專利名稱：后散射型光電煤塵濃度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于煤炭開(kāi)釆 及水泥行業(yè)中的后散射型光電煤塵濃度傳感器。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外用光學(xué)法檢測(cè)煤塵濃度時(shí)，大多釆用透射法和散射法。但 其發(fā)射部分和接收部分均分別位于被探測(cè)區(qū)兩側(cè)，體積較大，應(yīng)用范圍受 限制。對(duì)于散射法而言，煤塵濃度傳感器按照光學(xué)反射原理可分為前散射 型、后散射型與前后相結(jié)合的雙向散射型。當(dāng)光發(fā)射器發(fā)出的光線的軸線
與光接收器接收的光軸線之間的夾角在90—180°之間時(shí)，為前散射型； 當(dāng)光發(fā)射器發(fā)出的光線的軸線與光接收器接收的光軸線之間的夾角在0— 90°之間時(shí)，為后散射型。光發(fā)射器的發(fā)射光路與光接收器的接收光路之 間的相交部分為探測(cè)區(qū)，煤塵濃度傳感器整體的體積大小直接決定于探測(cè) 區(qū)的最大尺寸。因而傳統(tǒng)的傳感器探測(cè)區(qū)均位于殼體內(nèi)部，整體體積都較 大。尤其是后散射型光電煤塵濃度傳感器，散射角度越小，對(duì)煙塵的響應(yīng) 輸出就越大，尤其是對(duì)煤塵的響應(yīng)特性越好。因而為提高傳感器的響應(yīng)性 能，就需較小散射角度，就必然增大其體積；為縮小體積以增大散射角度， 就必然減弱響應(yīng)性能?？傊瑐鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)空間與響應(yīng)性能之間不能得到 兼顧。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提 供一種后散射型光電煤塵濃度傳感器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且體積小巧，探測(cè)區(qū)位 于整個(gè)傳感器殼體之外，使傳感器結(jié)構(gòu)空間與探測(cè)性能兼得到有效解決。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種后散射型光電
煤塵濃度傳感器，其光電檢測(cè)部分包括光發(fā)射器3與發(fā)射透鏡4組成的發(fā) 射回路、光接收器7與接收透鏡4組成的接收回路以及線路板10,所述光 電檢測(cè)部分安裝在防爆殼體9的內(nèi)側(cè)上部，防爆殼體9頂部對(duì)應(yīng)設(shè)有開(kāi)口 且釆用透光窗8進(jìn)行密封，所述發(fā)射回路與接收回路左右對(duì)稱布設(shè)，二者 間的光軸相交于透光窗8之外且各自光軸與對(duì)稱軸之間的夾角均為5-20° ,線路板10上設(shè)置有對(duì)光發(fā)射器3發(fā)出光源進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制電路18與 對(duì)光接收器7接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)電路13。
作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述防爆殼體9內(nèi)部對(duì)應(yīng)發(fā)射回路與 接收回路設(shè)置有底座1,光發(fā)射器3與發(fā)射透鏡4以及光接收器7與接收透 鏡4均通過(guò)固定支架固定安裝在底座1上。
作為本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選方案，所述透光窗8為防塵玻璃。
作為本實(shí)用新型的又一種優(yōu)選方案，所述線路板10上還設(shè)置有放大電路 12、 A/D轉(zhuǎn)換電路14、主控芯片15與顯示電路17,光接收器7的接收信號(hào) 經(jīng)放大電路12放大后再輸入至解調(diào)電路13，經(jīng)解調(diào)電路13解調(diào)出的信號(hào)經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換電路14后輸入主控芯片15,主控芯片16經(jīng)過(guò)內(nèi)部運(yùn)算后將檢測(cè)結(jié) 果通過(guò)與其相接的顯示電路17進(jìn)行同步顯示，同時(shí)主控芯片實(shí)時(shí)將所檢測(cè)到 的粉塵濃度信號(hào)輸送至上位機(jī)16。
綜上，釆用本實(shí)用新型一種后散射型光電煤塵濃度傳感器，具有以下 優(yōu)點(diǎn)1、體型小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊合理；2、傳感器本身靈敏度高且密封 性能好，本身結(jié)構(gòu)對(duì)被測(cè)環(huán)境煤塵的影響小，尤其是彌散形的煤塵；3、搡 作簡(jiǎn)便，實(shí)用性強(qiáng)，其探測(cè)區(qū)設(shè)在整個(gè)傳感器殼體之外，能直接對(duì)外界的煤 塵作出較準(zhǔn)確地檢測(cè)，不需事先將被測(cè)煙塵等通過(guò)專用設(shè)備抽送至位于殼體 內(nèi)部的探測(cè)室內(nèi)；4、檢測(cè)更直接，檢測(cè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，由于其探測(cè)區(qū)位于整個(gè) 殼體之外，能直接進(jìn)行檢測(cè)；5、配置有防爆殼體，安全性能更高。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型后散射型光電煤塵濃度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用型新光電檢測(cè)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型探測(cè)區(qū)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實(shí)用新型線路板部分的電路框圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
l一底座； 4一發(fā)射透鏡； 7 —光接收器； IO—線路板； 13—解調(diào)電路; 16 —上位機(jī)；
2—發(fā)射支架； 5—接收透鏡； 8—防塵玻璃； ll一探測(cè)區(qū)； 14—A/D轉(zhuǎn)換電路 17 —顯示電路；
3 —光發(fā)射器； 6—接收支架； 9一防爆殼體； 12—放大電路; 15 —主控芯片; 19一振蕩電路。
具體實(shí)施方式
如圖l所示，所述后散射型光電煤塵濃度傳感器，其光電檢測(cè)部分包 括由光發(fā)射器3與發(fā)射透鏡4組成的發(fā)射回路及由光接收器7、接收透鏡 4組成的接收回路以及線路板10，且光電檢測(cè)部分安裝在防爆殼體9的內(nèi) 側(cè)上部。結(jié)合圖2，防爆殼體9內(nèi)部對(duì)應(yīng)發(fā)射回路與接收回路設(shè)置有底座 1，光發(fā)射器3與發(fā)射透鏡4、光接收器7與接收透鏡4分別通過(guò)發(fā)射支架 2、接收支架6固定安裝在底座1上。同時(shí)防爆殼體9頂部設(shè)有開(kāi)口且釆 用透光窗8即防塵玻璃進(jìn)行密封，發(fā)射回路與接收回路左右對(duì)稱布設(shè)。線 路板10上設(shè)置有對(duì)光發(fā)射器3發(fā)出光源進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制電路18與對(duì)光接 收器7接收到的相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)電路13。
如圖4所示，線路板10上還設(shè)置有放大電路12、 A/D轉(zhuǎn)換電路14、 主控芯片15與顯示電路17。光接收器7的接收信號(hào)經(jīng)放大電路12放大后 再輸入至解調(diào)電路13，經(jīng)解調(diào)電路13解調(diào)出的信號(hào)再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路14后輸入主控芯片15。主控芯片16經(jīng)過(guò)內(nèi)部運(yùn)算后將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)與其相
接的顯示電路17進(jìn)行同步顯示，即可直接從該顯示電路17讀出測(cè)試結(jié)果， 同時(shí)主控芯片實(shí)時(shí)將所檢測(cè)到的粉塵濃度信號(hào)輸送至上位機(jī)16。在本電路 中，通過(guò)供電部分分別為各用電電路提供電源，同時(shí)振蕩電路19給調(diào)制 電路18提供振源。正是由于其探測(cè)區(qū)11位于防爆殼體9之外，不可避免 的要受到外界雜散光的影響，為了消除這種影響，在發(fā)射電路中加入了常 規(guī)使用的光調(diào)制電路18，使光按一定的固有頻率變化。當(dāng)接收光路接收到 散射光信號(hào)后，通過(guò)常規(guī)使用的解調(diào)電路13只把發(fā)射電路中經(jīng)調(diào)制的隨 固有頻率變化的光信號(hào)解調(diào)出來(lái)。這樣，就解決了雜散光干擾的問(wèn)題。
如圖3所示，發(fā)射回路與接收回路之間的光軸相交于透光窗8之外且 各自光軸與對(duì)稱軸之間的夾角oc均為5 — 2(T之間，二者間所形成的探測(cè)區(qū) 11位于整個(gè)后散射型光電煤塵濃度傳感器的防爆殼體9即透光窗8即防塵 玻璃之外，圖中麗'MM'之間的區(qū)域即為探測(cè)區(qū)11,可見(jiàn)不同的散射角 度所形成的探測(cè)區(qū)11是不同的。正是由于探測(cè)區(qū)ll位于整個(gè)傳感器之外， 傳感器可以直接對(duì)外界的煤塵作出較準(zhǔn)確地檢測(cè)，不需事先將被測(cè)煙塵等通 過(guò)專用設(shè)備抽送至位于殼體內(nèi)部的探測(cè)室內(nèi)。因而其檢測(cè)相對(duì)更直接，檢測(cè) 數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非 限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而 不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種后散射型光電煤塵濃度傳感器，其光電檢測(cè)部分包括光發(fā)射器(3)與發(fā)射透鏡(4)組成的發(fā)射回路、光接收器(7)與接收透鏡(4)組成的接收回路以及線路板(10)，其特征在于所述光電檢測(cè)部分安裝在防爆殼體(9)的內(nèi)側(cè)上部，防爆殼體(9)頂部對(duì)應(yīng)設(shè)有開(kāi)口且采用透光窗(8)進(jìn)行密封，所述發(fā)射回路與接收回路左右對(duì)稱布設(shè)，二者間的光軸相交于透光窗(8)之外且各自光軸與對(duì)稱軸之間的夾角均為5-20°，線路板(10)上設(shè)置有對(duì)光發(fā)射器(3)發(fā)出光源進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制電路(18)與對(duì)光接收器(7)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)電路(13)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的后散射型光電煤塵濃度傳感器，其特征在于 所述防爆殼體(9)內(nèi)部對(duì)應(yīng)發(fā)射回路與接收回路設(shè)置有底座(1)，光發(fā) 射器(3)與發(fā)射透鏡(4)以及光接收器(7)與接收透鏡(4)均通過(guò)固 定支架固定安裝在底座(1)上。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的后散射型光電煤塵濃度傳感器，其特征 在于所述透光窗(8)為防塵玻璃。
4. 按照權(quán)利要求l或2所述的后散射型光電煤塵濃度傳感器，其特征 在于所述線路板(10 )上還設(shè)置有放大電路(12 ) 、 A/D轉(zhuǎn)換電路(14 )、 主控芯片(15)與顯示電路(17),光接收器(7)的接收信號(hào)經(jīng)放大電 路(12)放大后再輸入至解調(diào)電路(13),經(jīng)解調(diào)電路(13)解調(diào)出的信 號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路(14)后輸入主控芯片(15),主控芯片(16)經(jīng)過(guò)內(nèi) 部運(yùn)算后將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)與其相接的顯示電路(17)進(jìn)行同步顯示，同時(shí) 主控芯片實(shí)時(shí)將所檢測(cè)到的粉塵濃度信號(hào)輸送至上位機(jī)(16)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種后散射型光電煤塵濃度傳感器，其光電檢測(cè)部分包括由光發(fā)射器與發(fā)射透鏡組成的發(fā)射回路及由光接收器與接收透鏡組成的接收回路以及線路板，所述光電檢測(cè)部分安裝在防爆殼體的內(nèi)側(cè)上部，防爆殼體頂部設(shè)有開(kāi)口且采用透光窗進(jìn)行密封，發(fā)射回路與接收回路左右對(duì)稱布設(shè)，二者間的光軸相交于透光窗之外且各自光軸與對(duì)稱軸之間的夾角α均為5-20°，線路板上設(shè)置有對(duì)光發(fā)射器發(fā)出光源進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制電路與對(duì)光接收器接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)電路。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且體積小巧，探測(cè)區(qū)位于殼體之外，能直接對(duì)外界的煤塵作出較準(zhǔn)確地檢測(cè)，檢測(cè)更直接，檢測(cè)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，使傳感器結(jié)構(gòu)空間與探測(cè)性能兼得到有效解決。
文檔編號(hào)G01N15/06GK201138324SQ20072003306
公開(kāi)日2008年10月22日 申請(qǐng)日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者侯金鎖, 趙振鋒 申請(qǐng)人:西安勞特信息技術(shù)有限責(zé)任公司