[其他]雙光束對測粉塵濃度法及其裝置

在審

• 申請號: 101985000009253
• 申請日: 1985-12-20
• 公開（公告）號: CN85109253B
• 公開（公告）日: 1988-11-23
• 發明（設計）人: 王澤章;孔慶林;岳建華
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力試驗研究所
• 代理公司: 呼和浩特北方科力專利代理有限公司
• 代理人: 李樹基

本發明涉及一種光學儀器，用于對各種物料粉塵的濃度進行自動和連續監測。其特征：Ａ，所選發射光源為兩個激光器；Ｂ，所用檢測方法是將該兩激光分別通過同步動作的兩組由光學取樣器、光電檢測器，前置放大器構成的光電轉換系統，先后完成對其光源強度在透過粉塵前的自檢和透過粉塵后的對測；Ｃ，而數據處理采用微計算機進行。因而本發明測濃精度高，綜合誤差低，測試結果不受外界多因素變化的影響，對元器件參數的穩定性要求不高，維護工作量少。

本發明涉及一種光學儀器，是關于對各種物料粉塵濃度進行自動和連續監測的方法及其裝置。

發明這種監測方法及其裝置，旨在針對目前了解到的國內外關于物料粉塵濃度的測量方法及裝置，無論在精度上，還是采用的原理上，均有這樣那樣的不足甚至缺點，直接影響到氣、固兩相流粉塵濃度的測量準確性，并且所用方法不十分可靠，因而研制出了雙光束對測法的測試技術，并以此制作了激光智能粉塵濃度計。

總括目前世界上眾多的監測裝置所采用的測量方法，基本上分作兩類：沉降法和非沉降法。沉降法的優點是可直接測量粉塵的質量濃度，但缺點一般不能做到連續和自動，精度也不高，且就目前多采用的等速取樣法、沖擊法、碰撞法、靜電捕臬法等。其采樣、測量、計算均得嚴格按規定程序進行，計算工作量大，時間長，操作繁雜，要求工況還須長時間穩定，因而它的使用具有很大的局限性;至非沉降法，是一種不直接接觸粉塵的測量法，雖然可以做到連續和自動測量，但目前的已有技術中，因其中包含的影響測試結果的未知因素太多，故而使精度也并不很高，自然，準確性也難以保證。

本發明雖也是一種采用光學原理的非沉降法的測濃裝置，但因采用了如下的三個技術結構特征，因而提高了測量精度，簡化了測量手續，保證了測量的可靠性。

首先本發明采用單色、能量集中、方向性好的激光源，激光的引入提高了儀器的分辨率和測濃靈敏度。并因所選波長避開了近紅外區，因而克服了粉塵中水份對示值的影響，也克服了因光源波長變化對示值精度的影響。

其次，本發明采用了雙光束對測法的結構特點。這種結構與已有的單光束測量法和單光分解式測量法相比，提高了測量精度，擴大了測濃范圍，并克服了光電檢測器件性能變化、放大器參數變化、電源電壓波動、發光器件衰老以及光學元件污染等的影響。

再次，本發明采用了微計算機進行數據處理，避開了通常的模擬儀表辦法，實現了對信號的迅速、準確、連續的運算處理和直接顯示打印各步驟運算結果。

因而，本發明方法是一個比較先進的技術構思，本發明裝置是一個比較理想的測濃裝置，實現了精、準、快的濃度測量，實現了自動和連續的技術要求。

根據本發明提供的測濃裝置，它包括兩個結構基本一致的發光檢測系統和一個單板信號處理系統，其結構原理框圖如圖一所示，圖中，1、1′為激光發射器，2、2′為擴束器，3、3′是光學取樣器，4、4′是凈化裝置，5、5′是光電檢測器，11為同步電機電源，6、6′為前置放大器，以上分別構成甲、乙兩個發光檢測系統。而微計算機7、打印機8、指示計錄表9和電源10組成了單板機信號處理系統。

所述激光發射器1、1′，取氦、氖激光器，其功率大小隨測濃范圍可以是任意的，其激光束走向可以直線布置、也可以用三棱鏡來轉折。本裝置采用了后一種形式。

所述擴束器2、2′，是一倒置的平行光管;由一凸凹鏡組和一雙凹透鏡構成，是為了擴大激光束用以克服粉塵粒徑分散度較寬對測濃精度的影響，擴大被測粉塵濃度的普遍性和代表性。本發明是將φ1mm的激光束擴大到了φ5mm。

所述光學取樣器3、3′，是兩個特殊結構的光學轉盤，該兩轉盤的形狀由圖3給出，似一帶把的盤蓋。在盤的斜側壁上，按90°間隔各開三個孔，直徑方向上的兩個孔a（a′）和c，（c′），可使光束徑直通過，而過圓心與此徑垂直的另一個孔b（b′），可使光束進入光學轉盤內壁由對側拋光鏡面M（M′）反射。兩光學取樣器分置甲乙兩個發光檢測系統內，由同步裝置帶動并配合動作，即可在一個測量周期內，相繼完成兩個自檢、兩個對測的取樣任務。