[實用新型]新型激光后散射法測量粉塵濃度智能傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220375450.5
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN202793978U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王華
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽皖儀科技股份有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G01N21/49
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

????本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種新型激光后散射法測量粉塵濃度智能傳感器。

背景技術(shù)

激光粉塵濃度智能傳感器融合當前較為先進的光機電一體的智能傳感器，是以當代最新光學技術(shù)為前導(dǎo)，結(jié)合機械自動化并集成微處理器具有對小信號采集處理和信息交換能力的智能傳感器。采用激光后向散射方法，通過粉塵對光散射強度快速準確有效反映出粉塵濃度大小。

激光粉塵濃度智能傳感器主要用于面向?qū)﹄姀S、鋼廠、水泥廠、石化廠煙道中排放污染物中粉塵濃度的檢測；面粉廠、紡織廠等環(huán)境中大氣粉塵濃度檢測；礦下易燃易爆粉塵檢測。

目前國內(nèi)外采用光學法測量粉塵濃度的傳感器主要有光透射法和散射法兩種，光透射法有一定局限性首先是安裝要求比較高安裝在工業(yè)煙囪上的時候發(fā)射端和接收端開孔必須足夠同軸，否則接收端接收到的光強會受到影響，煙囪震動等外界干擾嚴重影響測量精度其次是只適合與高濃度的粉塵環(huán)境檢測，低濃度時達不到精度要求已經(jīng)不能滿足當前形勢發(fā)展逐漸被散熱法所替代。傳統(tǒng)散射法粉塵濃度傳感器體積較大，光路設(shè)計復(fù)雜，生產(chǎn)過程復(fù)雜成本比較高，可維護性比較差；由于粉塵濃度傳感器工作環(huán)境復(fù)雜，傳統(tǒng)傳感器難以有效克服作業(yè)現(xiàn)場鏡片污染問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種新型激光后散射法測量粉塵濃度智能傳感器。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種新型激光后散射法測量粉塵濃度智能傳感器，包括有微處理器、一端開口另一端成階梯狀的外殼和法蘭，所述的法蘭與所述的外殼開口的一端相連且法蘭伸入到煙道內(nèi)，所述的外殼的一側(cè)壁上開有氣體入口，在所述外殼階梯狀一端的外側(cè)上部固定有相連接的半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電路板和激光器，所述的微處理器固定在所述的半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電路板上，微處理器調(diào)節(jié)所述激光器發(fā)射激光，在外殼二級階梯處開有一窗口，窗口的后方設(shè)有平面鏡一，所述的激光器以一定的角度發(fā)射激光經(jīng)過此窗口并穿過平面鏡一射進煙道內(nèi)，煙道內(nèi)的粉塵將激光散射回外殼內(nèi)部，在散射光前方光路上依次設(shè)有平面鏡二、聚焦透鏡和光接收器，散射光穿過聚焦透鏡后被聚焦并被光接收器接收，光接收器將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后并將電信號傳輸進所述的微處理器內(nèi)，微處理器將信號放大并濾波處理，通過得到的電壓信號、預(yù)存的電壓信號與粉塵濃度的比例關(guān)系，計算出粉塵的濃度。

在所述的光接收器和聚焦透鏡之間設(shè)有濾光片，可以有效防止其他雜光干擾。

所述的激光器發(fā)射激光的角度是根據(jù)現(xiàn)場工況調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電路板來調(diào)節(jié)角度大小的。

本實用新型的工作原理是：由激光器發(fā)出激光并沿著一定角度θ射入煙道內(nèi)，在煙道內(nèi)由粉塵顆粒散射回的光信號進入，θ角度可根據(jù)現(xiàn)場工況來調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電路板驅(qū)動板來適應(yīng)各種復(fù)雜工況。外殼的一側(cè)上的氣體入口是為了防止粉塵顆粒污染光學鏡片，從此氣體入口通入壓縮空氣，會在所述的兩個平面鏡前形成干凈的氣體隔離膜來阻擋粉塵的污染。

本實用新型采用650nm激光器作為光源通過微處理器特殊算法將光源恒光強輸出，為了防止雜光干擾并將光信號調(diào)制，經(jīng)過光學聚焦并平行后轉(zhuǎn)成平行光提高了能量，將光以一定傾斜角θ射入被測煙道區(qū)，經(jīng)煙塵散射回的光經(jīng)過聚焦鏡片聚焦到接收器轉(zhuǎn)換成電信號再加一濾光片可以有效防止其他雜光干擾，再由微處理器將信號放大濾波處理后轉(zhuǎn)換成粉塵濃度。

????本實用新型的優(yōu)點是：本實用新型利用干凈的壓縮空氣對傳感器光路吹掃在光路前端形成一段穩(wěn)定可靠的氣柱對光路部分和粉塵及污染氣源實現(xiàn)有效的隔離防止光路污染，大大提高了傳感器的穩(wěn)定性和精度，減少了維護成本，具有體積小，光路結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單可靠，方便安裝維護等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式