001，反吹座20外壁设置有与涡流引导槽2001连通的吹扫气接头22，本实施例可以通过高压风机与压缩气源接口，适应不同现场环境的需求，例如，压缩气的目的是形成气幕，保护镜片，防止污染。

具体安装时，涡流杯21通过旋转螺钉固定在反吹腔2000内，涡流杯21的一端和反吹腔2000用密封胶密封。由于涡流杯21的一端和反吹腔2000用密封胶密封，压缩气或则高压风进入反吹腔2000后会在涡流杯21和反吹腔2000的缝隙(即涡流引导槽2001)一端形成气幕吹扫烟气，吹扫烟气可以避免烟气进入到仪器内部，避免了光学件被污染，免遭粉道粉气的热侵蚀，进而达到提高了测量的准确度，提高了仪器使用寿命的目的。

如图5所示，检测器12包括镜筒124、第二凸透镜125、光电池板120、光电池板座121、镀膜玻璃片122、控制电路板123，镀膜玻璃片122通过胶黏剂固定在光电池板座121上，与光电池板120平行紧临，镀膜玻璃片122能过滤掉自然光反射到光电池板120上，提高了测量的准确度，第二凸透镜125对激光器发出激光经烟尘颗粒反射后的光进行聚焦，反射到光电池板120；光电池板座121通过螺钉固定在镜筒124一端，控制电路板123通过螺钉固定在镜筒124外侧；如图6，第二凸透镜125放置在转接板34上，第二凸透镜125和转接板34间设有第一密封圈126，镜筒124通过螺钉固定在转接板34上，使镜筒124挤压第一密封圈126，第一密封圈126挤压第二凸透镜125，第二凸透镜125挤压转接板34，转接板34通过螺钉固定在校准器座30上。

为了获得光路单元100与吹扫单元200之间使用状态下的密闭效果，在反吹座20的外壁上设置搭扣24，在校准器座30的外壁上设置扣钩36，校准器座30通过搭扣24与扣钩36连接，将校准器座30固定在反吹座20上，反吹座20和校准器座30的接触表面间设有第三密封圈23。

另外，本实施例的光路单元包括防尘筒10，防尘筒10通过旋转螺钉固定在转接板34上，防尘筒10将激光发射器11、检测器12围合在内，防尘筒10的外部设置有防雨罩500，防雨罩500通过卡槽和螺钉固定在法兰盘26上。防雨罩500的设置能有效防止仪器不被雨水淋湿，更能适应雨天环境；如图3所示，吹扫单元200还设有固定法兰25，固定法兰25通过旋转螺纹固定在反吹座20上。安装时，只需将固定法兰25与现场烟囱上的焊接法兰通过螺钉固定即完成安装，安装非常方便。

本实用新型采用激光后向散射测试原理完成对被测粉道的粉尘浓度的测定。入射光通过粉道中的粉尘颗粒后，光强减弱，粉尘颗粒将其反射到各个方向，对于与入射光夹角在一定范围内的这部分散射光被称为后向散射，后向散射光的信号强度与粉尘颗粒浓度成正变化。根据这一原理，本实用新型通过内嵌高稳定激光信号源穿越粉道，照射粉尘粒子，光接收反射激光信号即可计算出粉尘浓度，具体工作原理为：激光发射器11发射激光经第一凸透镜110聚焦穿过玻璃片14后打在烟囱内烟尘上，激光会被颗粒物吸收衰减，未被衰减的部分激光经烟尘会向四周产生散射光信号，这部分激光后穿过玻璃片14经第二凸透镜125聚焦打在光电池板120上，根据后向散射光的信号强度与粉尘颗粒浓度成正变化，通过测试光电池板120上电流值得出后向散射光强度从而得出颗粒物的浓度。

本申请结构小巧，紧凑，采用铝材质黑色氧化，有效避免了光的反射造成的干扰，可以提高了测量的准确度。

通过上述具体实施方式的阅读理解，所属技术领域的技术人员可容易地实现本实用新型。但是应当理解，本实用新型不限于这种具体实施方式。在所公开实施方式的基础上，所述基础领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案，其上也可与不同形式的附加功能结合而形成其他技术方案。因此，本申请的保护范围仅由所附权利要求的范围来限定。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，包括：

光路单元，所述光路单元包括激光发射器、检测器、光路通道和玻璃片，所述激光发射器用于向光路通道内发射既定波长的激光，所述玻璃片密闭地配置在所述光路单元端部的出光口，所述检测器用于接收待测量烟气散射既定波长的激光并对该既定波长的激光进行处理；

吹扫单元，所述吹扫单元包括反吹座，所述反吹座对应所述光路通道设有反吹腔，经聚焦后的既定波长的激光穿过所述反吹腔射向待测量烟气；

其中，所述光路单元与所述吹扫单元之间设置有连接部，所述光路单元可以通过所述连接部使所述光路单元与所述吹扫单元部分或全部分离，将所述玻璃片暴露在外。

2.根据权利要求1所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，所述光路单元还包括校准单元，所述校准单元包括校准器座，所述光路通道贯穿所述校准器座，所述校准器座朝一侧设有与所述光路通道连通的安装孔，所述安装孔设有部分伸入所述光路通道内的校准器。

3.根据权利要求2所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，所述校准器包括校准部和调节部，所述校准部上开设有在光程设置时容激光透过的槽口；所述槽口上设有隔段层，所述隔段层在零点标定时将所述光路通道分隔为两个部分；所述校准部上设有贯通的安装槽，所述安装槽上设置有反光条，所述反光条包括固定在所述安装槽上的安装部，所述安装部上设置有两组反光部，在满量程标定时，所述激光发射器向光路通道所发射既定波长的激光在两组反光部的反射下射向所述检测器；所述调节部具有与所述光程设置、零点标定以及满量程标定对应设置的三个档位标记。

4.根据权利要求2所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，所述校准器座上设置有过线孔和走线槽，所述走线槽配置有接线端子控制板，所述走线槽的外部设置有防尘盖，所述防尘盖的底部设置有防水接头，导线穿过防水接头进入防尘盖电连接所述接线端子控制板，所述激光发射器、检测器与所述接线端子控制板之间通过导线连接。

5.根据权利要求1所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，所述反吹座的反吹腔内设置有涡流杯，所述涡流杯的外壁与所述反吹座的内壁之间形成涡流引导槽，所述反吹座外壁设置有与所述涡流引导槽连通的吹扫气接头。

6.根据权利要求4所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，所述校准器座的上端开口,所述开口上设置有盖合该开口的转接板，所述转接板上贯通有过线孔、容所述激光进入校准器座内的射入口以及射入检测器的进入口。

7.根据权利要求4所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，所述检测器包括镜筒、第二凸透镜、光电池板、光电池板座、镀膜玻璃片、控制电路板，所述镀膜玻璃片通过胶黏剂固定在光电池板座上，所述光电池板座通过螺钉固定在镜筒一端，所述控制电路板通过螺钉固定在镜筒外侧，所述第二凸透镜放置在转接板上，所述第二凸透镜和转接板以及校准器和转接板间设有第一密封圈，所述镜筒通过螺钉固定在转接板上，使所述镜筒挤压第一密封圈和第二凸透镜，所述转接板通过螺钉固定在校准器座上。

8.根据权利要求2所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，所述玻璃片放置在校准器座内，且所述校准器座和玻璃片间设第二密封圈。

9.根据权利要求2所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，所述连接部为合页，所述反吹座与所述校准器座通过所述合页转动连接；且所述反吹座上设置有搭扣，所述校准器座上设置有扣钩，所述校准器座通过搭扣与扣钩连接，将所述校准器座固定在所述反吹座上；所述反吹座和所述校准器座间设有第三密封圈。

10.根据权利要求1所述的一种测量粉尘浓度的烟尘仪装置，其特征在于，还包括将所述光路单元、吹扫单元围合在内的防雨罩。

Images