一种激光式消光烟度计的自动校准装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103969190 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103969190 A (21)申请号 201410189422.8 (22)申请日 2014.05.07 G01N 21/17(2006.01) (71)申请人 长春理工大学 地址 130022 吉林省长春市卫星路 7089 号 (72)发明人 高兰兰 张帆 焦石 (74)专利代理机构 长春市四环专利事务所 ( 普 通合伙 ) 22103 代理人 刘玉仁 (54) 发明名称 一种激光式消光烟度计的自动校准装置 (57) 摘要 本发明提供了一种激光式消光烟度计的自 动校准装置， 主要由底座 （1）。

2、 、 支杆 （2） 、 支杆 （3） 、 平面镜 （4） 、 平面镜 （5） 、 横杆 （6） 、 电 机 （7） 、 电机 （8） 、 消光玻片盘 （9） 、 光纤通路 （10） 、 光纤入口接头 （11） 、 光纤出口接头 （12） 、 控 制单元 （13） 组成， 所述自动校准装置配合由激光 发射器 （14） 、 激光发射器 （15） 、 检测室 （16） 组成 的激光式消光烟度计使用， 所述平面镜 （4） 、 （5） 与横杆 （6） 连接， 支杆 （2） 、 （3） 通过顶部 轴承与横杆 （6） 连接， 电机 （7） 、 电机 （8） 分别 与横杆 （6） 、 消光玻片盘 （9） 连接。

3、。本发明可实时 校正激光式消光烟度计零点漂移的问题， 提高测 量精度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103969190 A CN 103969190 A 1/1 页 2 1. 一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 主要由底座 （1） 、 支杆 （2） 、 支杆 （3） 、 平面镜 （4） 、 平面镜 （5） 、 横杆 （6） 、 电机 （7） 、 电机 （8） 、 消光玻片盘 （9） 、 光纤通路 （10） 、 光纤入口接头 。

4、（11） 、 光纤出口接头 （12） 、 控制单元 （13） 组成， 其特征在于 ： 所述自动 校准装置配合由激光发射器 （14） 、 激光接收器 （15） 、 检测室 （16） 组成的激光式消光烟度计 使用， 所述平面镜 （4） 、 平面镜 （5） 与横杆 （6） 连接， 支杆 （2） 、 （3） 通过顶部轴承与 横杆 （6） 连接， 所述电机 （7） 、 电机 （8） 分别与横杆 （6） 、 消光玻片盘 （9） 连接， 所述光纤 通路 （10） 两端分别与光纤入口接头 （11） 、 光纤出口接头 （12） 连接， 所述控制单元 （13） 与电 机 （7） 、 电机 （8） 、 激光发射器 。

5、（14） 、 激光接收器 （15） 连接， 所述支杆 （2） 、 支杆 （3） 及激光式消光烟度计固定于底座 （1） 上。 2. 根据权利要求 1 所述的一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 其特征在于 ： 所述 控制单元 （13） 接收来自激光发射器 （14） 、 激光接收器 （15） 的信号后， 判断检测室 （16） 无烟 气状态下是否存在明显零点漂移， 若存在明显零点漂移， 控制单元 （13） 控制电机 （7） 、 电 机 （8） 工作， 进入自动校准状态。 3. 根据权利要求 1 所述的一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 其特征在于 ： 在自 动校准过程中， 所述横杆 （6） 在电机。

6、 （7） 的驱动下， 可在固定于支杆 （2） 、 支杆 （3） 顶 部的轴承内正反旋转 90， 带动与之连接的平面镜 （4） 、 平面镜 （5） 从横杆水平面旋转 至竖直位置， 通过平面镜的反射将来自激光发射器 （14） 的发射光经光纤通路 （10） 传递到 激光接收器 （15） 。 4. 根据权利要求 1 所述的一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 其特征在于 ： 所述 消光玻片盘 （9） 均匀等分若干区间， 每一区间安置消光度不同的玻片， 在校准过程中， 电机 （8） 在控制单元 （13） 控制下旋转， 带动消光玻片盘 （9） 旋转， 使得发射光经不同消光度玻 片传入光纤通路 （10） 。。

7、 5. 根据权利要求 1 所述的一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 其特征在于 ： 所述 光纤入口接头 （11） 与光纤出口接头 （12） 应合理安置， 保证经光线能垂直进、 出接头。 权 利 要 求 书 CN 103969190 A 2 1/3 页 3 一种激光式消光烟度计的自动校准装置 技术领域 0001 本发明属于环境检测仪器技术领域 , 具体涉及一种激光式消光烟度计的自动校 准装置。 背景技术 0002 目前 , 随着排放法规的日益严格， 对柴油机尾气烟度的限制及测量精度要求也随 之提升。用于柴油机尾气烟度检测的传统消光式烟度计分辨率为 1/0.01m, 与国 4 水平下 尾气的烟度。

8、值小于 1/0.lm 相比 , 其测量误差超过了 10%， 且传统消光式烟度计以白光作为 检测光源,因不同波长光的散射、 衍射、 吸收特性不一致,使其精度及最小分辨率受到了极 大的限制。以单色性好的激光作为光源的消光式烟度计， 可大幅度提高低烟度工况下的测 量精度， 但在长期使用过程中， 因装置中残留气及激光源老化原因， 会使得激光式消光烟度 计的测量精度降低。 发明内容 0003 本发明目的是提供一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 在激光式消光烟度计 零点漂移较大的情况下， 自动进入校准状态， 通过平面镜将发射激光源引入到消光玻片盘， 透过不同消光度的玻片的光线经光纤通路引入激光接收器中，。

9、 通过发射光强与接收光强在 不同消光度下的比值分析， 实时校正激光式消光烟度计因检测室残留气或激光源老化造成 的较大零点漂移问题， 进一步提高激光式消光烟度计的测量精度。 0004 为解决上述技术问题， 本发明采用如下技术方案 : 提供了一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 主要由底座 1、 支杆 2、 支杆 3、 平 面镜 4、 平面镜 5、 横杆 6、 电机 7、 电机 8、 消光玻片盘 9、 光纤通路 10、 光纤入口接 头11、 光纤出口接头12、 控制单元13组成， 所述自动校准装置配合由激光发射器14、 激光接 收器 15、 检测室 16 组成的激光式消光烟度计使用， 所述平面镜 。

10、4、 平面镜 5 与横杆 6 连 接， 支杆 2、 支杆 3 通过顶部轴承与横杆 6 连接， 所述电机 7、 电机 8 分别与横杆 6、 消光玻片盘 9 连接， 所述光纤通路 10 两端分别与光纤入口接头 11、 光纤出口接头 12 连接， 所述控制单元 13 与电机 7、 电机 8、 激光发射器 14、 激光接收器 15 连接， 所述支杆 2、 支杆 3 及激光式消光烟度计固定于底座 1 上。 0005 在本发明的一个较佳实施例中， 所述控制单元 13 接收来自激光发射器 14、 激光 接收器 15 的信号后， 判断检测室无烟气状态下是否存在明显零点漂移， 若存在明显零点漂 移， 控制单元 。

11、13 控制电机 7、 电机 8 工作， 进入自动校准状态。 0006 在本发明的一个较佳实施例中， 在自动校准过程中， 所述横杆 6 在电机 7 的驱 动下， 可在固定于支杆 2、 支杆 3 顶部的轴承内正反旋转 90， 带动与之连接的平面镜 4、 平面镜 5 从横杆 6 水平面旋转至竖直位置， 通过平面镜的反射将来自激光发射器 14 的发射光经光纤通路 10 传递到激光接收器 15。 0007 在本发明的一个较佳实施例中， 所述消光玻片盘 9 均匀等分若干区间， 每一区间 说 明 书 CN 103969190 A 3 2/3 页 4 安置消光度不同的玻片， 校准过程中， 电机8在控制单元13。

12、控制下旋转， 带动消光玻片盘 9 旋转。 0008 在本发明的一个较佳实施例中， 所述光纤入口接头 11 与光纤出口接头 12 应合理 安置， 保证经光线能垂直进、 出接头。 0009 本发明的有益效果在于 ： 本发明一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 可在在 激光式消光烟度计零点漂移较大的情况下， 自动进入校准状态， 通过发射光强与接收光强 在不同消光度下的比值分析， 实时校正激光式消光烟度计因检测室残留气或激光源老化造 成的较大零点漂移问题， 进一步提高激光式消光烟度计的测量精度。 附图说明 0010 图 1 为本发明的主视图 图 2 为消光玻片盘的主视图 图中标记 ： 1、 底座， 2。

13、、 支杆， 3、 支杆， 4、 平面镜， 5、 平面镜， 6、 横杆， 7、 电机， 8、 电机， 9、 消光玻片盘， 10、 光纤通路， 11、 光纤入口接头， 12、 光纤出口接头， 13、 控制单 元， 14、 激光发射器， 15、 激光接收器， 16、 检测室。 具体实施方式 0011 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述 , 以使本发明的优点和特征 能更易于被本领域技术人员理解 , 从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。 0012 请参阅图 1 和图 2, 本发明实施例包括 ： 一种激光式消光烟度计的自动校准装置， 主要由底座 1、 支杆 2、 支杆 3、 平面镜 4。

14、、 平面镜 5、 横杆 6、 电机 7、 电机 8、 消光玻片盘 9、 光纤通路 10、 光纤入口接头 11、 光纤出口接头 12、 控制单元 13 组成， 所述自动校准装置配合由激光发射器 14、 激光接收器 15、 检测室16组成的激光式消光烟度计使用， 所述平面镜4、 平面镜5与横杆6连接， 支 杆 2、 支杆 3 通过顶部轴承与横杆 6 连接， 所述电机 7、 电机 8 分别与横杆 6、 消光 玻片盘 9 连接， 所述光纤通路 10 两端分别与光纤入口接头 11、 光纤出口接头 12 连接， 所述 控制单元 13 与电机 7、 电机 8、 激光发射器 14、 激光接收器 15 连接， 。

15、所述支杆 2、 支杆 3 及激光式消光烟度计固定于底座 1 上。 0013 在检测室无烟气状态下， 控制单元13接收来自激光发射器14、 激光接收器15的信 号后， 经内部算法判断激光式消光烟度计是否存在明显零点漂移， 若存在明显零点漂移， 控 制单元 13 控制电机 7、 电机 8 工作， 系统进入自动校准状态。 0014 在自动校准过程中， 横杆6在电机7的驱动下， 可在固定于支杆2、 支杆3顶 部的轴承内正、 反旋转 90， 带动与之连接的平面镜 4、 平面镜 5 从横杆 6 水平面旋转 至竖直位置， 实现平面镜的准确定位介入， 通过平面镜的反射将来自激光发射器 14 的发射 光传至消光。

16、玻片盘9， 电机8在控制单元13控制下带动消光玻片盘9旋转， 从而实现发射 光依次透过不同消光度的玻片传入光纤通路10， 最终经平面镜5反射后被激光接收器15 接受， 控制单元 13 分析来自激光发射器 14、 激光接收器 15 的信号， 得出不同消光度下发射 光强与接收光强的比值， 为校正实际系统的零点漂移提供参照。 0015 当发射光依次通过消光玻片盘 9 上所有玻片并顺利被控制单元接收后， 控制单元 说 明 书 CN 103969190 A 4 3/3 页 5 13 控制电机 7 反转， 使得平面镜回到横杆 6 的水平面， 切断校准通路的光线传递， 进行正 常的烟度检测过程。此外， 光纤入口接头 11 与光纤出口接头 12 应合理安置， 保证经光线能 垂直进、 出接头， 确保光线在光线通路 10 中的无损失传递。 0016 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换 , 或直接或间接运用在其他相关的 技术领域 , 均同理包括在本发明的专利保护范围内。 说 明 书 CN 103969190 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103969190 A 6 。