[發明專利]一種反射式光纖粉塵濃度測量系統

有效

• 申請號: 201710039563.5
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106769738B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 劉海強
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 深圳國海智峰知識產權代理事務所(普通合伙) 44489
• 代理人: 劉軍鋒

1.一種反射式光纖粉塵濃度測量系統，其特征在于，包括測量部分、光源部分、定向耦合器部分、信號轉換部分，所述光源部分、所述信號轉換部分分別與所述定向耦合器部分連接，所述測量部分與所述定向耦合器部分通過光纖連接，所述測量部分位于測量現場，所述測量部分遠離所述光源部分、所述信號轉換部分、所述定向耦合器部分；所述測量部分包括激光調整端、衰減區、反射端，

所述激光調整端與所述反射端之間為所述衰減區，所述衰減區內為含有粉塵的待測氣體；

所述光源部分產生激光并將激光傳送至所述定向耦合器部分，所述定向耦合器部分通過所述光纖將激光傳送至所述測量部分，激光進入所述測量部分后，首先通過所述激光調整端的調整，然后射入所述衰減區進行測量衰減，再垂直射入所述反射端，所述反射端將激光反射并依次穿過所述衰減區、所述激光調整端后由所述光纖傳輸回所述定向耦合器部分，所述定向耦合器部分將反射后的激光傳輸至所述信號轉換部分；其中：

所述定向耦合器部分包括第一定向耦合器與第二定向耦合器，所述光纖包括第一光纖與第二光纖，所述信號轉換部分包括第一探測器與第二探測器，所述第一定向耦合器、所述第二定向耦合器分別與所述光源部分連接，所述第一定向耦合器與所述第一光纖的首端連接，所述第二定向耦合器與所述第二光纖的首端連接，所述第一光纖與所述第二光纖的末端均與所述激光調整端連接；所述第一探測器與所述第一定向耦合器連接，所述第二探測器與所述第二定向耦合器連接，所述第一探測器與所述第二探測器將接收到的光信號轉化為電信號；

所述光源部分包括依次連接的激光器、耦合器、分束器，所述激光器發射激光并經過所述耦合器耦合后傳入所述分束器，所述分束器將激光分為第一光路與第二光路，所述第一光路進入所述第一定向耦合器后經所述第一光纖傳輸至所述激光調整端，所述第二光路進入所述第二定向耦合器后經所述第二光纖傳輸至所述激光調整端；

所述激光調整端包括第一激光調整端、第二激光調整端，所述衰減區分為第一衰減區、第二衰減區，所述反射端包括第一反射端、第二反射端，所述第一衰減區位于所述第一激光調整端與所述第一反射端之間，所述第二衰減區位于所述第二激光調整端與所述第二反射端之間；所述第一激光調整端與所述第一光纖末端連接，所述第二激光調整端與所述第二光纖末端連接；所述第一光路由所述第一激光調整端調整后傳輸至所述第一衰減區進行衰減，測量衰減后的所述第一光路垂直射入所述第一反射端，所述第二光路由所述第二激光調整端調整后傳輸至所述第二衰減區進行衰減，測量衰減后的所述第二光路垂直射入所述第二反射端；所述第一光路在所述第一衰減區的光程大于所述第二光路在所述第二衰減區的光程；

所述第一激光調整端包括第一準直器與第一平透鏡，所述第二激光調整端包括第二準直器與第二平透鏡，所述第一光路經過所述第一準直器準直后由所述第一平透鏡射出并射入所述第一衰減區；所述第二光路經過所述第二準直器準直后由所述第二平透鏡輸出并射入所述第二衰減區。

2.如權利要求1所述的一種反射式光纖粉塵濃度測量系統，其特征在于,所述測量部分還包括連接桿，其中：

所述激光調整端與所述反射端通過所述連接桿固定連接。

3.如權利要求2所述的一種反射式光纖粉塵濃度測量系統，其特征在于,所述第一反射端包括第三平透鏡與第一反射鏡，所述第二反射端包括第四平透鏡與第二反射鏡，其中：

所述第一反射鏡安裝在所述第三平透鏡之后，所述第二反射鏡安裝在所述第四平透鏡之后；

所述第一光路經過所述第一衰減區衰減后從所述第三平透鏡射入所述第一反射鏡，所述第二光路經過所述第二衰減區衰減后從所述第四平透鏡射入所述第二反射鏡。

4.如權利要求3所述的一種反射式光纖粉塵濃度測量系統，其特征在于，所述第一激光調整端還包括第一單透鏡整形器，所述第二激光調整端還包括第二單透鏡整形器，其中：

所述第一單透鏡整形器安裝在所述第一準直器與所述第一平透鏡之間，所述第一光路經所述第一準直器準直后，經所述第一單透鏡整形器將激光能量均勻化再通過所述第一平透鏡照射到所述第一衰減區；

所述第二單透鏡整形器安裝在所述第二準直器與所述第二平透鏡之間，所述第二光路經所述第二準直器準直后，經所述第二單透鏡整形器將激光能量均勻化再通過所述第二平透鏡照射到所述第二衰減區。

5.如權利要求1至4任一項所述的一種反射式光纖粉塵濃度測量系統，其特征在于,還包括數據處理部分，其中：

所述數據處理部分與所述第一探測器與所述第二探測器連接，所述第一探測器與所述第二探測器將電信號發送至所述數據處理部分進行處理。