專利名稱：粉塵濃度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明粉塵濃度傳感器涉及是一種對粉塵濃度進行長時間連續(xù)監(jiān)測并即時顯示粉塵濃度值，同時轉(zhuǎn)成頻率信號輸出的傳感器，供安全監(jiān)控系統(tǒng)使用，主要用于各種粉塵作業(yè)場所總粉塵連續(xù)監(jiān)測，公共場所等環(huán)境監(jiān)測。
背景技術(shù)：
目前對于粉塵濃度的測量，主要采用粉塵采樣器和直讀式測塵儀。前者利用濾膜計重法原理抽取一定體積的含塵空氣，粉塵被捕集在濾膜上，根據(jù)濾膜上增加的粉塵質(zhì)量，再利用公式計算出單位體積空氣中的粉塵質(zhì)量濃度，具有操作麻煩，粉塵濃度值要通過計算才能出來的缺點；后者利用間接方法如光散射、β源吸收等原理，利用采樣器進行標定，可即時顯示測量出粉塵濃度值來，但工作時間短，測量次數(shù)有限，不能夠?qū)Ψ蹓m連續(xù)監(jiān)測，只能作為常規(guī)便攜式測塵儀使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服目前粉塵濃度儀表不能即時顯示和連續(xù)監(jiān)測的問題，提供了一種粉塵濃度傳感器，能夠?qū)Ψ蹓m濃度即時測量顯示，并轉(zhuǎn)換成頻率信號輸出，供安全監(jiān)測系統(tǒng)使用，而且能夠在粉塵環(huán)境條件下長時間連續(xù)工作。
粉塵濃度傳感器是采取以下方案實現(xiàn)的粉塵濃度傳感器的結(jié)構(gòu)由外殼、粉塵采樣頭、粉塵室、風機、光電接受裝置組成。粉塵室裝在外殼內(nèi)，粉塵采樣頭設(shè)置在粉塵室一側(cè)，風機安裝在粉塵室另一側(cè)，光電接受裝置設(shè)置在粉塵室上部。外殼前側(cè)設(shè)置有顯示操作面板，顯示操作面板上設(shè)有數(shù)碼顯示屏、工作狀態(tài)指示燈、功能操作按鍵。
粉塵采樣頭包括進氣嘴、采樣管、光源、分離器，進氣嘴裝在采樣管前端，采樣管固定在粉塵室上側(cè)，分離器裝在采樣管內(nèi)。光源裝在分離器內(nèi)部。分離器具有進氣蓋，進氣蓋上設(shè)置有若干個進氣孔。分離器前端設(shè)有光源安裝座，光源可裝在分離器前部光源安裝座上，光源可采用激光光源。
粉塵室設(shè)有隔板，在粉塵室相對于采樣管另一側(cè)安裝有光陷，光陷與發(fā)光源在同一軸線上。光陷設(shè)置有光吸收筒，光吸收筒內(nèi)壁進行噴黑漆處理。
風機為葉輪式離心風機，風機裝有無刷微型直流電機。風機進風管與粉塵室相連通，風機進風管連接有排塵管，將吸入粉塵室的粉塵排出。
光電接收裝置包括光源座、光源架、光源密封套、光電倍增管。光源座裝在粉塵室上部，光源架裝置在光源座上部，光源架內(nèi)裝有光電倍增管，光源密封套裝在光電倍增管外部。光源架下部設(shè)置有狹縫板，光源座與粉塵室連通。
工作原理粉塵濃度傳感器外部含塵空氣在風機的吸引下進入粉塵采樣頭的進氣嘴，經(jīng)分離器遮掉外部光線進入粉塵室(暗室)。在粉塵室(暗室)內(nèi)，光源發(fā)出的平行光與受光部的視野成直角交叉構(gòu)成靈敏區(qū)，粉塵通過靈敏區(qū)時，其90℃方向散射光透過狹縫射進來由光電倍增管接收并轉(zhuǎn)換成光電流，經(jīng)與粉塵濃度傳感器相配置的傳感器檢測電子線路中的光電流積分電路轉(zhuǎn)換成與散射光成正比的電信號，通過放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路輸入單片機，單片機計算出粉塵的質(zhì)量濃度，并顯示操作面板上設(shè)有數(shù)碼顯示屏顯示和信號輸出。
粉塵濃度傳感器設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，采用無刷微型直流電機、離心風機組成的抽氣系統(tǒng)，連續(xù)不斷地在暗室中形成浮游粉塵。利用在粉塵性質(zhì)一定的條件下，給暗室里的浮游粉塵照射光時，粉塵的散射光強正比于質(zhì)量濃度的原理，將散射光強度轉(zhuǎn)換成電信號，從而計算出粉塵的相對質(zhì)量濃度。通過預(yù)置K值可直接計算出粉塵的質(zhì)量濃度，計算出的粉塵質(zhì)量濃度通過數(shù)碼管直接顯示并轉(zhuǎn)換成頻率信號輸出，供礦井監(jiān)測系統(tǒng)或其他監(jiān)控系統(tǒng)使用。其測量快速準確、靈敏度高、性能穩(wěn)定、可預(yù)置K值、直接顯示并輸出粉塵質(zhì)量濃度。
本發(fā)明的有益效果是1、測量范圍大0.1mg/m3～1000mg/m3；2、兼容性強可接入各類煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，利于粉塵濃度的監(jiān)測管理；3、防爆型式礦用本質(zhì)安全型，防爆標志ExibI，可使用在含有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下；4、免維護功能本產(chǎn)品長期使用不用除塵維護，減輕用戶工作量；5、電機工作壽命長電機采用進口新型微電機，連續(xù)工作時間在三年以上；6、超限報警具有粉塵濃度超限報警功能；7、適用性廣適用于各種粉塵監(jiān)測，即時顯示測量值，并輸出標準頻率信號；8、外形美觀體積小，操作方便，性能穩(wěn)定，技術(shù)指標達到國際標準。


以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是粉塵濃度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是粉塵濃度傳感器的顯示操作面板示意圖。
附圖中編號1.隔板、2.風機、3.微型直流電機、4.光陷、5.光吸收筒、6.光源密封套、7.光電倍增管、8.光源架、9.狹縫板、10.光源座、11.分離器、12.光源、13.光源安裝座、14.進氣嘴、15.進氣蓋、16.采樣管、17.外殼、18.粉塵室、19.顯示操作面板、20.數(shù)碼顯示屏、21.工作狀態(tài)指示燈、22.功能操作按鍵。
具體實施例方式
參照附圖1、2，粉塵濃度傳感器的結(jié)構(gòu)由外殼17、粉塵采樣頭、粉塵室18、風機2、光電接受裝置組成。粉塵室18裝在外殼17內(nèi)，粉塵采樣頭設(shè)置在粉塵室18一側(cè)，風機2安裝在粉塵室另一側(cè)，光電接受裝置設(shè)置在粉塵室18上部。外殼17前側(cè)設(shè)置有顯示操作面板19，顯示操作面板19上設(shè)有數(shù)碼顯示屏20、工作狀態(tài)指示燈21、功能操作按鍵22。
粉塵采樣頭包括進氣嘴14、采樣管16、光源12、分離器11，進氣嘴14裝在采樣管16前端，采樣管16固定在粉塵室18上側(cè)，分離器11裝在采樣管16內(nèi)。光源12裝在分離器內(nèi)部。分離器11具有進氣蓋15，進氣蓋15上設(shè)置有若干個進氣孔。分離器11前端設(shè)有光源安裝座13，光源12裝在分離器前部光源安裝座13上，光源12可采用激光光源。
粉塵室18設(shè)有隔板1，在粉塵室18相對于采樣管16另一側(cè)安裝有光陷4，光陷4與光源12在同一軸線上。光陷4設(shè)置有光吸收筒5，光吸收筒5內(nèi)壁進行噴黑漆處理。
風機2為葉輪式離心風機，風機2裝有無刷微型直流電機3。風機2進風管與粉塵室18相連通，風機2進風管連接有排塵管，將吸入粉塵室18的粉塵排出。
光電接收裝置包括光源座10、光源架8、光源密封套6、光電倍增管7。光源座10裝在粉塵室18上部，光源架8裝置在光源座10上部，光源架8內(nèi)裝有光電倍增管7，光源密封套6裝在光電倍增管7外部。光源架8下部設(shè)置有狹縫板9，狹縫板9上設(shè)有透光狹縫，光源座10與粉塵室18連通。
權(quán)利要求
1.一種粉塵濃度傳感器，其特征在于結(jié)構(gòu)由外殼、粉塵采樣頭、粉塵室、風機、光電接受裝置組成；粉塵室裝在外殼內(nèi)，粉塵采樣頭設(shè)置在粉塵室一側(cè)，風機安裝在粉塵室另一側(cè)，光電接受裝置設(shè)置在粉塵室上部；粉塵采樣頭包括進氣嘴、采樣管、光源、分離器，進氣嘴裝在采樣管前端，采樣管固定在粉塵室上側(cè)，分離器裝在采樣管內(nèi)；光源裝在分離器內(nèi)部；在粉塵室相對于采樣管另一側(cè)安裝有光陷；光電接收裝置包括光源座、光源架、光源密封套、光電倍增管，光源座裝在粉塵室上部，光源架裝置在光源座上部，光源架內(nèi)裝有光電倍增管，光源密封套裝在光電倍增管外部，光源架下部設(shè)置有狹縫板，光源座與粉塵室連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵濃度傳感器，其特征在于外殼前側(cè)設(shè)置有顯示操作面板，顯示操作面板上設(shè)有數(shù)碼顯示屏、工作狀態(tài)指示燈、功能操作按鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵濃度傳感器，其特征在于分離器具有進氣蓋，進氣蓋上設(shè)置有若干個進氣孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵濃度傳感器，其特征在于分離器前端設(shè)有光源安裝座，光源裝在分離器前部光源安裝座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵濃度傳感器，其特征在于粉塵室設(shè)有隔板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵濃度傳感器，其特征在于光陷與光源在同一軸線上，光陷設(shè)置有光吸收筒，光吸收筒內(nèi)壁進行噴黑漆處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉塵濃度傳感器，其特征在于風機為葉輪式離心風機，風機裝有無刷微型直流電機，風機進風管與粉塵室相連通，風機進風管連接有排塵管。
全文摘要
本發(fā)明粉塵濃度傳感器涉及是一種對粉塵濃度進行長時間連續(xù)監(jiān)測并即時顯示粉塵濃度值，同時轉(zhuǎn)成頻率信號輸出的傳感器。結(jié)構(gòu)由外殼、粉塵采樣頭、粉塵室、風機、光電接受裝置組成；粉塵室裝在外殼內(nèi)，粉塵采樣頭設(shè)置在粉塵室一側(cè)，風機安裝在粉塵室另一側(cè)，光電接受裝置設(shè)置在粉塵室上部；粉塵采樣頭包括進氣嘴、采樣管、光源、分離器，進氣嘴裝在采樣管前端，采樣管固定在粉塵室上側(cè)，分離器裝在采樣管內(nèi)；光源裝在分離器內(nèi)部；在粉塵室相對于采樣管另一側(cè)安裝有光陷；光電接收裝置包括光源座、光源架、光源密封套、光電倍增管，光源座裝在粉塵室上部，光源架裝置在光源座上部，光源架內(nèi)裝有光電倍增管，光源密封套裝在光電倍增管外部。
文檔編號G01N21/53GK1959374SQ200610097850
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者孫強, 孫超 申請人:南京富鄴科技有限公司