一種具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置，包括：光發(fā)射器、光發(fā)射管道、光吸收管道、光電接收器和可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。光發(fā)射器位于粉塵檢測裝置的一端，適于發(fā)射光束到光發(fā)射管道；光發(fā)射管道的一端與光發(fā)射器連接，另一端與光吸收管道之間設(shè)置有供粉塵煙氣通過的間隙；光電接收器接收光發(fā)射管道射出、經(jīng)煙氣粉塵散射后的光信號。可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括推桿、透鏡、透鏡支座、彈性部件和支架；其中，透鏡支座的中部與支架鉸接，其第一端設(shè)置有透鏡，第二端與支架之間連接有彈性部件；推桿在伸出時(shí)推動透鏡支座的第二端轉(zhuǎn)動，以便第一端的透鏡遠(yuǎn)離光路；彈性部件在推桿收回時(shí)帶動透鏡支座的第二端轉(zhuǎn)動，以便第一端的透鏡進(jìn)入光路。
【專利說明】
一種具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及煙氣探測領(lǐng)域，尤其涉及一種具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題也越來越引起人們的廣泛重視，對人們的生活和健康帶來許多不良影響。為了能夠有效的緩解煙氣污染，需要對工業(yè)煙氣的顆粒物濃度進(jìn)行在線監(jiān)測以提供有力的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。
[0003]目前，經(jīng)常使用的方法主要是:將煙囪中的煙氣抽取出來，加熱到結(jié)露點(diǎn)溫度以上使水滴蒸發(fā)，然后通過檢測儀在干煙氣條件下測量顆粒物的濃度。在檢測裝置進(jìn)行檢測時(shí)，檢測裝置中發(fā)射出的例如激光光束經(jīng)過粉塵顆粒散射后到達(dá)反射鏡，反射鏡將光束反射到光吸收導(dǎo)管中，設(shè)置在光吸收管道中的光電傳感器進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。但是，在使用過程中，煙道區(qū)的粉塵顆粒會附著在透鏡上，或者進(jìn)入檢測導(dǎo)管中，引起裝置的污染，進(jìn)而導(dǎo)致檢測精確度下降。因此需要經(jīng)常性地對檢測裝置進(jìn)行污染檢測和參數(shù)校正。
[0004]現(xiàn)有的一種環(huán)境污染度檢測方式，通常需要設(shè)置散射光的接收端可轉(zhuǎn)動，當(dāng)需要進(jìn)行污染檢測時(shí)，將散射光的接收端轉(zhuǎn)動至與光發(fā)射器的入射光軸同軸對準(zhǔn)的位置，并根據(jù)光發(fā)射器所發(fā)射的光線的衰減度來確定污染程度，進(jìn)而對粉塵濃度檢測時(shí)的測量參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。但這種方法對光接收端的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求較高，通常都比較復(fù)雜，并不利于實(shí)際中的工程操作。而且進(jìn)行污染檢測和進(jìn)行顆粒濃度檢測時(shí)，都需要調(diào)節(jié)一次光接收端的位置，而光路調(diào)節(jié)總會出現(xiàn)誤差。這樣，即使同一天測量的樣品，因?yàn)楣饴方?jīng)過多次變動，也會產(chǎn)生諸多誤差，影響測量準(zhǔn)確度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明提供了一種具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置，以力圖解決或至少緩解上面存在的問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置，包括:光發(fā)射器、光發(fā)射管道、光吸收管道、光電接收器和可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，其中，光發(fā)射器位于粉塵檢測裝置的一端，適于發(fā)射光束到光發(fā)射管道;光發(fā)射管道的一端與光發(fā)射器連接，另一端與光吸收管道之間設(shè)置有供粉塵煙氣通過的間隙，所述間隙為粉塵檢測區(qū)域;光電接收器適于接收光發(fā)射管道射出、經(jīng)煙氣粉塵散射后的光信號，并將光信號轉(zhuǎn)換成電信號?？烧郫B校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)位于光發(fā)射器和粉塵檢測區(qū)域之間，包括推桿、透鏡、透鏡支座、彈性部件和支架;其中，透鏡支座的中部與支架鉸接，其第一端設(shè)置有透鏡，第二端與所述支架之間連接有彈性部件;推桿適于在伸出時(shí)推動透鏡支座的第二端轉(zhuǎn)動，以便第一端的透鏡遠(yuǎn)離光發(fā)射器的入射光路;彈性部件適于在推桿收回時(shí)帶動透鏡支座的第二端轉(zhuǎn)動，以便第一端的透鏡進(jìn)入光發(fā)射器的入射光路。
[0007]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，還包括用于控制所述推桿進(jìn)行推拉操作的電動機(jī)構(gòu)，所述透鏡為楔形透鏡，所述彈性部件為拉簧。
[0008]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，還包括與光電接收器通過信號線相連接的主控電路，適于從光電接收器接收電信號，并根據(jù)所述電信號計(jì)算粉塵顆粒的濃度。
[0009]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，主控電路包括放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器，放大電路適于將電信號進(jìn)行放大，A/D轉(zhuǎn)換器適于將放大后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，微處理器適于根據(jù)數(shù)字信號計(jì)算得到粉塵顆粒的濃度。
[0010]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，主控電路和光源發(fā)射器被封裝在儀表盒內(nèi)，主控電路包括光發(fā)射器驅(qū)動模塊，適于驅(qū)動光發(fā)射器發(fā)射光束。
[0011]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，光電接收器為光電傳感器，適于設(shè)置在光吸收管道中，并設(shè)置在經(jīng)過透鏡折射后的光束方向上。
[0012]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，還包括一部分位于光吸收管道中的導(dǎo)光棒，其一端面適于接收光發(fā)射管道射出、經(jīng)粉塵煙氣散射后的光，另一端連接光電接收器;導(dǎo)光棒的方向與經(jīng)過透鏡折射后的光束方向相同；其中，所述導(dǎo)光棒的直徑為6-15mm，導(dǎo)光棒為石英棒。
[0013]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，光發(fā)射管道中靠近光吸收管道的一端設(shè)置有第一擋板，第一擋板上設(shè)置有適于光束通過的第一光闌孔;光吸收管道中靠近光發(fā)射管道的一端設(shè)置有第二擋板;第二擋板上設(shè)置有適于光束通過的第二光闌孔。
[0014]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，光發(fā)射管道的側(cè)面設(shè)置有吹氣口，從吹氣口向光發(fā)射管道吹入的氣體，通過第一光闌孔噴向粉塵煙氣。
[0015]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，還包括連接部件，其一部分位于光發(fā)射管道中，另一部分穿過所述第一擋板與光吸收管道相連接。
[0016]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，所述連接部件為連接管道，與光發(fā)射管道和光吸收管道均相通;從吹氣口向光發(fā)射管道吹入的氣體，還通過連接管道進(jìn)入到光吸收管道中，并通過第二光闌孔噴向粉塵煙氣。
[0017]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的支架固定于第一擋板，其底部與彈性部件相連接，水平方向上設(shè)有供推桿滑行的軌道凹槽，豎直方向設(shè)有防止透鏡支座過度旋轉(zhuǎn)的擋板。
[0018]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，光吸收管道中背離光發(fā)射管道的一端設(shè)置有光吸收器，適于吸收入射光束。
[0019]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中，光發(fā)射管道和光吸收管道均包括外罩，其中所述光發(fā)射管道的外罩上固定有安裝法蘭。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，無需專門設(shè)置散射光的接收端可轉(zhuǎn)動，也不用對原有的粉塵檢測裝置進(jìn)行較大改動，僅通過在光發(fā)射器和粉塵氣流之間設(shè)置如上所述的可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，根據(jù)檢測得到的有污染狀態(tài)下的值與無污染狀態(tài)下的已知信號值，即可穩(wěn)定而方便的對粉塵檢測裝置的污染情況進(jìn)行判斷。另外，可針對不同的污染情況進(jìn)行針對性地參數(shù)校準(zhǔn)或者裝置清理，保證粉塵顆粒的檢測精度。而且，檢測污染時(shí)和檢測顆粒濃度時(shí)，只用調(diào)整折疊器進(jìn)行開合操作，對原有光路并未產(chǎn)生任何影響，簡化了傳統(tǒng)的污染檢測結(jié)構(gòu)，使用非常方便，同時(shí)也避免了不斷調(diào)整光接收端導(dǎo)致測量精度下降的問題。
【附圖說明】
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述以及相關(guān)目的，本文結(jié)合下面的描述和附圖來描述某些說明性方面，這些方面指示了可以實(shí)踐本文所公開的原理的各種方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保護(hù)的主題的范圍內(nèi)。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。遍及本公開，相同的附圖標(biāo)記通常指代相同的部件或元素。
[0022]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)粉塵檢測裝置100的示意圖；
[0023]圖2a和圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的粉塵檢測裝置的局部剖面示意圖；
[0024]圖3a和圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置100的不意圖；
[0025]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的粉塵檢測裝置中吹掃氣流向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置100的示意圖。圖1示出了整個(gè)裝置的外部立體圖，但本發(fā)明的粉塵檢測裝置100的部分結(jié)構(gòu)位于圖1所示裝置的內(nèi)部，其具體位置可以結(jié)合圖2a和圖2b中的局部剖視圖確定。圖2a和圖2b是未加入可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置的局部剖面示意圖，主要用于顯示檢測管道的結(jié)構(gòu)。圖3a和圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置100的示意圖，其中詳細(xì)說明了可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0028]如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置100包括光發(fā)射器(圖中未示出)、光發(fā)射管道110、光吸收管道120、光電接收器140。另外，該裝置還包括有位于光發(fā)射器和粉塵檢測區(qū)域的可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，具體地，其可以位于光發(fā)射導(dǎo)管110內(nèi)。其中，該可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括推桿、透鏡、透鏡支座、彈性部件和支架，其具體結(jié)構(gòu)將在之后的圖3中解釋。
[0029]光發(fā)射器位于粉塵檢測裝置100的一端，進(jìn)一步地，其位于儀表盒150內(nèi)，其與光發(fā)射管道110相連接，用于發(fā)射光束到光發(fā)射管道110。光發(fā)射器可以為激光發(fā)射器。不過應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不受光發(fā)射器類型的限制，所有可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射光束的光發(fā)射器都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。在圖1和圖2中，從左貫穿至右的粗直線即為入射的光束，光束所在直線為入射光軸。
[0030]光發(fā)射管道110的一端連接光發(fā)射器，另一端與光吸收管道120間隔預(yù)定距離，稱之為間隙。這段間隙可以作為煙氣通過的煙道，圖1中的空心箭頭方向即為煙氣的流通方向，圖2b中顯示了該煙道中的多個(gè)粉塵顆粒，即為測量區(qū)域。光發(fā)射管道110的外部設(shè)有外罩111，外罩可以是金屬外罩。在外罩111的外部，靠近光吸收管道120的一端可以設(shè)置安裝法蘭114，方便對本裝置進(jìn)行固定。其中，光發(fā)射管道110靠近光吸收管道120的一端設(shè)有第一擋板112，防止煙氣粉塵進(jìn)入到管道中引起管道的污染并影響檢測精度。另外，在第一擋板上設(shè)有供光束通過的第一光闌孔113。
[0031]如圖2b所示，從第一光闌孔113中射出的一部分光經(jīng)過測量區(qū)域中的粉塵顆粒后會產(chǎn)生各個(gè)方向的散射光，散射后的光以及光束會進(jìn)入光吸收管道120。部分散射光(可認(rèn)為兩條虛線包含的區(qū)域內(nèi)的散射光)入射到光接收端的光電接收器140中。之后，光電接收器140將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，對該信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析計(jì)算，即可得出煙氣中顆粒物的濃度值。當(dāng)然，如果不進(jìn)行粉塵濃度檢測，如進(jìn)行污染度檢測時(shí)，煙道中不通入煙氣，則入射光在通過粉塵測量區(qū)域時(shí)將不再產(chǎn)生散射現(xiàn)象，而直接進(jìn)入光接收端。
[0032]光吸收管道120外部也設(shè)有外罩121，其靠近光發(fā)射管道110的一端還設(shè)有第二擋板122，在第二擋板上設(shè)有供光束通過的第二光闌孔123。經(jīng)粉塵顆粒散射后的光以及光束會通過第二光闌孔123進(jìn)入光吸收管道120，以便進(jìn)行煙氣顆粒濃度的檢測。其中，可以設(shè)置第二光闌孔122可以比第一光闌孔112直徑略大些，以保證有更多的光傳輸?shù)焦馕斩恕?br>[0033]在光發(fā)射器和粉塵氣流之間，如光發(fā)射管道110內(nèi)，可以設(shè)置可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，用于檢測裝置的污染情況，并根據(jù)污染級別對檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)理解，若煙道測量區(qū)域的間隙足夠大，也可以把所述可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在光發(fā)射管道外，如位于所述第一擋板與煙道之間。
[0034]圖3a和圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置100的示意圖。如圖3中所示，該可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括推桿115、透鏡116、透鏡支座117、彈性部件118和支架119。
[0035]其中，透鏡支座117的中部與支架119鉸接，其第一端設(shè)置有透鏡116，第二端與支架之間連接有彈性部件118。推桿115適于在伸出時(shí)推動透鏡支座117的第二端轉(zhuǎn)動，以便第一端的透鏡116遠(yuǎn)離光發(fā)射器的入射光路。彈性部件118適于在推桿115收回時(shí)帶動透鏡支座117的第二端轉(zhuǎn)動，以便第一端的透鏡116進(jìn)入光發(fā)射器的入射光路。支架119是一個(gè)類似L型的固定部件，適于固定在第一擋板112上，其水平軸方向?yàn)橹虚g有凹槽的滑軌，供推桿115來回運(yùn)行，豎直方向設(shè)置有擋板可作為透鏡支座117的擋板，防止透鏡支座117過度旋轉(zhuǎn)。L型的拐角地方也完全空出，供推桿115和透鏡支座117通過。其中，透鏡116可以選取楔形透鏡，彈性部件118可以選擇拉簧。應(yīng)當(dāng)理解，彈性部件118可以選擇其他器件或其他連接位置，所有能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中功能的彈性部件均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明對此不作限制。此外，該可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)還可以包括用于控制推桿115進(jìn)行推拉操作的電動機(jī)構(gòu)。
[0036]在進(jìn)行污染度檢測前，先暫停驅(qū)動煙道氣流的風(fēng)機(jī)，停止抽煙氣。在檢測污染時(shí)，如圖3a所示，推桿115后退至第一預(yù)定位置，透鏡支座117在彈性部件118的拉力作用下旋轉(zhuǎn)到圖中所示位置，即豎直位置。此時(shí)該折疊校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)處于打開狀態(tài)，楔形透鏡116也位于豎直位置，即光發(fā)射器的入射光路上。測量光束穿過楔形透鏡116的楔形面后發(fā)生偏移，與原光束路徑呈Θ角向下。因?yàn)闇y試區(qū)域無煙氣通過，所以通過楔形透鏡折射的光會穿過測試區(qū)域直接進(jìn)入光接收端，此時(shí)可以根據(jù)接收到的信號進(jìn)行污染度的檢測分析。這里，需要設(shè)置偏移后的光束剛好入射到光接收端的端面內(nèi)。
[0037]光束到達(dá)光接收端后，根據(jù)接收的光強(qiáng)信號即可進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算分析，得到裝置污染的情況。具體地，已知在裝置無污染的情況下得到的光強(qiáng)信號為1，而進(jìn)行污染檢測時(shí)，得到的光強(qiáng)信號為I1,則可得到此時(shí)的污染度為Q=I1Ao,當(dāng)然，也可以加入其他參數(shù)綜合計(jì)算得到此時(shí)的污染度，本發(fā)明對污染度的計(jì)算算法不作限制。
[0038]根據(jù)污染程度不同，可以設(shè)置不同的處理策略:當(dāng)污染度ω低時(shí)，如不低于70%時(shí)，可以繼續(xù)進(jìn)行濃度檢測，此時(shí)需要設(shè)置顆粒濃度檢測時(shí)的校正參數(shù)，即將實(shí)際測得到的光信號值A(chǔ)校正為未污染時(shí)的值。例如，將測得的信號值A(chǔ)除以污染度，當(dāng)然，還可以根據(jù)其他方法設(shè)置更精確的校正方法，本發(fā)明對校正的算法不作限定。當(dāng)污染度較高時(shí)，如達(dá)到30%時(shí)，則需要暫停粉塵濃度的檢測而進(jìn)行裝置清潔;或者，當(dāng)污染度達(dá)到警報(bào)值時(shí)，可以發(fā)生報(bào)警指示。在實(shí)際操作中，可以在整個(gè)粉塵檢測的周期中，間隔性的進(jìn)行污染度檢測與校準(zhǔn)，如每天檢測7-8次，并進(jìn)行適應(yīng)性的參數(shù)校正或裝置清理，以保證檢測得到的顆粒濃度的準(zhǔn)確性。
[0039]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，光接收端米用導(dǎo)光棒130和光電接收器140共同作為光接收端(本發(fā)明的附圖中采用有導(dǎo)光棒130的情況進(jìn)行說明)。此時(shí)，導(dǎo)光棒130的一部分位于光吸收管道120中，另一部分在光吸收管道120外，導(dǎo)光棒130的末端與光電接收器140相連接。在進(jìn)行粉塵濃度檢測時(shí)，其一端面可以接收光發(fā)射管道110射出、經(jīng)煙氣粉塵散射后的光，在進(jìn)行污染度檢測時(shí)，其可以接受經(jīng)楔形透鏡折射后的光，并將接受到的散射光或折射光傳導(dǎo)至光電接收器140。光電接收器140位于光吸收管道120外，與導(dǎo)光棒130徑向連接，用于將導(dǎo)光棒130傳導(dǎo)來的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。
[0040]具體地，導(dǎo)光棒130與光發(fā)射器的入射光路呈一定夾角，通常選擇能接受最多散射光強(qiáng)的角度，也避免接收到的光不沿導(dǎo)光棒傳播，而直接從導(dǎo)光棒中透射出去。本發(fā)明經(jīng)過多次的研究計(jì)算與試驗(yàn)改造后發(fā)現(xiàn)其范圍可以為[15°，20°]，進(jìn)一步地，可以是18° ±2°，其中最佳值為18°。
[0041]另外，導(dǎo)光棒的直徑也不宜選擇過大，以免引起粉塵的過多附著污染檢測裝置；也不宜選擇過小，以免接收的散射光強(qiáng)太弱，影響測量精度。同樣，經(jīng)過多次的研究計(jì)算與試驗(yàn)改造后發(fā)現(xiàn)可以選擇6-15mm的直徑范圍，最佳值為10mm。其中，導(dǎo)光棒130的光接收端還可以設(shè)置在固定基座上，該基座類似炮筒的支架結(jié)構(gòu)，用于固定該導(dǎo)光棒在光路中的位置，從而保證接收光的穩(wěn)定性。通常，該固定基座設(shè)有凹槽供導(dǎo)光棒130伸出。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，導(dǎo)光棒可以是石英棒。
[0042]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，光接收端可以不包括導(dǎo)光棒130，而只采用光電接收器140作為光電傳感器。此時(shí)，可以將光電接收器140設(shè)置光吸收管道120中，并設(shè)置在經(jīng)過透鏡折射后的光束方向上，即與原光發(fā)射器的入射光束呈Θ角方向。也就是，取消導(dǎo)光棒的導(dǎo)光過程，而直接由光電接收器進(jìn)行光接收端的收集過程。
[0043]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，粉塵檢測裝置還可以將光電接收器140和光發(fā)射器同端設(shè)計(jì)，由位于光吸收管道120中的凹面鏡將入射到光接收端的光線匯聚后，通過伸入到光吸收管道中的石英棒和光纖將光傳導(dǎo)回光電接收器140中。此時(shí)，也需要設(shè)計(jì)凹面鏡等的角度，使之位于經(jīng)過楔形透鏡折射后的光束方向，也即與入射光束呈Θ角方向，以恰好接收所述楔形透鏡折射后的光。
[0044]本發(fā)明中的光電接收器140可以是電子元件，不過應(yīng)當(dāng)理解，所有可以實(shí)現(xiàn)接收光線，并將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的探測器都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。另外，設(shè)置透鏡折射后的光束剛好入射到光接收端的端面內(nèi)，既可以調(diào)整上述實(shí)施例中的光接收端的角度，如導(dǎo)光棒方向、光電接收器方向或凹面鏡方向；也可以固定光接收端的角度，調(diào)整可折疊校準(zhǔn)器在入射光路上的位置，如選擇適當(dāng)?shù)男ㄐ瓮哥R的楔形面角度，或適當(dāng)?shù)卣{(diào)整透鏡端的角度，如預(yù)先設(shè)定好透鏡支座完全打開時(shí)的位置?？傊ＷC折射光的接收端位于經(jīng)過透鏡折射后的光束上即可，本發(fā)明對此不作限制。
[0045]當(dāng)污染檢查完成時(shí)，可以繼續(xù)開始抽煙氣，并進(jìn)行正常的顆粒物濃度檢測。如圖3b所示，推桿115前進(jìn)到第二預(yù)定位置，透鏡支座117在推桿115的推力作用下旋轉(zhuǎn)到圖中所示位置，即水平位置，同時(shí)彈性部件118拉緊，此時(shí)可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)處于合閉狀態(tài)，透鏡116遠(yuǎn)離光發(fā)射器的入射光路，測量光束沿著原入射光路射出，進(jìn)入粉塵顆粒所在的測試區(qū)域，可完成正常的粉塵檢測過程。
[0046]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置100還包括主控電路，與光電接收器140通過信號線相連接，適于接收光電接收器140的電信號，并進(jìn)行處理分析后得到粉塵顆粒濃度。此外，主控電路還可以包括放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器。其中，放大電路可以將光電接收器140發(fā)送的電信號進(jìn)行放大，A/D轉(zhuǎn)換器可以將放大后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，微處理器可以根據(jù)該數(shù)字信號計(jì)算得到所述粉塵顆粒的濃度。
[0047]主控電路可以是任何能實(shí)現(xiàn)上述功能的電路結(jié)構(gòu)，可以是獨(dú)立結(jié)構(gòu)，也可以是分置結(jié)構(gòu)，本發(fā)明對此不作限制。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，主控電路可以設(shè)置在儀表盒150內(nèi)，同光發(fā)射器一起被封裝。另外，主控電路還可以包括光發(fā)射器驅(qū)動模塊，適于驅(qū)動光發(fā)射器發(fā)射光束，如調(diào)節(jié)光發(fā)射器的頻率或功率等。
[0048]進(jìn)一步地，在光吸收管道的光軸末端，還設(shè)置有光吸收器160。入射光經(jīng)間隙中粉塵顆粒散射后進(jìn)入光吸收管道120，其中一部分光被導(dǎo)光棒130和/或光電接收器140接收，還有一部分散射光和光束會繼續(xù)沿著光軸向前傳播，直至被光吸收管道120末端的光吸收器160所吸收。這樣，可以降低光在吸收管道中的反射現(xiàn)象，從而提高檢測精度。
[0049]此外，在光發(fā)射管道110和光吸收管道120之間還可以設(shè)置連接部件170，用于固定所述粉塵檢測裝置，其一部分位于光發(fā)射管道110中，另一部分穿過第一擋板111與光吸收管道120相連接。光發(fā)射管道110和光吸收管道120可以經(jīng)由金屬連接管進(jìn)行連接，也可以分開設(shè)置。例如，在使用該粉塵檢測裝置時(shí)，可以將給設(shè)備固定在建筑物上，直接對煙氣進(jìn)行檢測，而當(dāng)光發(fā)射管道110和光吸收管道120分開設(shè)置時(shí)，光吸收管道120設(shè)置的金屬連接部件的一端可以將該裝置固定在建筑物上，光發(fā)射管道110通過例如支架進(jìn)行支撐。
[0050]其中，該連接部件可以是與光發(fā)射管道110和光接收管道120均相連通的連接管道，推桿115和固定部件的水平軸都位于連接管道內(nèi)，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)閉合狀態(tài)下透鏡支座117也位于連接管道內(nèi)。位于校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)上方的連接管道部分需要留出開口，開口長度大于透鏡支座117的長度，保證透鏡支座117在旋轉(zhuǎn)過程不會碰到連接管道。
[0051]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置100還設(shè)置吹掃風(fēng)單元，防止粉塵煙氣進(jìn)行管道中，也保證了粉塵煙氣的在煙道中的均勻分布。具體地，在光發(fā)射管道的側(cè)面設(shè)置有吹氣口 180，從該吹氣口向光發(fā)射管道110中吹入氣體。
[0052]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的粉塵檢測裝置中吹掃風(fēng)的流向示意圖，可以認(rèn)為圖4是圖1的俯視立體圖。如圖4所示，紙面平面代表的是三維空間的水平面，煙氣的流向沿著紙面從上到下，吹入光發(fā)射管道110的氣體分為兩個(gè)流向，分別用單一箭頭和雙箭頭表示。其中一部分氣體通過第一光闌孔112噴向粉塵煙氣，吹掃風(fēng)方向與煙氣氣流向平行。另一部分氣體進(jìn)入作為連接部件的連接管道中，該連接管道與光吸收管道120相通。這樣，氣體就可進(jìn)入到光吸收管道120中，進(jìn)而通過第二光闌孔123噴向粉塵煙氣。
[0053]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該粉塵檢測裝置一般應(yīng)用在工業(yè)和煙道工況中，適合于低于露點(diǎn)(冷煙道條件)或有水滴存在下的顆粒物排放測量。使用時(shí)，首先要在受控條件下從煙道連續(xù)抽取煙氣，抽取的煙氣直接到達(dá)加熱汽化室進(jìn)行蒸發(fā)，使之溫度高于結(jié)露點(diǎn)，有效克服了水滴對檢測精度的影響問題。在干煙氣條件使用該粉塵檢測裝置測量粉塵顆粒物的濃度，有效提高了該粉塵檢測裝置的檢測精度。
[0054]可以看出，本發(fā)明無需對原有的粉塵檢測裝置進(jìn)行較大改動，也無需專門設(shè)置散射光的接收端可轉(zhuǎn)動，僅通過加入如上所述的可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)后，即可穩(wěn)定而方便的對粉塵檢測裝置的污染情況進(jìn)行判斷，進(jìn)而進(jìn)行針對性地參數(shù)校準(zhǔn)或者裝置清理，保證粉塵顆粒的檢測精度。另外，檢測污染時(shí)和檢測顆粒濃度時(shí)，只用調(diào)整折疊器進(jìn)行開合操作，對原有光路未產(chǎn)生任何影響，簡化了傳統(tǒng)的污染檢測結(jié)構(gòu)，也避免了不斷調(diào)整光接收端所引起的測量不準(zhǔn)情況。在實(shí)際操作中，可以提前輸入預(yù)定算法，然后在檢測過程中直接根據(jù)污染程度進(jìn)行濃度計(jì)算過程的參數(shù)校正，從而更加方便快捷的實(shí)現(xiàn)粉塵濃度的精準(zhǔn)測量，提高整個(gè)測量效率。
[0055]另外，若光接收端采用導(dǎo)光棒和光電接收器的組合，則可以將光電接收器設(shè)置在光吸收管道外，以及光發(fā)射器的遠(yuǎn)端位置，從而有效降低了溫度對光電接收器的影響。通過在光吸收管道內(nèi)設(shè)置導(dǎo)光棒接收散射光，可直接將散射光傳導(dǎo)到與之相連的光電接收器中，從而避免采用凹面鏡和彎曲的光纖/石英棒將光傳輸回光發(fā)射器同端的光電接收器中所造成的光損失。通過合理的設(shè)置導(dǎo)光棒的角度和直徑，既能保證有足夠的光接收面，還能降低鏡面的污染，也能防止接收到的光無端透射出去，提高導(dǎo)光率。同時(shí)，免去凹面鏡的設(shè)計(jì)后可以明顯降低器件被污染的概率，提高測量精度。另外，在進(jìn)行光纖(石英棒)清潔時(shí)，也不需要拆解檢測裝置的整個(gè)氣室取出光纖(石英棒)，而只需將沒有彎曲的導(dǎo)光棒從光吸收管道中抽出來即可，明顯提高了工程效率。
[0056]All、如A9或10所述的粉塵檢測裝置，所述連接部件為連接管道，與所述光發(fā)射管道和所述光吸收管道均相通;從所述吹氣口向所述光發(fā)射管道吹入的氣體，還通過所述連接管道進(jìn)入到所述光吸收管道中，并通過所述第二光闌孔噴向粉塵煙氣。
[0057]A12、如AS所述的粉塵檢測裝置，所述可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的支架固定于所述第一擋板，底部與所述彈性部件相連接;其水平方向上設(shè)有供所述推桿滑行的軌道凹槽，豎直方向設(shè)有防止所述透鏡支座過度旋轉(zhuǎn)的擋板。
[0058]A13、如Al所述的粉塵檢測裝置，所述光吸收管道中背離光發(fā)射管道的一端設(shè)置有光吸收器，適于吸收入射光束。
[0059]A14、如Al所述的粉塵檢測裝置，所述光發(fā)射管道和光吸收管道均包括外罩，其中所述光發(fā)射管道的外罩上固定有安裝法蘭。
[0060]在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細(xì)節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在一些實(shí)例中，并未詳細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。
[0061]類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本公開并幫助理解各個(gè)發(fā)明方面中的一個(gè)或多個(gè)，在上面對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的各個(gè)特征有時(shí)被一起分組到單個(gè)實(shí)施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成反映如下意圖:即所要求保護(hù)的本發(fā)明要求比在每個(gè)權(quán)利要求中所明確記載的特征更多特征。更確切地說，如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個(gè)實(shí)施例的所有特征。因此，遵循【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求書由此明確地并入該【具體實(shí)施方式】，其中每個(gè)權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨(dú)實(shí)施例。
[0062]本領(lǐng)域那些技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在本文所公開的示例中的設(shè)備的模塊或單元或組件可以布置在如該實(shí)施例中所描述的設(shè)備中，或者可替換地可以定位在與該示例中的設(shè)備不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中。前述示例中的模塊可以組合為一個(gè)模塊或者此外可以分成多個(gè)子模塊。
[0063]本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對實(shí)施例中的設(shè)備中的模塊進(jìn)行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實(shí)施例不同的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中。可以把實(shí)施例中的模塊或單元或組件組合成一個(gè)模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個(gè)子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進(jìn)行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個(gè)特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。
[0064]此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實(shí)施例包括其它實(shí)施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實(shí)施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實(shí)施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護(hù)的實(shí)施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。
[0065]此外，所述實(shí)施例中的一些在此被描述成可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器或者由執(zhí)行所述功能的其它裝置實(shí)施的方法或方法元素的組合。因此，具有用于實(shí)施所述方法或方法元素的必要指令的處理器形成用于實(shí)施該方法或方法元素的裝置。此外，裝置實(shí)施例的在此所述的元素是如下裝置的例子:該裝置用于實(shí)施由為了實(shí)施該發(fā)明的目的的元素所執(zhí)行的功能。
[0066]如在此所使用的那樣，除非另行規(guī)定，使用序數(shù)詞“第一”、“第二”、“第三”等等來描述普通對象僅僅表示涉及類似對象的不同實(shí)例，并且并不意圖暗示這樣被描述的對象必須具有時(shí)間上、空間上、排序方面或者以任意其它方式的給定順序。
[0067]盡管根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是受益于上面的描述，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，在由此描述的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以設(shè)想其它實(shí)施例。此外，應(yīng)當(dāng)注意，本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導(dǎo)的目的而選擇的，而不是為了解釋或者限定本發(fā)明的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權(quán)利要求書的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。對于本發(fā)明的范圍，對本發(fā)明所做的公開是說明性的，而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的粉塵檢測裝置，包括:光發(fā)射器、光發(fā)射管道、光吸收管道、光電接收器和可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)，其中， 所述光發(fā)射器位于所述粉塵檢測裝置的一端，適于發(fā)射光束到所述光發(fā)射管道； 所述光發(fā)射管道的一端與所述光發(fā)射器連接，另一端與所述光吸收管道之間設(shè)置有供粉塵煙氣通過的間隙，所述間隙為粉塵檢測區(qū)域； 所述光電接收器適于接收光發(fā)射管道射出、經(jīng)煙氣粉塵散射后的光信號，并將所述光信號轉(zhuǎn)換成電信號； 所述可折疊校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)位于所述光發(fā)射器和粉塵檢測區(qū)域之間，包括推桿、透鏡、透鏡支座、彈性部件和支架； 其中，所述透鏡支座的中部與所述支架鉸接，其第一端設(shè)置有所述透鏡，第二端與所述支架之間連接有所述彈性部件； 所述推桿適于在伸出時(shí)推動所述透鏡支座的第二端轉(zhuǎn)動，以便第一端的透鏡遠(yuǎn)離光發(fā)射器的入射光路； 所述彈性部件適于在推桿收回時(shí)帶動所述透鏡支座的第二端轉(zhuǎn)動，以便第一端的透鏡進(jìn)入光發(fā)射器的入射光路。2.如權(quán)利要求1所述的粉塵檢測裝置，還包括用于控制所述推桿進(jìn)行推拉操作的電動機(jī)構(gòu)，所述透鏡為楔形透鏡，所述彈性部件為拉簧。3.如權(quán)利要求1所述的粉塵檢測裝置，還包括與所述光電接收器通過信號線相連接的主控電路，適于從所述光電接收器接收所述電信號，并根據(jù)所述電信號計(jì)算粉塵顆粒的濃度。4.如權(quán)利要求3所述的粉塵檢測裝置，所述主控電路包括放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器;其中，所述放大電路適于將所述電信號進(jìn)行放大，所述A/D轉(zhuǎn)換器適于將所述放大后的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述微處理器適于根據(jù)所述數(shù)字信號計(jì)算得到所述粉塵顆粒的濃度。5.如權(quán)利要求3所述的粉塵檢測裝置，所述主控電路和光源發(fā)射器被設(shè)置在儀表盒內(nèi)，所述主控電路包括光發(fā)射器驅(qū)動模塊，適于驅(qū)動所述光源發(fā)射器發(fā)射光束。6.如權(quán)利要求1所述的粉塵檢測裝置，所述光電接收器為光電傳感器，適于設(shè)置在所述光吸收管道中，并設(shè)置在經(jīng)過所述透鏡折射后的光束方向上。7.如權(quán)利要求1所述的粉塵檢測裝置，還包括一部分位于所述光吸收管道中的導(dǎo)光棒，其一端面適于接收光發(fā)射管道射出、經(jīng)粉塵煙氣散射后的光，另一端連接所述光電接收器；所述導(dǎo)光棒的方向與所述經(jīng)過透鏡折射后的光束方向相同；其中，所述導(dǎo)光棒的直徑為6-15mm，所述導(dǎo)光棒為石英棒。8.如權(quán)利要求1所述的粉塵檢測裝置，其中， 所述光發(fā)射管道中靠近所述光吸收管道的一端設(shè)置有第一擋板，所述第一擋板上設(shè)置有適于光束通過第一光闌孔； 所述光吸收管道中靠近所述光發(fā)射管道的一端設(shè)置有第二擋板，所述第二擋板上設(shè)置有適于光束通過第二光闌孔。9.如權(quán)利要求8所述的粉塵檢測裝置，所述光發(fā)射管道的側(cè)面設(shè)置有吹氣口，從所述吹氣口向所述光發(fā)射管道吹入的氣體，通過所述第一光闌孔噴向粉塵煙氣。10.如權(quán)利要求8所述的粉塵檢測裝置，還包括連接部件，其一部分位于所述光發(fā)射管道中，另一部分穿過所述第一擋板與所述光吸收管道相連接。
【文檔編號】G01N15/06GK106053310SQ201610657511
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月11日 公開號201610657511.X, CN 106053310 A, CN 106053310A, CN 201610657511, CN-A-106053310, CN106053310 A, CN106053310A, CN201610657511, CN201610657511.X
【發(fā)明人】駱德全, 韓敏艷, 周欣, 郁良, 閆軍
【申請人】北京大方科技有限責(zé)任公司