一种具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103822858 A (43)申请公布日 2014.05.28 CN 103822858 A (21)申请号 201410072071.2 (22)申请日 2014.02.28 G01N 15/06(2006.01) (71)申请人 苏州亿利安机电科技有限公司 地址 215600 江苏省苏州市张家港市杨舍镇 蒋桥村蒋乘路西侧 申请人 丁国正 朱永宾 (72)发明人 丁国正 朱永宾 (74)专利代理机构 苏州创元专利商标事务所有 限公司 32103 代理人 孙仿卫 汪青 (54) 发明名称 一种具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装 置 (57) 摘要 本发明涉及一种具有。

2、粉尘传感器的粉尘浓度 在线监测装置， 包括壳体、 采样头、 抽气装置、 控制 电路板、 电源、 携有显示屏的信号处理系统、 以及 粉尘传感器， 其中粉尘传感器包括盒体、 进气管和 出气管、 激光发射器， 进气管和出气管在同一条直 线上， 激光发射器所发射的激光与进气管和出气 管连接线相交设置， 粉尘传感器还包括位于检测 区域上方的光线接收器组件、 以及能够拆卸地设 置在检测区域底部的反光部件， 其中光线接收器 组件用于接收激光发射器发出的激光照射在检测 区域内气体颗粒所产生折射光的信息， 同时将该 信息转换处理成信号再传送至携有显示屏的信号 处理系统。此外， 本发明结构简单， 检测结果准确 度。

3、较高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 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4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103822858 A CN 103822858 A 1/1 页 2 1. 一种具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 包括不锈钢壳体、 采样头、 抽气装 置、 控制电路板、 电源、 携有显示屏的信号处理系统、 以及采用激光对粉尘进行监控的粉尘 传感器， 所述的粉尘传感器包括内部具有能够形成密封检测区域且还具有位于所述检测区 域相对两侧的进气通道和出气通道的盒体、 分别位于所述进气通道和所述。

4、出气通道内的进 气管和出气管、 自所述盒体的一端部与所述检测区域相连通的激光发射器， 所述进气管和 出气管在同一条直线上， 且所述的进气管与所述采样头相连通， 所述的出气管与所述抽气 装置相连通， 所述的激光发射器所发射的激光与所述进气管和所述出气管连接线相交设 置， 其特征在于 ： 所述的粉尘传感器还包括位于所述检测区域上方的光线接收器组件、 以 及能够拆卸地设置在所述检测区域底部的反光部件， 所述光线接收器组件用于接收所述的 激光发射器发出的激光照射在所述检测区域内气体颗粒所产生折射光的信息， 同时将该信 息转换处理成信号再传送至携有显示屏的信号处理系统。 2. 根据权利要求 1 所述的具。

5、有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 其特征在于 ： 所 述的光线接收器组件包括能够拆卸并密封地设置在所述盒体上的光电接收器壳体、 位于所 述壳体内并堵在所述检测区域上方的光学透镜、 位于所述光学透镜上方用于接收自所述光 学透镜传递的光线照射信息的光电接收器、 以及用于将所述光电接收器接收的信息转换成 携有显示屏的信号处理系统能够处理的转换器， 所述的光电接收器壳体能够密封设置， 且 所述光学透镜、 光电接收器、 转换器均设置在所述的光电接收器壳体内。 3. 根据权利要求 2 所述的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 其特征在于 ： 所 述的光学透镜为上下两端面均向外凸起的双面凸透镜。 4。

6、. 根据权利要求 1 所述的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 其特征在于 ： 所 述的反光部件的上表面自端面向内凹陷。 5. 根据权利要求 4 所述的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 其特征在于 ： 在 所述盒体底部设有与所述检测区域相连通的连接孔、 以及用于将连接孔密封的封盖， 所述 反光部件的凹陷表面朝上的设置在连接孔内， 所述的封盖抵触在所述反光部件的底部。 6. 根据权利要求 1 所述的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 其特征在于 ： 所 述激光发射器所发射的激光与所述进气管和所述出气管连接线垂直设置。 7. 根据权利要求 1 所述的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装。

7、置， 其特征在于 ： 所 述盒体的两端部还分别设有相对应设置的第一螺纹孔和第二螺纹孔， 且所述第一螺纹孔和 第二螺纹孔均匀所述检测区域相连通， 所述的激光发射器通过螺纹连接件设置在所述的第 一螺纹孔内， 所述的第二螺纹孔内设有相螺纹配合的塞头。 8. 根据权利要求 7 所述的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 其特征在于 ： 在 所述塞头端部还设有防止光线进出所述检测区域的封头。 9. 根据权利要求 1 所述的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 其特征在于 ： 所 述进气管的出气部内设有便于将通入所述检测区域内的气体集中的导气模块， 所述的导气 模块中部设有呈扁平状的出气口。 10. 。

8、根据权利要求 9 所述的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 其特征在于 ： 所 述进气管的扁平状的出气口竖直设置， 且与所述激光发射器所发射的激光垂直设置。 权 利 要 求 书 CN 103822858 A 2 1/4 页 3 一种具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于工矿企业工作场所的空气中的在线监测粉尘浓度变化的监 测装置， 具体地说， 本发明涉及一种具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置。 背景技术 0002 粉尘特别是生产中产生的粉尘的危害性较大， 长期吸入高浓度粉尘所引起的尘肺 是最常见的职业病 ； 粉尘中含有的铅， 镉， 砷， 锰等毒性元素，。

9、 在呼吸道溶解被吸收进入血液 循环引起中毒 ； 毛尘、 棉尘等轻质粉尘， 在被吸入呼吸道时， 易附着于鼻腔， 气管， 支气管的 粘膜， 长期局部刺激作用和继续感染引起慢性炎症。 此外， 粉尘还会造成眼疾， 皮肤病等， 粉 尘还具有致癌作用， 特别是肺癌。对于在生产过程中易产生粉尘的行业例如煤矿， 水泥， 面 粉加工企业， 医药化工行业等， 还存在空气中粉尘浓度趋于饱和， 在遇静电或明火情况下发 生爆炸的安全隐患。因此， 无论是从生产安全角度考虑， 还是从保护职工身体健康角度考 虑， 都需要对工作场所进行粉尘检测。 0003 中国实用新型专利 ZL200820122691.2 公开了一种激光粉尘。

10、检测仪， 其包括具有 一进气口和一出气口的暗室， 所述进气口与出气口之间安装有两隔板隔设的气体通道， 所 述暗室一端设置有由一激光发生器产生的光源， 所述暗室的另一端与所述光源对应依次设 置有一光学透镜组和一光电接收器， 所述两隔板上开设有与所述光源对应的出光孔 ; 所述 暗室的出气口依序连接一抽气泵、 一湿度传感器和一排气口 ; 所述光电接收器依序连接一 前置放大器、 一积分电路、 一模数转换器和一单片机 ; 所述湿度传感器和激光发生器分别 通过数据线连接所述单片机， 所述单片机内预置有湿度修正模块、 粉尘浓度超标报警阈值、 质量浓度转换系数 K 值及汉字库。然而该激光粉尘检测仪的光电接收器。

11、接收的是粉尘 （颗 粒物） 的散射光光强度信号， 而隔板上的出光孔大小非常重要， 出光孔过大， 当气体颗粒被 激光照射后产生的折射或反射的光， 也容易被光电接收器接收 ； 出光孔过小， 不利于光电接 收器完全的接收散射光光强度信号， 因此， 隔板上的出光孔过大或过小， 都容易影响检测结 果的准确性。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足， 提供一种改进的具有粉尘传 感器的粉尘浓度在线监测装置。 0005 为解决上述技术问题， 本发明采取如下技术方案 ： 一种具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 包括不锈钢壳体、 采样头、 抽气装置、 控制电路板、 电源、 携有显示。

12、屏的信号处理系统、 以及采用激光对粉尘进行检测的粉尘传感 器， 其中粉尘传感器包括内部具有能够形成密封检测区域且还具有位于所述检测区域相对 两侧的进气通道和出气通道的盒体、 分别位于所述进气通道和所述出气通道内的进气管和 出气管、 自盒体的一端部与检测区域相连通的激光发射器， 进气管和出气管在同一条直线 上， 且进气管与采样头相连通， 出气管与抽气装置相连通， 激光发射器所发射的激光与进气 说 明 书 CN 103822858 A 3 2/4 页 4 管和出气管连接线相交设置， 特别是， 粉尘传感器还包括位于检测区域上方的光线接收器组件、 以及能够拆卸地设 置在检测区域底部的反光部件， 其中光。

13、线接收器组件用于接收激光发射器发出的激光照射 在检测区域内气体颗粒所产生折射光的信息， 同时将该信息转换处理成信号再传送至携有 显示屏的信号处理系统。 0006 优选地， 光线接收器组件包括能够拆卸并密封地设置在盒体上的光电接收器壳 体、 位于光电接收器壳体内并堵在检测区域上方的光学透镜、 位于光学透镜上方用于接收 自光学透镜传递的光线照射信息的光电接收器、 以及用于将光电接收器接收的信息转换成 携有显示屏的信号处理系统能够处理信号的转换器， 光电接收器壳体能够密封设置， 且光 学透镜、 光电接收器、 转换器均设置在光电接收器壳体内。 0007 更优地， 光学透镜为上下两端面均向外凸起的双面凸。

14、透镜。先通过位于下表面的 凸透镜将向上折射的光和自反光部件所反射的光聚集， 然后再通过位于下表面的凸透镜将 聚集的光散射至光电接收器。 0008 根据本发明的一个具体实施和优选方面， 上述的反光部件的上表面其自端面向内 凹陷。 便于反射的光线聚集， 使得光电接收器接收的光强度信息更加完全， 进一步保证了检 测结果的准确性。 0009 进一步的， 在盒体底部设有与检测区域相连通的连接孔、 以及用于将连接孔密封 的封盖， 反光部件的凹陷表面朝上的设置在连接孔内， 封盖抵触在反光部件的底部。 便于发 光部件的更换和安装。 0010 优选地， 激光发射器所发射的激光与进气管和出气管连接线垂直设置。使得。

15、光电 接收器更准确的接收激光照射在颗粒上所产生的折射光。 0011 优选地， 盒体的两端部还分别设有相对应设置的第一螺纹孔和第二螺纹孔， 且第 一螺纹孔和第二螺纹孔均匀检测区域相连通， 激光发射器通过螺纹连接件设置在所述的第 一螺纹孔内， 第二螺纹孔内设有相螺纹配合的塞头。 便于实际中各部件的生产、 以及各部件 的拆卸和安装。 0012 进一步， 优选地， 在所述塞头端部还设有防止光线进出所述检测区域的封头。 有利 于光电接收器更准确的接收激光照射在颗粒上所产生的折射光。 0013 此外， 上述进气管的出气部内设有便于将通入所述检测区域内的气体集中的导气 模块， 该导气模块中部设有呈扁平状的出。

16、气口， 同时， 进气管的扁平状的出气口竖直设置， 且与所述激光发射器所发射的激光垂直设置。有利于气体流向检测区域的集中性， 减少颗 粒没有被照射的可能， 进一步确保检测结果的准确性。 0014 由于以上技术方案的实施， 本发明与现有技术相比具有如下优点 ： 本发明通过光线照射在颗粒上所产生的折射原理， 同时在检测区域的底部设有反光部 件， 使得折射的光完全被光线接收器组件接收， 并在光线接收器组件作用下， 将接收到的光 线强度信息转化呈信号再传送至携有显示屏的信号处理系统， 通过显示屏显示的数据直接 读出空气中粉尘的含量， 且整个检测过程均是在密封状态下进行， 使得检测结果准确度高， 此外， 。

17、本发明所采用的结构简单， 实施方便。 附图说明 说 明 书 CN 103822858 A 4 3/4 页 5 0015 下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。 0016 图 1 为根据本发明的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置拆去一侧壳体后 的主视结构示意图 ； 图 2 为根据本发明采用激光对粉尘进行检测的粉尘传感器的局部剖解示意图 ； 图 3 为图 2 的俯视示意图 ； 图 4 为图 3 中进气管进气端的截面放大示意图 ； 其中 ： 1、 壳体 ； 2、 采样头 ； 3、 抽气装置 ； 4、 控制电路板 ； 5、 携有显示屏的信号处理系统 ； 6、 粉尘传感器 ； 60、 。

18、盒体 ； 600、 检测区域 ； 601、 进气通道 ； 602、 出气通道 ； 603、 连接孔 ； 604、 封盖 ； 605、 第一螺纹孔 ； 606、 第二螺纹孔 ； 61、 进气管 ； 610、 导气模块 ； 611、 出气口 ； 62、 出 气管 ； 63、 激光发射器 ； 64、 光线接收器组件 ； 640、 光电接收器壳体 ； 641、 光学透镜 ； 642、 光 电接收器 ； 643、 转换器 ； 65、 反光部件 ； 66、 螺纹连接件 ； 67、 塞头 ； 68、 封头。 具体实施方式 0017 如图1至4所示， 按照本实施例的具有粉尘传感器的粉尘浓度在线监测装置， 包括。

19、 不锈钢壳体 1、 采样头 2、 抽气装置 3、 控制电路板 4、 电源、 携有显示屏的信号处理系统 5、 以 及采用激光对粉尘进行检测的粉尘传感器 6， 其中粉尘传感器 6 包括内部具有能够形成密 封检测区域 600 且还具有位于检测区域 600 相对两侧的进气通道 601 和出气通道 602 的盒 体 60、 分别位于所述进气通道 601 和所述出气通道 602 内的进气管 61 和出气管 62、 自盒体 60 的一端部与检测区域 600 相连通的激光发射器 63， 进气管 61 和出气管 62 在同一条直线 上， 且进气管 61 与采样头 2 相连通， 出气管 62 与抽气装置 3 相连。

20、通， 激光发射器 63 所发射 的激光与进气管 61 和出气管 62 连接线相交设置， 同时， 本例中的粉尘传感器 6 还包括位于 检测区域 600 上方的光线接收器组件 64、 以及能够拆卸地设置在检测区域 600 底部的反光 部件65， 其中光线接收器组件64用于接收激光发射器发出的激光照射在检测区域600内气 体颗粒所产生折射光的信息， 同时将该信息转换处理成信号再传送至携有显示屏的信号处 理系统 5。 0018 具体的， 光线接收器组件 64 包括能够拆卸并密封地设置在盒体 60 上的光电接收 器壳体 640、 位于光电接收器壳体 640 内并堵在检测区域 600 上方的光学透镜 64。

21、1、 位于光 学透镜 641 上方用于接收自光学透镜传递的光线照射信息的光电接收器 642、 以及用于将 光电接收器 642 接收的信息转换成携有显示屏的信号处理系统 5 能够处理信号的转换器 643， 其中， 光电接收器壳体640能够密封设置， 且光学透镜641、 光电接收器642、 转换器643 均设置在光电接收器壳体 640 内， 其中光学透镜 641 卡设在光电接收器壳体 640 与盒体 60 的连接部， 光电接收器 642 水平设置， 并采用外螺纹的连接方式拆卸地设置在光电接收器 壳体 640 内。 0019 本例中， 上述光学透镜 641 为上下两端面均向外凸起的双面凸透镜。采用双。

22、面凸 透镜的目的是 ： 先通过位于下表面的凸透镜将向上折射的光和自反光部件所反射的光聚 集， 然后再通过位于下表面的凸透镜将聚集的光散射至光电接收器， 有利于光电接收器对 光射信息的接收。 0020 同时， 上述的反光部件 65 的上表面其自端面向内凹陷。便于反射的光线聚集， 使 得光电接收器接收的光强度信息更加完全， 进一步保证了检测结果的准确性。 说 明 书 CN 103822858 A 5 4/4 页 6 0021 再由， 该反光部件65具体的设置 ： 在盒体60底部设有与检测区域600相连通的连 接孔 603、 以及用于将连接孔 603 密封的封盖 604， 反光部件 65 的凹陷表面。

23、朝上的设置在连 接孔 603 内， 封盖 604 抵触在反光部件 65 的底部。便于发光部件 65 的更换和安装。 0022 本例中， 盒体60的两端部还分别设有相对应设置的第一螺纹孔605和第二螺纹孔 606， 且第一螺纹孔 605 和第二螺纹孔 606 均匀检测区域 600 相连通， 激光发射器 63 通过螺 纹连接件 66 设置在所述的第一螺纹孔 605 内， 第二螺纹孔 606 内设有相螺纹配合的塞头 67， 进一步， 在塞头 67 端部还设有防止光线进出检测区域 600 的封头 68。这样更加有利于 光电接收器更准确的接收激光照射在颗粒上所产生的折射光， 同时便于实际中各部件的生 产。

24、、 以及各部件的拆卸和安装 同时， 本例中的激光发射器 63 所发射的激光与进气管 61 和出气管 62 连接线垂直设 置。使得光电接收器 63 更准确的接收激光照射在颗粒上所产生的折射光。 0023 此外， 上述进气管61的出气部内设有便于将通入所述检测区域600内的气体集中 的导气模块 610， 该导气模块 610 中部设有呈扁平状的出气口 611， 同时， 进气管 61 的扁平 状的出气口 611 竖直设置， 且与激光发射器 63 所发射的激光垂直设置。有利于气体流向检 测区域的集中性， 减少颗粒没有被照射的可能， 进一步确保检测结果的准确性。 0024 综上所述， 本发明通过光线照射在。

25、颗粒上所产生的折射原理， 同时在检测区域的 底部设有反光部件， 使得折射的光完全被光线接收器组件接收， 并在光线接收器组件作用 下， 将接收到的光线强度信息转化呈信号再传送至携有显示屏的信号处理系统， 通过显示 屏显示的数据直接读出空气中粉尘的含量， 且整个检测过程均是在密封状态下进行， 使得 检测结果准确度高， 此外， 本发明所采用的结构简单， 实施方便。 0025 以上对本发明做了详尽的描述， 其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本 发明的内容并加以实施， 并不能以此限制本发明的保护范围， 凡根据本发明的精神实质所 作的等效变化或修饰， 都应涵盖在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 103822858 A 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103822858 A 7 2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103822858 A 8 3/3 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103822858 A 9 。