[實用新型]一種粉塵濃度傳感器

有效

• 申請號: 201721006767.0
• 申請日: 2017-08-13
• 公開（公告）號: CN207231961U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 張輝;樊少武;安賽;姚海飛;王海燕;李丹;李宏艷;劉學
• 申請（專利權）人: 煤炭科學技術研究院有限公司
• 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

技術領域

本實用新型涉及一種粉塵濃度傳感器。

背景技術

目前，國內外已經開發了多種監測設備用以監測煤礦粉塵濃度，但這些設備均是在不同程度上實現了煤礦全塵的實時在線監測，當總粉塵濃度達到設定極限值才報警，才要求對工作區域采取降塵措施，實際上對于預防塵肺病并沒有實際意義。

現有技術中還沒有全面或更具有預防塵肺病價值的監測儀器。

實用新型內容

本實用新型提供了一種粉塵濃度傳感器，能夠較為精確的監測呼塵濃度，用于解決目前粉塵監測實際意義差的技術問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種粉塵濃度傳感器，包括：傳感單元本體、呼塵接收模塊、全塵接收模塊、光源和控制單元；所述傳感單元本體設置有預監測氣體通道，所述呼塵接收模塊、所述全塵接收模塊和所述光源處于同一平面，所述呼塵接收模塊與所述光源呈45°夾角，所述全塵接收模塊與所述光源呈135°夾角。所述呼塵接收模塊和所述全塵接收模塊用于接收所述預監測氣體通道內粉塵的散射光，輸出光強信號給所述控制單元，所述控制單元根據輸出光強信號計算粉塵濃度。

根據物理光學理論中Ｍｉｅ氏散射理論，大小不同顆粒的散射光強在空間各方向的分布是不均勻的，單個顆粒在空間范圍(0～360°)的光強分布與粉塵顆粒粒徑有關。當粉塵顆粒粒徑較小時(ｄ≤0.1μｍ)，符合瑞利散射條件，散射特性曲線較平穩,各個方向散射光強變化不大。但隨著粉塵顆粒粒徑的增大，散射角θ對散射光強的影響很大，前向散射光強最大。本實用新型采用前向散射測量全塵濃度，利用前向散射和后向散射的光強分布與粉塵顆粒粒徑有關的理論，計算得到呼塵濃度。

在上述粉塵濃度傳感器中，所述傳感單元本體采用套筒結構，套筒中心為預監測氣體通道，套筒設置有夾層，用于放置所述呼塵接收模塊、所述全塵接收模塊和所述光源，套筒兩端進行防水密閉，所述呼塵接收模塊、所述全塵接收模塊和所述光源設置于套筒軸向橫切面內。

上述粉塵濃度傳感器還包括光陷阱，所述光陷阱與所述光源呈180°夾角。

上述粉塵濃度傳感器還包括氣源，在工作時，潔凈氣體經所述氣源釋放，通過氣管流通至所述呼塵接收模塊、所述全塵接收模塊、所述光源處，實現清潔處理。

在具體清潔傳感器時，吹離的灰塵通過所述傳感單元本體的預監測氣體通道快速排除。同時傳感器正常工作時，采樣空氣可通過光陷阱采用自然沉降方式將部分粉塵排出傳感器。

在上述粉塵濃度傳感器中，所述控制單元包括傳感單元接口、顯示通訊接口、外部電源接口和內部MCU電路。

在上述粉塵濃度傳感器中，所述控制單元與所述呼塵接收模塊、所述全塵接收模塊和所述光源通過線纜連接。

本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

（1）本實用新型提供的一種粉塵濃度傳感器，由于同時設置有呼塵接收模塊和全塵接收模塊，利用前向散射和后向散射的光強分布與粉塵顆粒粒徑有關的理論，精確確定了呼塵接收模塊、全塵接收模塊和光源的空間關系，因此，本實用新型能夠較為精確的監測呼塵濃度，進而為塵肺病預防提供更為精確的監測數據。

（2）本實用新型提供的一種粉塵濃度傳感器，由于連接煤礦井下潔凈空氣氣源，并將傳感單元本體設置為套管結構和設置有光陷阱，與光源、呼塵接收模塊和全塵接收模塊通過氣管連接，因此，本實用新型能夠有效防止殘留在傳感器內的粉塵對光學系統的污染。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中

圖1是本實用新型一種粉塵濃度傳感器的結構示意圖。

圖中標記為： 1-傳感單元本體，2-呼塵接收模塊，3-全塵接收模塊，4-光源，5-光陷阱，6-控制單元，7-氣源。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

圖1顯示的是本實用新型一種粉塵濃度傳感器的優選實例。

所述粉塵濃度傳感器，包括：傳感單元本體1、呼塵接收模塊2、全塵接收模塊3、光源4、光陷阱5、控制單元6和氣源7。

所述傳感單元本體1設置有預監測氣體通道，所述呼塵接收模塊2、所述全塵接收模塊3和所述光源4處于同一平面，所述呼塵接收模塊2與所述光源4呈45°夾角，所述全塵接收模塊3與所述光源4呈135°夾角；所述光陷阱5與所述光源4呈180°夾角。