CN215931603U - 一种激光散射油烟在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光散射油烟在线监测装置，属于餐饮油烟气体在线监测装置领域，包括检测柜和检测组件，检测组件包括激光发射器、光感应元件、聚光板和激光收集组件，检测柜的内部底端安装有激光发射器，检测柜的内部一侧侧壁安装有光感应元件，靠近光感应元件的一侧安装有聚光板，激光发射器发射有激光，激光穿入激光收集组件中，检测柜的内部安装有控制面板，天线安装于检测柜的底面上，通过在检测柜内部安装基于光散射测量法的单色光源(激光)与光探测器，使光探测器配合聚光板，能够对烟油进行检测处理，适用于测量成分确定且粒径分布稳定集中的油烟颗粒物，具有响应迅速、精度高、检出限高、量程高、零点漂移低等优点。

Description

一种激光散射油烟在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及餐饮油烟气体在线监测装置技术领域，具体为一种激光散射油烟在线监测装置。

背景技术

目前餐饮业油烟在线监测仪一般采用原理有扩散式的红外线光谱法、激光散射法，但是行业的扩散式红外线光谱法无法避免水分的干扰，数据波动大，准确性不高，传感器需要频繁进行清洗维护，传感器易损。

激光散射法是光学法测粒技术中发展最迅速，最丰富的分支，它的主要原理是基于某散射角度范围的颗粒群散射光信号的强度，涨落等参数来推得颗粒浓度，静态光散射法，通过测量散射化强值就可以直接求得颗粒浓度，根据散射角的大小，又可将静态光散射法分成前向光散射法和后向光散射法。

目前城管和环保部门监测餐饮企业油烟排放是否超标，油烟浓度多少，数据无法估量，只能通过第三方监测公司进行检测，这样成本高，周期长，耗人工，效率慢，且经常收到油烟扰民投诉。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光散射油烟在线监测装置，通过在检测柜内部安装基于光散射测量法的单色光源(激光)与光探测器，使光探测器配合聚光板，能够对烟油进行检测处理，非常适用于测量成分确定且粒径分布稳定集中的油烟颗粒物，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种激光散射油烟在线监测装置，包括检测柜和检测组件，所述检测柜的底端分别安装有进气管和出气管，所述检测组件包括激光发射器、光感应元件、聚光板和激光收集组件，所述检测柜的内部底端安装有激光发射器，所述检测柜的内部一侧侧壁安装有光感应元件，靠近所述光感应元件的一侧安装有聚光板，所述激光发射器发射有激光，所述激光穿入激光收集组件中，所述检测柜的内部安装有控制面板，所述控制面板的信号输出端与天线电性连接，所述天线安装于检测柜的底面上。

优选的，所述检测柜的另一侧侧壁通过铰链与柜门转动连接，所述柜门的侧壁安装有显示屏，所述显示屏与控制面板电性的输出端电性连接，所述柜门的侧壁安装有门锁。

优选的，所述进气管与连接管的一端通过箍环固定安装，所述连接管的另一端通过箍环与传感器探棒的底端固定安装，所述传感器探棒的底部设置有固定三角架。

优选的，所述激光收集组件包括激光处理盒、光陷阱反射板和光冷却板，所述检测柜的内部安装有激光处理盒，所述激光处理盒的内部一端安装有光陷阱反射板，所述激光处理盒的内部另一端侧壁设置有光冷却板。

优选的，所述光陷阱反射板呈45°倾斜设置于激光处理盒的内部一端，所述激光通过光陷阱反射板的折射投影到光冷却板上。

优选的，所述聚光板呈弧形设置，所述聚光板与光感应元件以激光为中线对称设置于检测柜的内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供一种激光散射油烟在线监测装置，采用激光散射检测原理，能快速、实时的检测烟道内的油烟以及颗粒物、非甲烷总烃浓度。并实现对餐饮企业油烟的排放浓度、净化器系统运行状态等指标进行24小时全方位在线监控，整机模块化设计，便于定期清洗和维护。通讯采有2G/4G无线传输，可通过微信小程序、APP或者PC客户端对管辖区域餐饮企业进行管理和治理。

2、本实用新型提供一种激光散射油烟在线监测装置，通过监测通道的单色光源激光与光探测器90°直角，当向样品进入监测通道中与激光交汇处产生散射光，光探测器接收这一光学的变化，将其转化为电信号，经过放大处理再被传送到监测器上显示。该方法非常适用于测量成分确定且粒径分布稳定集中的油烟颗粒物，通过特殊的结构设计，油烟浓度在线监控仪具有响应迅速、精度高、检出限高、量程高、零点漂移低等优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的检测柜的内部结构示意图；

图3为本实用新型的电流转换模块电路图；

图4为本实用新型的括红外探头采集信号输入模块端口电路图；

图5为本实用新型的TTL电平转换模块电路图；

图6为本实用新型的数据显示接口和输出信号放大模块电路图；

图7为本实用新型的2g/4G通信模块和SIM卡接口电路图；

图8为本实用新型的CPU数据处理模块电路图；

图9为本实用新型的信号指示灯模块电路图；

图10为本实用新型的散射折射角度视图。

图中标号：1、检测柜；2、柜门；3、显示屏；4、门锁；5、天线；6、进气管；7、连接管；8、固定三角架；9、传感器探棒；10、出气管；11、电源线；12、激光发射器；13、激光；14、光感应元件；15、聚光板；16、激光处理盒；17、光陷阱反射板；18、光冷却板；19、控制面板。

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。

本实用新型提供了如图1～10所示的一种激光散射油烟在线监测装置，包括检测柜1和检测组件，检测柜1的底端分别安装有进气管6和出气管10，检测柜1的内部底端安装有激光发射器12，检测组件包括激光发射器12、光感应元件14、聚光板15和激光收集组件，检测柜1的内部一侧侧壁安装光感应元件14，靠近光感应元件14的一侧安装有聚光板15，激光发射器12发射有激光13，激光13穿入激光收集组件中，检测柜1的内部安装有控制面板19，控制面板19的信号输出端与天线5电性连接，天线5安装于检测柜1的底面上，控制面板19通过RS485通讯接口配合天线5的作用，使被检测信号能够通过天线5转换为通讯信号发射出去。

检测柜1的另一侧侧壁通过铰链与柜门2转动连接，柜门2的侧壁安装有显示屏3，柜门2的侧壁安装有门锁4，通过检测柜1配合柜门2的作用，能够使内部检测组件进行保护处理，从而能够防水，防尘，防晒设计，适合户外安装使用，显示屏3与控制面板19电性的输出端电性连接，通过将显示屏3安装在柜门2上，能够直观的观察到油烟机中的烟油含量。

进气管6与连接管7的一端通过箍环固定安装，连接管7的另一端通过箍环与传感器探棒9的底端固定安装，传感器探棒9的底部设置有固定三角架8，通过固定三角架8能够将传感器探棒9安装于油烟机的出烟处，以对油烟机排放油烟进行收集。

聚光板15呈弧形设置，聚光板15与光感应元件14以激光13为中线对称设置于检测柜1的内部，光感应元件14为光电探测器，光电探测器与聚光板15之间组成检测通道，激光13与光电探测器呈90°，当样品进入通过传感器探棒9，进入到连接管7中，通过连接管7进入到进气管6中，经过进气管6上的过滤罐过滤后，外置过滤罐，可过滤大颗粒灰尘和油滴水雾，减少对外界因素干扰，确保数据准确，延长探头的使用寿命，样品通过检测通道与激光13交汇产生散射光，光探测器接收散射光，将其转化为电信号，经过控制面板19的处理器放大处理再传送到显示器上显示，激光13进入到激光处理盒16中，经过光陷阱反射板17的作用，将激光13进行折射处理，最后通过光冷却板18进行收集。

激光收集组件包括激光处理盒16、光陷阱反射板17和光冷却板18，检测柜1的内部安装有激光处理盒16，激光处理盒16的内部一端安装有光陷阱反射板17，激光处理盒16的内部另一端侧壁设置有光冷却板18，光陷阱反射板17呈45°倾斜设置于激光处理盒16的内部一端，激光13通过光陷阱反射板17的折射投影到光冷却板18上，光陷阱反射板17配合光冷却板18将激光13后续进行处理收集，防止激光13在检测柜1内部发生漫反射，而影响光电探测器与聚光板15检测精准度。

控制面板19包括红外探头采集信号输入模块端口、电流转换模块、TTL电平转换模块、数据显示接口、输出信号放大模块、2g/4G通信模块、SIM卡接口、RS232通集电平转换模块、信号指示灯模块和CPU数据处理模块，CPU数据处理模块采用为USR-WH-GM5型号，通过数据显示接口与显示屏3的信号输入线进行对接，并通过输出放大模块将接入的电信号进行放大处理，通过电流转换模块将电源线11接入的电流电压转换为控制面板19可用电流，通过TTL电平转换模块上RS485通信接口将烟油浓度数据接入，通过2g/4G通信模块上的SIM卡接口，可插入SIM卡，并通过g/4G通信模块配合天线5作用，使控制面板19能够联网，从而能够通过远程控制端，如微信小程序、APP或者PC客户端，对管辖区域餐饮企业进行管理和治理。

本检测组件采用国际公认的大气颗粒物检测方法-光散射测量法，该方法中监测通道的单色光源激光13与光探测器90°直角，当向样品进入监测通道中与激光13交汇处产生散射光，光探测器接收这一光学的变化，将其转化为电信号，经过放大处理再被传送到监测器上显示，该方法非常适用于测量成分确定且粒径分布稳定集中的油烟颗粒物，设备采用散射积分法进行计算，通过对颗粒群的散射光强进行探测，并对全散射角范围内的散光光强进行角度积分，即可获得颗粒浓度值。散射积分法基于Fraunhofer衍射理论，即当颗粒粒径远大于入射光束的波长时适用，它最大的优势就是无需预知粒径分布，也无需考虑颗粒折射率的影响，如图10所示，由于油烟颗粒物群的粒子直径的不确定性，会导致计算结果存在较高误差，但通过分析散射光波形可以计算出不同的散射角以区分粒子大小，在单位时间内将PM1.0、PM2.5、PM10的粒子大小进行分类存储，在通过公式进行计算，公式为：

其中，S为测量区域的长度，A为光路的横截面积。

浓度模型的分区与过滤；

其余超出PM10部分不储存进行过滤删除处理。计算结果引入常数作为最终与实验室设备比对校准，引入商铺类型、风量、安装位置可以进行最终校对，3个分区储存单元的单位数值可以对照下表总商铺类型进行计算校对；

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种激光散射油烟在线监测装置，包括检测柜(1)和检测组件，其特征在于：所述检测柜(1)的底端分别安装有进气管(6)和出气管(10)，所述检测组件包括激光发射器(12)、光感应元件(14)、聚光板(15)和激光收集组件，所述检测柜(1)的内部底端安装有激光发射器(12)，所述检测柜(1)的内部一侧侧壁安装有光感应元件(14)，靠近所述光感应元件(14)的一侧安装有聚光板(15)，所述激光发射器(12)发射有激光(13)，所述激光(13)穿入激光收集组件中，所述检测柜(1)的内部安装有控制面板(19)，所述控制面板(19)的信号输出端与天线(5)电性连接，所述天线(5)安装于检测柜(1)的底面上。

2.根据权利要求1所述的一种激光散射油烟在线监测装置，其特征在于：所述检测柜(1)的另一侧侧壁通过铰链与柜门(2)转动连接，所述柜门(2)的侧壁安装有显示屏(3)，所述显示屏(3)与控制面板(19)电性的输出端电性连接，所述柜门(2)的侧壁安装有门锁(4)。

3.根据权利要求1所述的一种激光散射油烟在线监测装置，其特征在于：所述进气管(6)与连接管(7)的一端通过箍环固定安装，所述连接管(7)的另一端通过箍环与传感器探棒(9)的底端固定安装，所述传感器探棒(9)的底部设置有固定三角架(8)。

4.根据权利要求1所述的一种激光散射油烟在线监测装置，其特征在于：所述激光收集组件包括激光处理盒(16)、光陷阱反射板(17)和光冷却板(18)，所述检测柜(1)的内部安装有激光处理盒(16)，所述激光处理盒(16)的内部一端安装有光陷阱反射板(17)，所述激光处理盒(16)的内部另一端侧壁设置有光冷却板(18)。

5.根据权利要求4所述的一种激光散射油烟在线监测装置，其特征在于：所述光陷阱反射板(17)呈45°倾斜设置于激光处理盒(16)的内部一端，所述激光(13)通过光陷阱反射板(17)的折射投影到光冷却板(18)上。

6.根据权利要求1所述的一种激光散射油烟在线监测装置，其特征在于：所述聚光板(15)呈弧形设置，所述聚光板(15)与光感应元件(14)以激光(13)为中线对称设置于检测柜(1)的内部。

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