[發明專利]氣體顆粒物測量裝置

無效

• 申請號: 201310418060.0
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN104422643A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 張卿
• 申請（專利權）人: 張卿
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種能夠快速、自動測量氣體中顆粒物含量的顆粒物測量裝置，能夠應用于需要進行氣體中顆粒物含量測量的各種場合。

背景技術

目前，現有氣體中顆粒物測量儀器大致有三種，一種是利用濾膜過濾氣體中顆粒物，然后根據過濾前后質量差和流經濾膜的氣體體積得出氣體中顆粒物含量，該方法精度較高，但是測量操作繁瑣，自動化程度低；二是利用氣體中顆粒物對光的散射進行測量，該方法自動化程度高，但是精度低；三是利用白色反光濾膜收集待測氣體中的顆粒物，再通過測量白色反光濾膜的反射率的變化和流經濾膜的體積計算出顆粒物含量，該方法自動化程度高，精度較高，但是需要預先獲得氣體中顆粒物的反射特性，否則將出現較大誤差。

發明內容

為了提高氣體顆粒物測量精度和自動化程度，本發明提供一種氣體中顆粒物測量裝置，用抽氣泵使己知體積的氣體同時流經反射率較高的反光濾膜和反射率較低的吸光濾膜，反光濾膜和吸光濾膜過濾氣體中的顆粒物，利用光源照射反光濾膜和吸光濾膜，反光濾膜的反射光強隨著顆粒物的沉積增加而減小，吸光濾膜的反射光強隨著顆粒物的沉積增加而增加，并且反光濾膜和吸光濾膜對氣流的阻力比為固定值，因此流經反光濾膜和吸光濾膜的氣體體積比為固定值，可以分別計算出流經反光濾膜和吸光濾膜的氣體體積。利用光電探測及數據處理裝置分別測出反光濾膜和吸光的反射光強變化，從而計算出氣體中顆粒物含量。采用該方法無需對濾膜稱重，還可以采用帶狀濾膜和濾膜輸送裝置，間歇輸送濾膜從而實現長時間多次自動化測量。并且，和散射法測量氣體中顆粒物方法相比，具有較高的測量精度。由于該裝置考慮了氣體中顆粒物的對光的反射和吸收，因此不會受到顆粒物反射率的影響。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

1.一種氣體顆粒物濃度測量裝置，由帶有通氣孔的濾膜基座、反光濾膜、吸光濾膜、抽氣泵及流量測量裝置、光源、光電探測及數據處理裝置構成，其特征為：反光濾膜和吸光濾膜蓋緊在濾膜基座的通氣孔上，濾膜基座的通氣孔和抽氣泵及流量測量裝置相連，光源發出的光能夠照射到反光濾膜和吸光濾膜上，光電探測及數據處理裝置能夠探測反光濾膜和吸光濾膜反射的光強度值并進行數據處理。

2.根據權利要求1所述反光濾膜，其特征為：對特定波長反射率大于90％的濾膜；

3.根據權利要求1所述吸光濾膜，其特征為：對特定波長反射率小于10％的濾膜；

4.根據權利要求1所述反光濾膜和吸光濾膜，其特征為：反光濾膜和吸光濾膜為各自獨立的濾膜，兩種濾膜對氣流的阻力比值為定值；

5.根據權利要求1所述反光濾膜和吸光濾膜，其特征為：反光濾膜和吸光濾膜為同一濾膜的不同部分，且兩部分對氣流的阻力比為定值；

6.根據權利要求1所述濾膜基座，其特征為：反光濾膜和吸光濾膜覆蓋的通氣孔為兩個或兩個以上的孔且氣路相通；

7.根據權利要求1所述濾膜基座，其特征為：反光濾膜和吸光濾膜覆蓋的通氣孔為一個孔；

8.根據權利要求1所述抽氣泵及流量測量裝置，其特征為：能夠對濾膜基座的通氣孔進行抽氣并且能夠測量出流經反光濾膜和吸光濾膜的氣體體積。

利用抽氣泵及流量測量裝置抽取已知體積的待測氣體經反光濾膜和吸光濾膜，由于反光濾膜和吸光濾膜對氣流的阻力比固定，因此可以分別計算出流經反光濾膜和吸光濾膜的氣體體積。使用光源照射反光濾膜和吸光濾膜，通過光電傳感器分別得到的反光濾膜和吸光濾膜反射的光強度變化數值，結合流經反光濾膜和吸光濾膜的氣體的體積，即可計算出被測氣體中顆粒物的含量。

本發明的有益效果是，結構簡單，測量精度高，能夠實現氣體中顆粒物的自動測量。

附圖說明

附圖為本發明示意圖，下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。

圖中1.抽氣泵及流量測量裝置；2.濾膜基座；3.反光濾膜；4.光源；5.光電探測及數據處理裝置；6.吸光濾膜。

具體實施方式

在圖中，反光濾膜3和吸光濾膜6安裝在濾膜基座2的通氣孔上，在濾膜基座2的反光濾膜3和吸光濾膜6同側一定距離上安裝有光源4和光電探測及數據處理裝置5，其中光源4能夠發射光波照射到反光濾膜3和吸光濾膜6上，而光電探測及數據處理裝置5能夠分別收集并探測反光濾膜3和吸光濾膜6反射的光強度數值并由進行數據處理。利用抽氣泵及流量測量裝置1使已知體積的被測氣體流經反光濾膜3和吸光濾膜6，被測氣體中的顆粒物會沉積在反光濾膜3和吸光濾膜6上，并且反光濾膜3和吸光濾膜6上沉積的顆粒物的量和流經該濾膜的待測氣體體積及待測氣體中顆粒物的含量成正比。由于顆粒物具有一定的反射率和吸收率，光源4照射到反光濾膜3上的光一部分被吸收，另外一部分被反射，由于反光濾膜3具有比顆粒物高的反射率，因此反光濾膜3上沉積的顆粒物越多，則反射回去的光強越低(若顆粒物反射率與反光濾膜3相等，則反射光強不變)；同理由于吸光濾膜6具有比顆粒物低的反射率，因此吸光濾膜6上沉積的顆粒物越多，則反射回的光強越高(若顆粒物反射率等于吸光濾膜，則反射光強不變)。通過光電探測及數據處理裝置5可以分別獲得反光濾膜3由顆粒物的吸光特性造成的反射強度降低的數值，以及吸光濾膜6上由顆粒物的反射增加的光強度數值。由于反光濾膜3和吸光濾膜6具有固定的對氣流的阻力，因此可以根據流經反光濾膜3和吸光濾膜6上的總的氣體體積分別計算出流經反光濾膜3的氣體體積以及流經吸光濾膜6的氣體體積。利用流經反光濾膜3的氣體體積和流經吸光濾膜6的氣體體積，以及反光濾膜3和吸光濾膜6反射的光強的變化數值，就能夠得出待測氣體中任意反射特性的顆粒物的含量。