[發明專利]基于光纖連接的多種折射率顆粒粒徑多點測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201310272396.0
• 申請日: 2013-06-29
• 公開（公告）號: CN103364316A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 葛寶臻;劉俊杰;孟睿;鐘現奎;李斐
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明涉及一種以光纖傳輸激光作為顆粒粒徑監測探頭光源的多點測量系統，系統對顆粒粒徑的檢測結果受顆粒折射率的影響較小，以便實現在較大的環境內對顆粒物粒徑的多點同時測量，并降低不同顆粒物種類（折射率不同）對測量結果造成的誤差。

背景技術

在實際生產生活中，能實時監測空氣中顆粒物粒徑分布越來越重要。目前，監測空氣中顆粒物粒徑分布國內外通常采用的方法是通過一主控系統將放置在各點的功能完整的粒子計數器或相對結構簡化的粒子傳感器連接起來，將各點粒子計數器或傳感器探測到的信號通過數據傳輸線或無線方式傳輸到主機進行處理。

日本RION公司也開發了相應的多點采樣測量系統（RP-Monitor?K9461和RP?Monitor?EVO?K0505），該系統可將多種型號的粒子傳感器連接起來。這種方法簡便但是若要進行大量點測量則成本會大大提高。美國的Lighthouse“激光粒子監測系統”監測區安裝的粒子傳感器，每個傳感器都采用獨立光源，并且其氣路系統需要由單獨的真空泵提供，限制了粒子傳感器的使用距離，只適用于小區域的監測。德國WALAS公司也開發了一系列（Welas?Digital1000/2000/3000和Promo?System2000/3000系列）的多點采樣儀器。該系統也是通過光纖將散射光源導入到粒子傳感器中并通過光纖將散射光直接傳導出來。同美國的Lighthouse“激光粒子監測系統”一樣，該系統也需要由單獨的真空泵提供，限制了粒子傳感器的使用距離。Lighthouse和WALAS公司的多點采樣檢測裝置若要進行大范圍檢測則需要多臺氣泵，光源和主機控制。

在國內，蘇信凈化設備廠“多點式潔凈環境監測系統”類似于日本RION公司的多點采樣測量系統，將多種型號的粒子傳感器連接起來進行檢測。蘇州華達有限公司也推出了“BCJ-DD型多點監測系統”，類似于美國的Lighthouse“激光粒子監測系統”，但每個傳感器都有獨立的光源和氣泵，采用無線通訊。該系統的粒子傳感器結構相對復雜，成本相對更高，而且由于采用無線傳，輸信號容易受到干擾。華宇凈化設備有限公司生產潔凈度多點檢測系統，的每個探頭也是一個功能相對完整的計數器有獨立的光源和氣泵并帶有顯示器，通過數據線與主機連接。上述系統中的粒子傳感器結構都不簡單，不具備顆粒物粒子多點檢測系統傳感探頭模塊化、簡單化的特點。

發明內容

針對上述現有技術，本發明提供一種基于光纖連接的多種折射率顆粒粒徑多點測量裝置，采用光纖傳輸激光作為顆粒檢測探頭的光源，顆粒檢測探頭采用獨立的氣泵進樣，散射信號傳輸到處理終端實現數據的統一分析處理。相比目前的多點采集系統，本發明模塊化更強，將系統分成了光源、探測頭、信號處理終端。這樣既增強了系統的通用性，各部分器件的更換變得更加容易；也提高了探頭檢測的空間分布距離，適合在大空間范圍內進行顆粒的探測。

本發明專利采用的顆粒檢測探頭的光路設計適合于對多種折射率顆粒粒徑分布的探測，相比目前其他系統的檢測探頭，具有在多種折射率顆粒的探測中，粒徑測量結果精確度更高，適用性更廣的特點。適合于對空氣環境中顆粒成分復雜條件下的顆粒粒徑分布測量。