CN108680476A - 一种颗粒物浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测结果准确度高的颗粒物浓度检测装置，包括密闭壳体，壳体上设有进风口和出风口，壳体内在进风口处设有风机，风机与设置在壳体中的不透光的输风弯管相连通，壳体内在输风弯管的端部设有测量区，壳体内在对应于测量区处设有光源及准直聚焦单元，测量区内设有散射光采集器，测量区的另一端设有不透光的出风弯管，出风弯管与出风口相连通；壳体内在测量区远离光源的一侧设有反光镜，壳体内设有吸收反光镜反射光线的光吸收室，光吸收室包括内壁覆有黑色吸光涂料层的箱体，箱体上设有光线进口。
Description
技术领域
本发明涉及一种颗粒物浓度检测装置。
背景技术
基于光散射原理的颗粒物浓度检测装置在民用和工业领域应用已久，用于定性或者定量探测环境中的颗粒物情况，例如部分粉尘传感器、PM2.5传感器、烟雾报警器等，此类装置的原理可以简单描述为:光是探测灰尘的介质，颗粒物能散射光，不同大小和形态的颗粒具有不同的散射光特性。若将大量颗粒物等效为许多粒径不同的各向同性的小球，米氏散射理论给出了各向同性的均匀介质小球在平行光照明条件下散射光场的空间角分布与球径之间的关系，通过采集到的某个角度的颗粒散射光信号，由相关的数据处理算法，即可算得颗粒的直径大小和数目，进一步计算出颗粒物的浓度值。
虽然颗粒物浓度检测装置已经有很多应用，但仍然存在着很多问题。例如，在一些场合对检测装置的厚度要求更薄，以便于安装，节省空间；又例如干扰问题，因为设计或者安装的原因，导致外界的光线进入到装置内部测量区造成对测量的干扰；另外，光散射测量的有用信号是颗粒物散射的光信号，但散射光信号一般相对较弱，测试光源照射测量区时，只有小部分光强被颗粒物散射，大部分的光强会穿过测量区成为透射光，透射光照射到测量区后面的机械结构时，会产生反射，反射光折返到测量区，就会对测量产生干扰，从而产生误差，比如透射光使接收颗粒物散射光的光器件提前饱和，造成是高颗粒物浓度的假象；除此之外，温度也是造成测量误差的一个重要因素，因为安装位置的环境温度发生变化，或者光源工作时间过长造成光散射测量***温度升高，都会影响测量结果的准确性，尤其是温度变化较大时，影响也会更大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种检测结果准确度高的颗粒物浓度检测装置。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种颗粒物浓度检测装置，包括密闭壳体，壳体上设有进风口和出风口，壳体内在进风口处设有风机，风机与设置在壳体中的不透光的输风弯管相连通，壳体内在输风弯管的端部设有测量区，壳体内在对应于测量区处设有光源及准直聚焦单元，测量区内设有散射光采集器，测量区的另一端设有不透光的出风弯管，出风弯管与出风口相连通；壳体内在测量区远离光源的一侧设有反光镜，壳体内设有吸收反光镜反射光线的光吸收室，光吸收室包括内壁覆有黑色吸光涂料层的箱体，箱体上设有光线进口。
作为一种优选的方案，所述风机为涡轮风机，且涡轮风机的进风面和出风面相互垂直。
作为一种优选的方案，所述出风弯管管径沿出风方向逐渐增大。
作为一种优选的方案，所述出风弯管的出口段呈喇叭形。
作为一种优选的方案，所述输风弯管和出风弯管都为S形结构。
作为一种优选的方案，所述壳体内设有温度传感器。
作为一种优选的方案，所述反光镜设置在测量区旁5-8cm处。
作为一种优选的方案，所述反光镜镜面与从测量区出来的透射光间的夹角小于40°。
本发明的有益效果是：由于只有少量光源射出的光强被颗粒物散射成为散射光，大量的光强会穿透测量区成为透射光，透射光照射到测量区后面的机械结构，会产生反射，反射光折返到测量区，就会对测量产生干扰，比如使接收颗粒物散射光的散射光采集器提前饱和，造成是高颗粒物浓度的假象，所以壳体内在测量区远离光源的一侧设有反光镜，壳体内设有吸收反光镜反射光线的光吸收室，光吸收室包括内壁覆有黑色吸光涂料层的箱体，箱体上设有光线进口，透射光进入光吸收室后，经过多次的反射和吸收，“跑”出来的光强变得非常微弱，不足以对测量区的光散射检测***产生干扰。
普通轴流风机进风面和出风面平行，检测装置在厚度方向所需空间为轴流风机与输风弯管的安装空间之和，而本装置中采用涡轮风机，且涡轮风机的进风面和出风面相互垂直，使得输风弯管直接从风机侧面与其连接，从而减小整体所需安装空间，使得颗粒物浓度检测装置可以设计的更薄，以便于安装，节省空间。
由于通过不透光的输风弯管和出风弯管输送气流，有效阻止了外界的光线通过进风腔道进入到测量区，使得测量结果更加精准。
所述出风弯管管径沿出风方向逐渐增大，增大了腔道的横截面积，减小了出风口的风速，有利于减少噪音。
所述出风弯管的出口段呈喇叭形，可进一步减小出风口的风速，有利于减少噪音。
所述输风弯管和出风弯管都为S形结构，进一步确保了没有外界的光线通过进风腔道进入到测量区，使得测量结果更加精准，同时让气流在流经弯道时能实现平稳的过渡，有利于测量的稳定性。
所述壳体内设有温度传感器，可根据温度对检测数据进行处理修正，减少了因为环境温度变化引起的误差。
所述反光镜设置在测量区旁5-8cm处，可使尽可能多的光线进入光吸收室，使得检测结果更为准确。
所述反光镜镜面与从测量区出来的透射光间的夹角小于40°，可使得进入光吸收室的光线即使有很小部分经多次反射后射出，也不会反射至测量区处导致影响测量结果。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图1中：壳体1-0，风机1-1、进风口1-2、输风弯管1-3、出风弯管1-4、出风口1-5，测量区1-6，光源1-7，准直聚焦单元1-8，散射光采集器1-9，反射光线1-10，反射镜1-11，光线进口1-12，光吸收室1-13。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。
如图1所示，一种颗粒物浓度检测装置，包括密闭壳体1-0，壳体1-0上设有进风口1-2和出风口1-5，壳体1-0内在进风口1-2处设有涡轮风机1-1，涡轮风机1-1的进风面和出风面相互垂直。
风机1-1与设置在壳体1-0中的不透光的S形输风弯管1-3相连通，壳体1-0内在输风弯管1-3的端部设有管状测量区1-6，壳体1-0在测量区1-6处设有光源1-7及准直聚焦单元1-8，测量区1-6内设有散射光采集器1-9，测量区1-6的另一端设有不透光的S形出风弯管1-4，出风弯管1-4与出风口1-5相连通；出风弯管1-4管径沿出风方向逐渐增大，出风弯管1-4的出口段呈喇叭形。壳体1-0内在测量区1-6远离光源的一侧设有反光镜1-11，反光镜1-11设置在测量区1-6旁5cm处。所述反光镜1-11镜面与从测量区1-6出来的透射光间的夹角为30°。壳体1-0内设有吸收反光镜1-11反射光线1-10的光吸收室1-13，光吸收室1-13包括内壁覆有黑色吸光涂料层的箱体，箱体上设有光线进口1-12。所述壳体1-0内设有温度传感器(图中未示出)。
测量区1-6是颗粒物光散射测量的区域，采样气流经过测量区1-6，光源1-7经过准直聚焦单元1-8，照射到测量区1-6，测量区1-6的颗粒物对光产生了散射，颗粒物的散射光在某个角度被散射光采集器1-9采集，散射光信号经过光电转换，再经相关的数据处理算法，即可算得颗粒的直径大小。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种颗粒物浓度检测装置，包括密闭壳体，壳体上设有进风口和出风口，壳体内在进风口处设有风机，其特征在于：风机与设置在壳体中的不透光的输风弯管相连通，壳体内在输风弯管的端部设有测量区，壳体内在对应于测量区处设有光源及准直聚焦单元，测量区内设有散射光采集器，测量区的另一端设有不透光的出风弯管，出风弯管与出风口相连通；壳体内在测量区远离光源的一侧设有反光镜，壳体内设有吸收反光镜反射光线的光吸收室，光吸收室包括内壁覆有黑色吸光涂料层的箱体，箱体上设有光线进口。
2.如权利要求1所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述风机为涡轮风机，且涡轮风机的进风面和出风面相互垂直。
3.如权利要求2所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述出风弯管管径沿出风方向逐渐增大。
4.如权利要求3所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述出风弯管的出口段呈喇叭形。
5.如权利要求4所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述输风弯管和出风弯管都为S形结构。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述壳体内设有温度传感器。
7.如权利要求6所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述反光镜设置在测量区旁5-8cm处。
8.如权利要求7所述的一种颗粒物浓度检测装置，其特征在于：所述反光镜镜面与从测量区出来的透射光间的夹角小于40°。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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