[發明專利]一種散貨煤炭堆場粉塵顆粒物自動監測裝置

有效

• 申請號: 201710693221.5
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107340211B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 吳沙坪;劉豪;孔偉;季曦;劉劍;沈卓
• 申請（專利權）人: 中交第三航務工程勘察設計院有限公司;中國科學院上海技術物理研究所杭州大江東空間信息技術研究所;華能太倉港務有限責任公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 上?；ロ槍＠硎聞账?普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發明涉及煤炭領域。一種散貨煤炭堆場粉塵顆粒物自動監測裝置，包括一可通過光學方法進行粉塵濃度測量的粉塵監測裝置，其特征在于，所述粉塵監測裝置包括一激光探測雷達，所述激光探測雷達以脈沖激光器為光源，脈沖寬度納秒級，通過探測空氣中不同距離的煤炭顆粒物散射信號來獲取煤炭顆粒物污染的分布，實現煤炭堆場上空水平范圍內顆粒物污染濃度的實時掃測。本發明以雷達粉塵監測裝置，比起常規傳感器檢測網，不僅具備了自動監測煤炭粉塵顆粒物的濃度，而且能對煤炭堆場內普通傳感器不能部署的區域進行監測。

技術領域

本發明涉及煤炭領域，具體涉及一種自動監測裝置。

背景技術

目前，國內外測量粉塵濃度設備按其測定方法主要方法大致分為2類：①采樣法，即使用采樣器采樣，通過稱重和計算得出粉塵濃度值；②采用非取樣法，即利用光散射或光吸收等方法快速測塵，直接讀粉塵濃度。其中光散射法是通過測量顆粒受到光照射后發出的散射光信號的大小來測量顆粒的質量濃度。其工作原理是：來自光源的光束照射到粉塵區，發生光的散射，與顆粒濃度相關的散射光信號由光電接收器接收并轉換為電信號，經放大器放大后送入微處理器進行處理、計算，即可得到粉塵的濃度。光散射法由于具有測量速度快，測量范圍廣，重復性好，自動化程度高，能夠實現在線測量等優點，目前在氣象、公共衛生、勞動衛生、大氣污染等領域得到了廣泛應用。

我國港口煤炭散貨堆場大多為露天堆存，企業一般自身也沒有配置煤炭粉塵的監測設施。長久以來未見任何有針對較大范圍堆場的露天煤炭粉塵顆粒物進行實時監測的設備或儀器的實際應用。由于沒有實時的科學數據支持，造成了港口露天堆場的環保手段僅憑人工的經驗，其環保效果不盡人如意。

發明內容

本發明的目的在于提供一種散貨煤炭堆場粉塵顆粒物自動監測裝置，以解決上述技術問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種散貨煤炭堆場粉塵顆粒物自動監測裝置，包括一可通過光學方法進行粉塵濃度測量的粉塵監測裝置，其特征在于，所述粉塵監測裝置包括一激光探測雷達，所述激光探測雷達以脈沖激光器為光源，脈沖寬度納秒級，通過探測空氣中不同距離的煤炭顆粒物散射信號來獲取煤炭顆粒物污染的分布，實現煤炭堆場上空水平范圍內顆粒物污染濃度的實時掃測。

本發明以雷達粉塵監測裝置，比起常規傳感器檢測網，不僅具備了自動監測煤炭粉塵顆粒物的濃度，而且能對煤炭堆場內普通傳感器不能部署的區域進行監測。特別適用于港口煤炭露天堆場的粉塵監控裝置。尤其是對我國大型港口煤炭露天堆場來說，具有非常好的技術發展前景和市場應用空間。

所述激光探測雷達還包括一激光發射模塊、一激光接收模塊，激光發射模塊包括一用于產生脈沖光束的激光器，激光接收模塊包括一望遠鏡；

所述激光探測雷達還包括一發射/接收光軸控制模塊，所述發射/接收光軸控制模塊使激光束與望遠鏡光軸重合。

激光器優選采用Nd:YAG激光器。激光發射模塊還可以設有能量監測用的能量監測裝置、光束指向控制的方向控制機構等部件。能量監測裝置包括光束取樣鏡片和積分球，激光發射模塊通過光束取樣鏡片和積分球可以實時監測發射激光的能量。激光發射模塊優選是一能夠產生激光雷達所需要的高能量激光，并對激光光斑進行整形，對激光器輸出能量進行監視，并具備激光束指向自動調節能力的激光發射模塊。

所述望遠鏡優選直徑150mm的望遠鏡，所述望遠鏡鍍金膜，1064nm反射率在95％以上。

激光接收模塊在接收光路上自遠至近依次設有光闌、準直透鏡、窄帶濾光片組、分光鏡、匯聚透鏡、探測器。并監視發射/接收光軸對準情況，主要部件包括接收望遠鏡、分光光路、探測器等部件。

所述激光器發出的光路上設有依次擴束鏡、電控反光鏡；Nd:YAG激光器產生的激光，經擴束鏡擴束后，被電控反射鏡反射出去，所述電控反射鏡安裝在望遠鏡副鏡處；