CN2694264Y - 粉尘浓度测量装置 - Google Patents

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胥奎
隋金君
李德文
王树德
李智
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Abstract

本实用新型涉及一种粉尘浓度测量装置，包括测量窗，所述测量窗为带有进气嘴和出气嘴的密闭暗室，且进气嘴与出气嘴在同一轴线上并构成一负压的粉尘通道；在进气嘴与出气嘴构成的粉尘通道一侧的密闭暗室内还设置有一激光光源；在与进气嘴和出气嘴构成的粉尘通道正对的一侧的密闭暗室的管壁上设置有与光电倍增管连接的探头。本实用新型粉尘浓度测量装置，不污染测量窗、灵敏度高，广泛用于工矿、纺织、化工、粮食等粉尘作业场所的粉尘检测，可以检测总粉尘浓度、呼吸性粉尘浓度和地面环保测量的PM10粉尘浓度。

Description

粉尘浓度测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种粉尘测量的仪器，尤其是一种粉尘浓度测量装置。
背景技术
现有的粉尘浓度检测直读式仪表，特别是应用光学原理的粉尘检测仪表的测量窗很容易被粉尘污染，一旦测量窗被污染，将直接影响测量的准确度。目前为防止测量窗被粉尘污染，常采用直接清洗、用压缩空气吹洗、自动给予补偿等三种方法；用直接清洗的方法时，由于有些场所不可能拆开测量仪器，使得该法受到限制；用压缩空气吹洗时需要压缩空气，结构复杂，也不可能完全消除粉尘的污染；用自动给予补偿的方法，需要增加一路检测粉尘污染的探测器，既增加了成本又增加了电路的复杂性。以上这些方法在实际中都很难应用。
另外，在粉尘浓度的测量中，常用的方法有四种：压电晶体法、β射线吸收法、光吸收法和光散射法。用压电晶体法只能测量浓度低于10mg/m3的粉尘，而用β射线吸收法的测量周期长，上述两种方法都需要用滤膜等载体来采集粉尘，不适合用于粉尘的连续检测；光吸收法在粉尘浓度低于200mg/m3时测量误差大、灵敏度低；在粉尘浓度测量领域，运用光散射原理直接测量粉尘浓度是实现直读式连续检测粉尘浓度的有效方法，但由于散射光强信号非常微弱，用常规的方法很难采集到，在现有技术中，由于采用的探测器的灵敏度低，导致测量误差很大，大于30％，使得该类测量仪器的使用受到限制。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种不污染测量窗、灵敏度高的粉尘浓度测量装置。
本实用新型的目的是这样实现的：一种粉尘浓度测量装置，包括测量窗，其特征在于：所述测量窗为带有进气嘴和出气嘴的密闭暗室，且进气嘴与出气嘴在同一轴线上并构成一负压的粉尘通道；在进气嘴与出气嘴构成的粉尘通道一侧的密闭暗室内还设置有一激光光源；在与进气嘴与出气嘴构成的粉尘通道正对的一侧的密闭暗室的管壁上设置有与光电倍增管连接的探头。
本实用新型所述激光光源采用的是半导体激光器。
本实用新型所述进气嘴与出气嘴分别设置在密闭暗室的垂直轴线上，进气嘴在密闭暗室的上方，出气嘴在密闭暗室的下方，它们都固定在密闭暗室的管壁上。
本实用新型所述的出气嘴的下端连有抽气泵。
本实用新型所述的光电倍增管经固定架与所述的密闭暗室固定连接。
为了达到提高本实用新型检测灵敏度的目的，所述光电倍增管的探头从与半导体激光器的光路成一定的散射角的方向采集信号；所述光电倍增管由光阴极、阳极、聚焦环和多个倍增电极组成，该光电倍增管灵敏度高、增益倍数大、噪声小，非常适合微弱信号的检测。
本实用新型粉尘浓度测量装置，由探头采集到的散射光信号经光电倍增管倍增放大后输出至后续的控制电路。
本实用新型粉尘浓度测量装置，不污染测量窗、灵敏度高，广泛适用于工矿、纺织、化工、粮食等粉尘作业场所的粉尘检测，可以检测总粉尘浓度、呼吸性粉尘浓度和地面环保测量的PM10粉尘浓度。
附图说明
图1为本实用新型测量原理示意图；
图2为图1的A-A视图；
图3为本实用新型的总体结构示意图；
图4为图3的俯视图；
图5为图3的左视图；
图6为本实用新型光电倍增管结构简图。
具体实施方式
参见上述附图，本实用新型粉尘浓度测量装置，包括测量窗，其特征在于：所述测量窗为带有进气嘴2和出气嘴3的密闭暗室1，且进气嘴2与出气嘴3在同一轴线上并构成一负压的粉尘通道；在进气嘴2与出气嘴3构成的粉尘通道一侧的密闭暗室1内还设置有一激光光源4；在与进气嘴2和出气嘴3构成的粉尘通道正对的一侧的密闭暗室1的管壁上设置有与光电倍增管5连接的探头。
本实用新型粉尘浓度测量装置，所述激光光源4采用的是半导体激光器。
在本例中，所述进气嘴2与出气嘴3分别设置在密闭暗室1的垂直轴线上，进气嘴2在密闭暗室1的上方，出气嘴3在密闭暗室1的下方，它们都固定在密闭暗室1的管壁上。
在本例中，所述出气嘴3的下端连有抽气泵6，使得进气嘴2与出气嘴3能形成一负压粉尘通道。
本实用新型粉尘浓度测量装置，所述的光电倍增管5经固定架7与所述的密闭暗室1固定连接。
本实用新型粉尘浓度测量装置，在本实施例中，所述的与光电倍增管5连接的探头设置在与激光光源4的光路成90度角的方向上，且正对由进气嘴2与出气嘴3构成的粉尘通道。
本实用新型粉尘浓度测量装置，所述的激光光源4为常规半导体激光器，所述的光电倍增管5为常规的光电倍增管。
进一步参见图1可以得知，含尘气流7在抽气泵6的负压作用下，由进气嘴2进入密闭暗室1的粉尘通道，在与抽气泵6连通的出气嘴3负压的作用下，含尘气流7进入出气嘴3，最后由抽气泵6抽出；由于整个密闭暗室1是密闭的，并处于一种负压状态，当粉尘从进气嘴2进入密闭暗室1的粉尘通道后，粉尘不会扩散，并形成一稳定的“含尘气柱”，该“含尘气柱”将整体通过粉尘通道，由抽气泵6抽出出气嘴3，因此整个测量窗不会受到粉尘污染。
如图6，为了达到提高本实用新型检测灵敏度的目的，本实施例采用光电倍增管5的探头从与半导体激光器4的光路成90度的散射角的方向采集信号；本例采用的光电倍增管5由光阴极52、阳极53、聚焦环54和多个倍增电极55组成，当具有适当波长的光子射到光阴极52时便引发光电子发射，这些光电子在电场的作用下飞向阳极53，沿途被各倍增电极55放大，该光电倍增管5灵敏度高、增益倍数大、噪声小，非常适合微弱信号的检测。
本实用新型粉尘浓度测量装置，由探头采集到的散射光信号经光电倍增管5倍增放大后输出至后续的控制电路。

Claims (9)

1、一种粉尘浓度测量装置，包括测量窗，其特征在于：所述测量窗为带有进气嘴(2)和出气嘴(3)的密闭暗室(1)，且进气嘴(2)与出气嘴(3)在同一轴线上并构成一负压的粉尘通道；在进气嘴(2)与出气嘴(3)构成的粉尘通道一侧的密闭暗室(1)内还设置有一激光光源(4)；在与进气嘴(2)和出气嘴(3)构成的粉尘通道正对的一侧的密闭暗室(1)的管壁上设置有与光电倍增管(5)连接的探头。
2、如权利要求1所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述激光光源(4)采用的是半导体激光器。
3、如权利要求1所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述进气嘴(2)与出气嘴(3)分别设置在密闭暗室(1)的垂直轴线上，进气嘴(2)在密闭暗室(1)的上方，出气嘴(3)在密闭暗室(1)的下方，它们都固定在密闭暗室(1)的管壁上。
4、如权利要求1或3所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述出气嘴(3)的下端连有抽气泵(6)。
5、如权利要求1所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述的光电倍增管(5)经固定架(7)与所述的密闭暗室(1)固定连接。
6、如权利要求1所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述的与光电倍增管(5)连接的探头设置在与激光光源(4)的光路成一散射角的方向上。
7、如权利要求6所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述的与光电倍增管(5)连接的探头设置在与激光光源(4)的光路成90度的散射角的方向上。
8、如权利要求1所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述光电倍增管(5)由光阴极(52)、阳极(53)、聚焦环(54)和多个倍增电极(55)组成。
9、如权利要求1或2所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述的半导体激光器为常规半导体激光器，所述的光电倍增管(5)为常规的光电倍增管。
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