CN112326519B - 激光散射粉尘仪的检测方法及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光散射粉尘仪的检测方法及检测装置，其包括基座，所述基座用于安装在激光散射粉尘仪的粉尘检测区；基座具有供激光散射粉尘仪的检测光路通过的检测孔，以及与所述检测孔垂直设置的插槽；散射镜，固定设于所述检测孔中；至少一个滤光镜架，每个滤光镜架安装有一片滤光镜片；检测时，所述滤光镜架从所述插槽中***，且滤光镜位于所述检测孔中。本发明利用多个散射镜头来模拟不同的粉尘环境，以此来调整激光散射粉尘仪具备统一的灵敏度并检测其线性度和漂移等指标是否合格，以此来确定激光散射粉尘仪是否为合格品；其无需建立风洞粉尘实验***，只需制造几个具有不同中间测量值的散射镜头即可，其易于实施，提高了检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及激光散射粉尘仪技术领域，特别是涉及一种激光散射粉尘仪的检测方法及检测装置。
背景技术
激光散射粉尘传感器利用激光散射原理测量测量粉尘浓度，其是一项通用技术。见图1所示，激光散射粉尘传感器具有对粉尘环境进行检测的空间，即粉尘检测区100，在粉尘检测区100的两侧分别为激光发射端11和激光接收端12，连接柱13连接激光发射端11和激光接收端12，连接柱供连接激光接收端12的线缆穿过。
因为激光散射粉尘传感器灵敏度、测量范围、线性度、噪声等指标的检测需做粉尘实验，而粉尘实验尤其是仿真真实测量环境的风洞粉尘实验成本高。因此激光散射粉尘传感器在出厂时无法保证灵敏度、测量范围、线性度、噪声等指标的一致性，给产品的质量管控带来极大的困扰，同时无法输出粉尘测量值，只能靠现场手工比对。
因此需要一种对激光散射粉尘传感器进行品质检测的检测方法和检测装置。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种激光散射粉尘仪的检测方法及检测装置，解决现有技术中激光散射粉尘仪检测耗时耗力且需风洞实验室的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光散射粉尘仪的检测方法，其包括：
1)准备标准激光散射粉尘仪和n个标准散射镜头，n≥5，通过所述标准激光散射粉尘仪来标定每个标准散射镜头，标定后需在每个标准散射镜头上标注其自身对应的中间测量值和实测粉尘值，所有标准散射镜头所对应的中间测量值不同，且呈递增关系；获取所述标准激光散射粉尘仪的中间测量值x与实测粉尘值y之间的标准函数曲线；
2)取步骤1)中最大标准散射镜头安装到被测激光散射粉尘仪上，所述最大标准散射镜头的中间测量值为最大，调整激光散射粉尘仪使其自身的最大值与所述最大中间测量值相同；
3)依次将n个标准散射镜头按顺序交替安装到所述被测激光散射粉尘仪上，测试所述被测激光散射粉尘仪的中间测量值序列[X1,X2……Xn-1,Xn]和粉尘浓度值序列[Y1,Y2……Yn-1,Yn]间的映射关系，利用最小二乘法线性拟合，获得被测激光散射粉尘仪的拟合直线，记录拟合直线中的修正系数K值和B值；
4)计算所述被测激光散射粉尘仪的线性度，判断线性度是否合格，若不合格则被测激光散射粉尘仪为不合格品。
优选的，当所述步骤4)判断所述被测激光散射粉尘仪的线性度合格，则测试被测激光散射粉尘仪的漂移指标是否合格，若不合格则被测激光散射粉尘仪为不合格品。
优选的，所述被测激光散射粉尘仪的漂移指标的具体测试过程为：根据被测激光散射粉尘仪的量程指标，使用与量程指标相对应的标准散射镜头进行测试。
优选的，所述n个标准散射镜头的制作要求为：预设一最大实测粉尘值，通过所述标准函数曲线计算与所述最大实测粉尘值所对应的最大中间测量值；所有标准散射镜头所对应的中间测量值分别为：最大中间测量值的1/n，最大中间测量值的2/n，最大中间测量值的m/n，最大中间测量值的n-1/n，最大中间测量值，其中m为2到n-1之间的自然数。
本发明还提供一种激光散射粉尘仪检测装置，其包括：
基座，所述基座用于安装在激光散射粉尘仪的粉尘检测区；基座具有供激光散射粉尘仪的检测光路通过的检测孔，以及与所述检测孔垂直设置的插槽；
散射镜，固定设于所述检测孔中；
至少一个滤光镜架，每个滤光镜架安装有一片滤光镜片；
检测时，所述滤光镜架从所述插槽中***，且滤光镜位于所述检测孔中。
优选的，所述基座的一侧突出设有与所述激光散射粉尘仪上的卡槽配合的突棱。
优选的，所述滤光镜片呈偏转状固定在所述滤光镜架上的安装孔中。
优选的，所述滤光镜架的一侧设有定位珠，所述插槽中具有与所述定位珠配合的定位槽。
优选的，所述散射镜包括产生体散射的基板，以及涂敷在基板表面的面散射层。
如上所述，本发明的激光散射粉尘仪的检测方法及检测装置，具有以下有益效果：利用多个标准散射镜头来模拟不同的粉尘环境，以此来调整激光散射粉尘仪具备统一的灵敏度并检测激光散射粉尘仪的线性度和漂移等指标是否合格，以此来确定激光散射粉尘仪是否为合格品；其无需建立风洞粉尘实验***，只需制造几个具有不同中间测量值的标准散射镜头即可，其易于实施，提高了检测效率；检测装置利用一固定值的散射镜头叠加不同的滤光镜片来作为具有不同中间测量值的标准散射镜头，其更易于实施，便于检测。
附图说明
图1显示为激光散射粉尘仪的示意图；
图2显示为本发明的激光散射粉尘仪检测装置示意图。
图3显示为本发明的滤光镜架的一是示例图。
图4显示为本发明的激光散射粉尘仪检测装置置于激光散射粉尘仪上的使用状态图。
元件标号说明
1 激光散射粉尘仪
11 激光发射端
12 激光接收端
13 连接柱
2 滤光镜架
21 滤光镜架本体
22 定位珠
23 滤光镜片
3 突棱
4 散射镜
5 基座
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种激光散射粉尘仪的检测方法，其包括：
1)准备标准激光散射粉尘仪和n个标准散射镜头，n≥5，通过标准激光散射粉尘仪来标定每个标准散射镜头，标定后需在每个标准散射镜头上标注其自身对应的中间测量值和实测粉尘值，所有标准散射镜头所对应的中间测量值不同，且呈递增关系；获取所述标准激光散射粉尘仪的中间测量值x与实测粉尘值y之间的标准函数曲线；
2)取步骤1)中最大标准散射镜头安装到被测激光散射粉尘仪上，所述最大标准散射镜头的中间测量值为n个中间测量值中的最大值，调整激光散射粉尘仪使其自身的最大值与所述最大中间测量值相同；本步骤使待检测的所有激光散射粉尘仪灵敏度统一，便于后续激光散射粉尘仪的使用，提高测量的准确性；
3)依次将n个标准散射镜头按顺序交替安装到所述被测激光散射粉尘仪上，测试所述被测激光散射粉尘仪的中间测量值序列[X1,X2……Xn-1,Xn]和粉尘浓度值序列[Y1,Y2……Yn-1,Yn]间的映射关系，利用最小二乘法线性拟合，获得被测激光散射粉尘仪的拟合直线，记录拟合直线中的修正系数K值和B值，本实施例中拟合直线的表达式为：Y＝KX+B，其中Y代表粉尘浓度值，X代表中间测量值，K和B均为修正系数；
4)根据所述被测激光散射粉尘仪的拟合直线以及上述标准激光散射粉尘仪的标准函数曲线，计算所述被测激光散射粉尘仪的线性度，线性度的具体计算为现有技术，在此不作详细描述，判断线性度是否合格，若不合格则被测激光散射粉尘仪为不合格品；若合格则进行步骤5)；
5)测试被测激光散射粉尘仪的漂移指标是否合格，若不合格则被测激光散射粉尘仪为不合格品；被测激光散射粉尘仪的漂移指标的具体测试过程为：根据被测激光散射粉尘仪的量程指标，使用与量程指标相对应的标准散射镜头进行测试。
本发明利用多个标准散射镜头来模拟不同的粉尘环境，以此来调整激光散射粉尘仪具备统一的灵敏度，在统一灵敏度下再检测激光散射粉尘仪的线性度和漂移等指标是否合格，以此来确定激光散射粉尘仪是否为合格品；其仅需在初始确定标准激光散射粉尘仪时需风洞实验，在进行检测过程中无需建立风洞粉尘实验***，只需制造几个具有不同中间测量值的标准散射镜头即可，其易于实施，提高了检测效率。
其中，步骤1)中，标准激光散射粉尘仪为一合格可正常工作的激光散射粉尘仪。在风洞实验室进行实验，获取该标准激光散射粉尘仪的中间测量值x和实测粉尘值y之间的对应关系，然后通过最小二乘法线性拟合出中间测量值x和实测粉尘值y之间的关系曲线，即标准函数曲线。本说明书中的中间测量值为针对该激光散射粉尘仪的工作原理，其在测量过程中的中间转换量值，如散射光强、电压、电流测量值等，如一具体实施例：其在测量时通过检测粉尘通过时的散射光强以此来转换成粉尘量，实现对粉尘的测量，而散射光强即为激光散射粉尘仪的中间测量值。
上述n个标准散射镜头的制作要求为：预设一最大实测粉尘值，通过上述标准函数曲线计算与最大实测粉尘值所对应的最大中间测量值；所有标准散射镜头所对应的中间测量值分别为：最大中间测量值的1/n，最大中间测量值的2/n，最大中间测量值的m/n，最大中间测量值的n-1/n，最大中间测量值，其中m为2到n-1之间的自然数。作为一具体实施例，制作5个标准散射镜头，预设最大实测粉尘值ymax，与其对应的最大中间测量值xmax，每个标准散射镜头产生的中间测量值分别为xmax的20％，40％，60％，80％和100％，误差可以容许在±5％以内。
制作完成后，还需对每个标准散射镜头进行标定，标定过程为：将标准散射镜头通过标准的安装位置安装到上述标准激光散射粉尘仪上，记录所有标准散射镜头的中间测量值：x01,x02,…x05，根据中间测量值和实测粉尘值的标准函数曲线，计算出5个标准散射镜头对应的中间测量值[x01,x02,x03,x04,x05]和实测粉尘值[y01,y02,y03,y04,y05]，并在标准散射镜头上标注出其自身对应的中间测量值和实测粉尘值。
如图2至图4所示，本实施例还提供一种激光散射粉尘仪检测装置，可以对激光散射粉尘仪进行上述检测方法，见图2及图3所示，其包括：
基座5，所述基座5用于嵌设在激光散射粉尘仪1的粉尘检测区100(见图1所示)；基座5具有供激光散射粉尘仪1的检测光路通过的检测孔，以及与所述检测孔垂直设置的插槽；更优的，检测孔的长度与粉尘检测区100的长度一致，即检测时检测光路仅从检测孔中穿过；
散射镜4，固定设于所述检测孔中；
至少一个滤光镜架2，每个滤光镜架2安装有一片滤光镜片23；
检测时，所述滤光镜架2从所述插槽中***，且滤光镜2位于所述检测孔中。
本实施例利用一固定值的散射镜4叠加不同的滤光镜片23来作为具有不同中间测量值的上述标准散射镜头，其更易于实施，便于检测。
见图4所示，检测时，通过上述基座5将该检测装置定位在激光散射粉尘仪1的粉尘检测区100处，其中激光散射粉尘仪1中激光发射端11发出的激光穿过上述检测孔至激光接收端12，即激光经过上述散射镜4和上述滤光镜片23，利用散射镜4和上述滤光镜片23来模拟粉尘环境，以此来通过上述检测方法来实施对激光散射粉尘仪1的检测。本实施例中散射镜4具有最大散射值，即其为上述检测方法中的最大标准散射镜头，其他标准散射镜头对应的中间测量值可通过在散射镜4前增加不同的滤光镜片23获得，即检测过程中，通过更换所述滤光镜架2以此实现获得不同的中间测量值的标准镜头。
本实施例的基座5为圆柱状，其具有避让连接激光发射端11和激光接收端12的连接柱13的避让空间，其内的检测孔为圆柱孔，检测孔的长度与连接柱13的长度一致，上述散射镜和滤光镜片均定位在检测孔的横截面中。
为便于定位安装以及防止基座的旋转，本实施例中基座5的一侧突出设有与激光散射粉尘仪上的卡槽配合的突棱3，本实施例通过卡突配合实现防转动。
见图3所示，本实施例中滤光镜片23呈偏转状固定在所述滤光镜架本体21上的安装孔中，即滤光镜片23与滤光镜架本体21之间存在一定倾角，避免光路震荡反射，影响滤光效果。
更进一步地，滤光镜架本体21的一侧设有定位珠22，所述插槽中具有与所述定位珠配合的定位槽；本实施例通过定位珠和定位螺丝地配合实现滤光镜架的快速定位与更换功能。
本实施例中的散射镜可由产生体散射的基板和涂覆在基板上能够产生面散射的面散射层组成，即将消光颗粒与涂料共混后涂覆在基板表面，以此形成面散射层；本实施例利用涂层的收缩形成表面微结构，同时消光颗粒导致了涂层的光学非均一性，产生光散射。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种激光散射粉尘仪的检测方法，其特征在于，包括：
1)准备标准激光散射粉尘仪和n个标准散射镜头，n≥5，通过所述标准激光散射粉尘仪来标定每个标准散射镜头，标定后需在每个标准散射镜头上标注其自身对应的中间测量值和实测粉尘值，所有标准散射镜头所对应的中间测量值不同，且呈递增关系；获取所述标准激光散射粉尘仪的中间测量值x与实测粉尘值y之间的标准函数曲线；
2)取步骤1)中最大标准散射镜头安装到被测激光散射粉尘仪上，所述最大标准散射镜头的中间测量值为最大，调整激光散射粉尘仪使其自身的最大值与所述最大中间测量值相同；
3)依次将n个标准散射镜头按顺序交替安装到所述被测激光散射粉尘仪上，测试所述被测激光散射粉尘仪的中间测量值序列[X1,X2……Xn-1,Xn]和粉尘浓度值序列[Y1,Y2……Yn-1,Yn]间的映射关系，利用最小二乘法线性拟合，获得被测激光散射粉尘仪的拟合直线，记录拟合直线中的修正系数K值和B值；
4)计算所述被测激光散射粉尘仪的线性度，判断线性度是否合格，若不合格则被测激光散射粉尘仪为不合格品。
2.根据权利要求1所述的激光散射粉尘仪的检测方法，其特征在于：当所述步骤4)判断所述被测激光散射粉尘仪的线性度合格，则测试被测激光散射粉尘仪的漂移指标是否合格，若不合格则被测激光散射粉尘仪为不合格品。
3.根据权利要求2所述的激光散射粉尘仪的检测方法，其特征在于：所述被测激光散射粉尘仪的漂移指标的具体测试过程为：根据被测激光散射粉尘仪的量程指标，使用与量程指标相对应的标准散射镜头进行测试。
4.根据权利要求1所述的激光散射粉尘仪的检测方法，其特征在于：所述n个标准散射镜头的制作要求为：预设一最大实测粉尘值，通过所述标准函数曲线计算与所述最大实测粉尘值所对应的最大中间测量值；所有标准散射镜头所对应的中间测量值分别为：最大中间测量值的1/n，最大中间测量值的2/n，最大中间测量值的m/n，最大中间测量值的n-1/n，最大中间测量值，其中m为2到n-1之间的自然数。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的激光散射粉尘仪的检测方法，由激光散射粉尘仪检测装置实施，其特征在于：所述激光散射粉尘仪检测装置包括：
基座，所述基座用于安装在激光散射粉尘仪的粉尘检测区；基座具有供激光散射粉尘仪的检测光路通过的检测孔，以及与所述检测孔垂直设置的插槽；
散射镜，固定设于所述检测孔中；
至少一个滤光镜架，每个滤光镜架安装有一片滤光镜片；
检测时，所述滤光镜架从所述插槽中***，且滤光镜位于所述检测孔中。
6.根据权利要求5所述的激光散射粉尘仪的检测方法，其特征在于：所述基座的一侧突出设有与所述激光散射粉尘仪上的卡槽配合的突棱。
7.根据权利要求5所述的激光散射粉尘仪的检测方法，其特征在于：所述滤光镜片呈偏转状固定在所述滤光镜架上的安装孔中。
8.根据权利要求5所述的激光散射粉尘仪的检测方法，其特征在于：所述滤光镜架的一侧设有定位珠，所述插槽中具有与所述定位珠配合的定位槽。
9.根据权利要求5所述的激光散射粉尘仪的检测方法，其特征在于：所述散射镜包括产生体散射的基板，以及涂敷在基板表面的面散射层。
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