CN211784994U - 一种遮光式粉尘检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种遮光式粉尘检测装置，包括安装法兰、光源、增程组件和检测探测器。所述光源设在所述安装法兰的一端；所述增程组件安装在所述安装法兰的另一端，并设置在所述光源输出的检测光光路上；所述检测探测器安装在所述安装法兰上与所述增程组件相对的位置，用于接收经所述增程组件反射后的光信号，所述检测探测器与所述增程组件之间为检测区域。它有效解决了现有技术中检测设备不适用于高浓度粉尘颗粒环境，且光程短导致检测浓度范围有限，检测数据准确性不高的问题，实现了较高浓度环境下的粉尘检测，同时在低浓度检测时具有良好的灵敏度和准确度，具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及粉尘浓度检测领域，特别是涉及一种遮光式粉尘检测装置。
背景技术
当前，粉尘检测设备大多采用光散射原理，属于散射式光电粉尘仪。该技术基于比尔朗博定律，光源发出的光信号照到粉尘颗粒物的表面发生散射，通过布置在特定角度的光电探测器接收散射光，经过光电转换后得到相应能量的数据。不同能量的数据对应唯一的粉尘浓度值，根据颗粒浓度公式便可算出其浓度值。
采用散射原理的设备，在较低的浓度范围（粉尘浓度未达到饱和度）内，如果粉尘浓度越高，相应的散射光强会越强，反之越弱。在这样的条件下，此种设备可以获得比较好的检测效果。但是超过一定浓度界限后，就会出现一个拐点，较高的浓度会导致散射光强随着粉尘浓度的增高而减弱。在较高的粉尘浓度环境下，采用散射光原理的粉尘检测设备无法准确检测。同时，由于检测环境的限制，检测设备的光程往往较短，而参与遮挡光线的粉尘颗粒数目与光程是正比的关系。光程较小时，则参与遮挡光线的粉尘数目也少，所以浓度较低时，采用遮光原理的检测设备灵敏性较差。
现有技术中，散射式粉尘检测设备在低浓度环境中适用性较好，但不适用于高浓度的粉尘颗粒环境。由于光程过短，导致采用遮光原理的检测设备在浓度较低环境下灵敏度不高。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于解决现有技术中检测设备不适用于高浓度粉尘颗粒环境，且光程短导致检测浓度范围有限，检测数据准确性不高的问题，提供一种遮光式粉尘检测装置，采用遮光原理，通过提供一个较长的光程，实现了较高浓度环境下的粉尘检测，同时在低浓度检测时具有良好的灵敏度和准确度。
本实用新型为解决上述技术问题采用的具体技术方案为：一种遮光式粉尘检测装置，包括安装法兰，光源，增程组件和检测探测器。所述光源设在所述安装法兰的一端；所述增程组件安装在所述安装法兰的另一端，并设置在所述光源输出的检测光光路上；所述检测探测器安装在所述安装法兰上与所述增程组件相对的位置，用于接收经所述增程组件反射后的光信号，所述检测探测器与所述增程组件之间为检测区域。
可选的，所述遮光式粉尘检测装置还包括隔离镜片，所述隔离镜片设置在所述检测探测器与所述增程组件之间，光信号能够穿过所述隔离镜片，所述隔离镜片与所述增程组件之间为检测区域。
可选的，所述增程组件包括直角三棱镜，所述直角三棱镜的直角边与所述光源输出的检测光光路之间的夹角为45度。
可选的，所述检测探测器包括圆形或者矩形光电探头。
可选的，所述遮光式粉尘检测装置还包括分光器件和校准探测器，所述分光器件设在所述光源和所述安装法兰突出部分之间，用于将接收的所述光源的输出光分束为检测光和校准光，所述校准探测器设置在校准光的光路上，用于接收校准光的光信号。
进一步的，所述分光器件包括直角三棱分光镜，所述直角三棱分光镜的斜边与所述光源的输出光光路之间的夹角为45度。
可选的，所述安装法兰上设置有清洁机构。
进一步的，所述清洁机构包括进气口，气路和不少于2个的吹扫口。
进一步的，所述吹扫口设置在所述隔离镜片和所述增程组件旁边，用于对所述隔离镜片和所述增程组件进行清洁。
可选的，所述光源包括半导体激光器。
如上所述，本实用新型与最接近的现有技术相比，至少具有以下有益效果：
1、采用遮光原理，通过提供一个较长的光程，实现了较高浓度环境下的粉尘检测，同时在低浓度检测时具有良好的灵敏度和准确性；
2、通过分光器件将光信号分为检测光和校准光，利用校准探测器接受校准光，实现了粉尘检测的实时自动校准；
3、可以通过外接气源对隔离玻璃和直角三棱镜进行除尘，解决了玻璃表面的清洁问题，保证检测数据的准确性。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1显示为本实用新型的结构示意图。
图2显示为A-A的剖面图。
元件标号说明
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1和图2，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。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，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
本实施例中，
请参阅图1和图2，本实用新型提供一种遮光式粉尘检测装置，包括安装法兰1和在所述安装法兰1上沿检测光光路前进方向依次设置的光源2，隔离镜片5，增程组件3和检测探测器4。所述光源2设在所述安装法兰1的一端；所述增程组件3安装在所述安装法兰1的另一端，并设置在所述光源2输出的检测光光路上。所述检测探测器4安装在所述安装法兰1上与所述增程组件3相对的位置，用于接收经所述增程组件3反射后的光信号，所述隔离镜片5与所述增程组件3之间为检测区域。
本实施例采用直角三棱镜作为所述增程组件3。所述隔离镜片5的作用包括既可以实现管道内粉尘和与电相关的设备元件之间的隔离，也可以防护所述检测探测器4，保证所述检测探测器4的清洁，从而提高检测数据的准确性。所述隔离镜片5与所述直角三棱镜3之间为检测区域。通过安装法兰1，将装置的粉尘测试区域安装到需检测的粉尘管道内，且所述安装法兰1的突出部分将所述遮光式粉尘检测装置的电信号部分留在了粉尘管道之外，实现了光信号部分和电信号部分的隔离，保证了安全性。
本实施例选用半导体激光器作为所述光源2，当激光器2通电后产生光束，光束第一次穿过所述隔离镜片5和检测区域后，进入到所述安装法兰1另一端设置的所述直角三棱镜3。光束从所述直角三棱镜3的斜边进入，在所述直角三棱镜3的两个直角边上进行两次反射，所述直角三棱镜3的直角边与光束之间的夹角为45度，因此，经过所述直角棱镜3的两次反射后，反射出来的光束与进入所述直角棱镜3的光束相平行但前进方向相反，光束再次通过粉尘检测区域，然后第二次穿过所述隔离镜片5进入所述检测探测器4。光束两次通过检测区域，增加了光程。所述检测探测器4可以采用圆形或者矩形光电探头，本实施例采用圆形光电探头作为所述检测探测器4，检测到的光信号经过光电转换后，得到相应的电压值，不同的电压值对应不同的粉尘浓度值，根据一定的算法可得出粉尘的浓度值。
通过所述直角三棱镜3的反射，检测光束两次通过检测区域，从而增加了检测的光程，解决了粉尘浓度较低时采用遮光原理的检测设备灵敏性较差的问题，提高了检测数据的准确度和灵敏度。同时，本检测装置采用遮光原理，适用于较高粉尘浓度环境下的检测，检测浓度的范围较大，具有良好的适用性。
此外，所述遮光式粉尘检测装置的零件少，通过光的反射增加光程，使设备体积减小，便于在管道内安装，成本较低，便于大规模推广使用。
本实施例中，
请参阅图1和图2，所述遮光式粉尘检测装置还包括分光器件6和校准探测器7，所述分光器件6设在所述光源2和所述安装法兰1突出部分之间，用于将接收的所述光源2的输出光分束为检测光和校准光，所述校准探测器7设置在校准光的光路上，用于接收校准光的光信号。
本实施例采用直角三棱分光镜作为所述分光器件6，所述直角三棱分光镜6的斜边与所述激光器2输出的光束之间的夹角为45度。所述激光器2通电后产生的光束进入所述直角三棱分光镜6后，所述直角三棱分光镜6将输入光束分为检测光和校准光，其中的校准光经所述直角三棱分光镜6反射后进入所述校准探测器7，而检测光则穿过所述隔离镜片5、检测区域后进入所述增程组件3。光信号经过光电转换后，得出对应的电压值，不同的电压值对应不同的粉尘浓度值，然后根据一定的算法可得出粉尘的浓度值。
通过采用校准的方式，可以及时避免由于温度或激光器光衰等引起的输出功率变化而导致的测试数据不准确的问题，同时，所述检测探测器4和所述校准探测器7相分离，不再需要通过机械结构转向光源来进行校准，从而具有实时校准的能力，在保证校准精度的基础上，降低了校准模块的复杂性，方便调试和装配。
本实施例中，
请参阅图1和图2，所述安装法兰1上设置有清洁机构8，所述清洁机构8包括进气口81，气路82和不少于2个的吹扫口83。本实施例在所述隔离镜片5和所述直角三棱镜3的旁边，各设置了一个吹扫口83，用于对所述隔离镜片5和所述直角三棱镜3进行除尘清洁。
使用时，将外接气源连接到所述进气口81上，高压气体通过所述气路82到达吹扫口83高速喷出，对所述隔离镜片5和所述直角三棱镜3的玻璃表面进行除尘清洁，保证检测数据的准确性。
综上所述，本实用新型采用遮光原理，通过提供一个较长的光程，实现了较高浓度环境下的粉尘检测，同时在低浓度检测时具有良好的灵敏度和准确性；并且本实用新型具备实时校准能力，方便调试和装配；还解决了玻璃表面的清洁除尘问题，保证了检测数据的准确性。此外，本实用新型零件少，体积小，便于安装，成本较低，便于大规模推广使用。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种遮光式粉尘检测装置，其特征在于，包括：
安装法兰；
光源，所述光源设在所述安装法兰的一端；
增程组件，所述增程组件安装在所述安装法兰的另一端，并设置在所述光源输出的检测光光路上；
检测探测器，所述检测探测器安装在所述安装法兰上与所述增程组件相对的位置，用于接收经所述增程组件反射后的光信号，所述检测探测器与所述增程组件之间为检测区域。
2.根据权利要求1所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，还包括隔离镜片，所述隔离镜片设置在所述检测探测器与所述增程组件之间，光信号能够穿过所述隔离镜片，所述隔离镜片与所述增程组件之间为检测区域。
3.根据权利要求2所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，所述增程组件包括直角三棱镜，所述直角三棱镜的直角边与所述光源输出的检测光光路之间的夹角为45度。
4.根据权利要求2所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，所述检测探测器包括圆形或者矩形光电探头。
5.根据权利要求1-4任一项所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，还包括分光器件和校准探测器，所述分光器件设在所述光源和所述安装法兰突出部分之间，用于将接收的所述光源的输出光分束为检测光和校准光，所述校准探测器设置在校准光的光路上，用于接收校准光的光信号。
6.根据权利要求5所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，所述分光器件包括直角三棱分光镜，所述直角三棱分光镜的斜边与所述光源的输出光光路之间的夹角为45度。
7.根据权利要求2-4任一项所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，所述安装法兰上设置有清洁机构。
8.根据权利要求7所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，所述清洁机构包括进气口，气路和不少于2个的吹扫口。
9.根据权利要求8所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，所述吹扫口设置在所述隔离镜片和所述增程组件旁边，用于对所述隔离镜片和所述增程组件进行清洁。
10.根据权利要求1-4任一项所述的遮光式粉尘检测装置，其特征在于，所述光源包括半导体激光器。
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