激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911156588.9 (22)申请日 2019.11.22 (71)申请人 北京雪迪龙科技股份有限公司 地址 102206 北京市昌平区回龙观国际信 息产业基地3街3号 (72)发明人 敖小强李永帅陈景卫 (74)专利代理机构 北京律和信知识产权代理事 务所(普通合伙) 11446 代理人 刘兴谢清萍 (51)Int.Cl. G01N 15/06(2006.01) (54)发明名称 激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法 (57)摘要 本申请涉及一种激光前散射颗粒物浓度监 测。

2、装置， 包括： 散射区域； 入射光光路， 与所述散 射区域耦合， 用于通过入射光； 散射光光路， 与所 述散射区域耦合， 用于通过散射光， 所述散射光 为所述入射光经所述散射区域中的气体散射后 形成； 校准光光路， 用于通过校准光， 所述校准光 为穿越所述散射区域中的气体后的残余入射光。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 111307676 A 2020.06.19 CN 111307676 A 1.一种激光前散射颗粒物浓度监测装置， 包括： 散射区域； 入射光光路， 与所述散射区域耦合， 用于通过入射光； 散射光光路， 与所述散射区域耦合， 用于通过散射光， 所述散射光为所述入射光。

3、经所述 散射区域中的气体中的颗粒物散射后形成； 校准光光路， 与所述散射区域耦合， 用于通过校准光， 所述校准光为穿越散射区域的入 射光。 2.根据权利要求1所述的监测装置， 还包括： 光源， 与所述入射光光路耦合， 用于发射所述入射光； 散射光收光模组， 与所述散射光光路耦合， 用于采集所述散射光； 校准光收光模组， 与所述校准光光路耦合， 用于采集所述校准光。 3.根据权利要求1所述的监测装置， 其中： 所述入射光光路、 所述散射光光路和所述校准光光路中的至少一个包括： 至少一个平面镜， 使得所述光源模组、 所述散射光收光模组和所述校准光收光模组在 所述监测装置的同一侧。 4.根据权利要求。

4、1所述的监测装置， 其中， 所述散射光收光模组包括： 凸透镜， 汇聚所述散射光； 第一探测器板， 设置在所述凸透镜之后， 采集通过所述凸透镜汇聚的散射光。 5.根据权利要求1所述的监测装置， 其中， 所述校准光收光模组包括： 衰减片， 衰减所述校准光； 第二探测器板， 设置在所述滤光片之后， 采集通过所述衰减片的校准光。 6.一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法， 包括： 向所述监测装置注入清洁气体； 向所述清洁气体发射入射光； 采集校准光的强度作为校准系数， 其中所述校准光为穿越所述散射区域中的清洁气体 后的残余入射光； 和/或 采集所述入射光经过所述清洁气体散射后， 形成的散射光的强。

5、度， 作为校准零点。 7.一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样气的颗粒物浓度的方法， 包括： 向所述监测装置注入样气； 向所述样气发射入射光； 采集所述入射光经过所述样气散射后形成的散射光的强度； 根据所述散射光的强度， 以及如权利要求6所述的方法得到的校准参数和/或校准零 点， 计算所述样气的颗粒物浓度。 8.根据权利要求要求7所述的方法， 其中所述计算所述样气的颗粒物浓度， 包括： 利用下式计算所述颗粒物浓度： K(E-E0)/Et 其中， 为所述颗粒物浓度， E为散射光强度， E0为校准零点， Et为校准系数， K为所述监测 设备的监测系数。 9.一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的。

6、透光率测量方法， 包括： 权利要求书 1/2 页 2 CN 111307676 A 2 向所述监测装置注入第一清洁气体； 向所述第一清洁气体发射第一入射光； 采集第一校准光的强度， 其中所述第一校准光为穿越所述散射区域中的所述第一清洁 气体后的残余第一入射光； 根据所述第一校准光的强度， 得到所述透光率。 10.根据权利要求9所述的方法， 其中， 根据所述第一校准光的强度， 得到所述透光率， 包括： 根据所述第一校准光的强度和所述校准光参考强度， 得到所述透光率。 11.根据权利要求10所述的方法， 其中， 还包括： 在所述监测装置出厂时或者对所述监测装置进行充分清洁后， 向所述监测装置注入第。

7、 二清洁气体； 向所述第二清洁气体发射第二入射光； 采集第二校准光的强度， 作为所述校准光参考强度， 其中所述第二校准光为穿越所述 散射区域中的所述第二清洁气体后的残余第二入射光。 12.根据权利要求10所述的方法， 其中， 根据所述第一校准光的强度和所述校准光参考 强度， 得到所述透光率， 包括： 根据下式计算所述透光率： hEt/Et0 其中， h为透光率， Et为第一校准光的强度， Et0为校准光参考强度。 13.根据权利要求9所述的方法， 还包括： 判断所述透光率是否低于阈值， 如果是， 则告警。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111307676 A 3 激光前散射颗粒物浓度监测装。

8、置及方法 技术领域 0001 本申请属于环境监测领域， 特别涉及一种激光前散射颗粒物浓度监测装置、 一种 激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法、 一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测 量样气的颗粒物浓度的方法和一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量方法。 背景技术 0002 随着环保法律法规日趋严格， 以及除尘技术的进步与发展， 有组织污染源颗粒物 的排放浓度越来越低。 有许多新上线的燃煤锅炉， 颗粒排放浓度的平均浓度甚至低于3mg/ m3， 而且具有高温高湿的特点。 这对仪器的检测限、 灵敏度、 重复性、 杂散光的抑制等， 提出 了更高的要求。 0003 由于烟气具有高温高湿的特点。

9、， 容易在镜片上形成水雾， 并吸附灰尘。 镜片上附着 灰尘、 水雾时， 会降低镜片的透过率， 影响仪器正常工作。 所以仪器除了准确、 可靠地对烟气 颗粒物进行测量外， 还必须具有对光学系统定期进行污染程度测试的功能， 尤其是处在颗 粒物测量室中的光学元件的受污染程度进行评估。 0004 为了解决上述问题， 现有的设备普遍采用运动器件对设备进行自检。 但是， 本申请 的发明人发现， 该运动器件降低了设备的抗振性能， 以及降低了设备的抗尘等级。 发明内容 0005 本文旨在提供一种激光前散射颗粒物浓度监测装置、 一种激光前散射颗粒物浓度 监测装置的校准方法、 一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测。

10、量样气的颗粒物浓度的 方法和一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量方法。 0006 本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置， 包括： 散射区 域； 入射光光路， 与所述散射区域耦合， 用于通过入射光； 散射光光路， 与所述散射区域耦 合， 用于通过散射光， 所述散射光为所述入射光经所述散射区域中的气体散射后形成； 校准 光光路， 与所述散射区域耦合， 用于通过校准光， 所述校准光为穿越所述散射区域的残余入 射光。 0007 本申请的另一实施例还提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法， 包括： 向所述监测装置注入清洁气体； 向所述清洁气体发射入射光； 采集校准光。

11、的强度作为 校准系数， 其中所述校准光为穿越所述散射区域中的清洁气体后的残余入射光； 和/或采集 所述入射光经过所述清洁气体散射后， 形成的散射光的强度， 作为校准零点。 0008 本申请的另一实施例还提供了一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样 气的颗粒物浓度的方法， 包括： 向所述监测装置注入样气； 向所述样气发射入射光； 采集所 述入射光经过所述样气散射后形成的散射光的强度； 根据所述散射光的强度， 以及根据前 述校准方法得到的校准参数和/或校准零点， 计算所述样气的颗粒物浓度。 0009 本申请的另一实施例还提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测 量方法， 包括： 向所述。

12、监测装置注入第一清洁气体； 向所述第一清洁气体发射第一入射光； 说明书 1/8 页 4 CN 111307676 A 4 采集第一校准光的强度， 其中所述第一校准光为穿越所述散射区域中的所述第一清洁气体 后的残余第一入射光； 根据所述第一校准光的强度， 得到所述透光率。 0010 利用上述激光前散射颗粒物浓度监测装置、 校准方法、 颗粒物浓度测量方法和装 置透光率测量方法。 可以通过引入校准光收光模组， 并利用校准光收光模组采集校准光的 强度， 其中校准光为入射光穿越散射区域后的残余入射光束。 可以利用该校准光的强度作 为校准参数修正颗粒物浓度的测量结果， 使得测量结果更准确。 同时还可以利用。

13、校准光的 强度确定装置的透光率， 并根据透光率确定装置的维护时机。 0011 利用上述激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法， 在检测装置的光路遭到一定程 度污染时， 仍可以进行较高精度的颗粒物浓度测量。 同时， 由于利用该监测装置及方法可以 软件修正监测结果。 因而可以不必频繁的清理镜片及光路， 进而可以简化维护流程， 降低维 护成本。 0012 而且， 由于可以利用该装置检测装置的透光率， 从而可以根据透光率确定该装置 的合理维护时机。 进而可以使得该装置的维护周期更合理， 维护成本更低。 0013 再者， 由于该装置可以不引入运动部件， 因而该装置的结构相对简单。 因而该装置 的体积可以更小。

14、。 且由于该装置可以不引入运动部件， 因而可以避免运动部件的工作对装 置内的光学组件影响。 进而可以使得该装置的工作可以稳定， 测量可以更准确， 该装置的抗 震性能和密封性能也可以更好。 0014 在高温高湿环境下， 样气中的尘雾随时都会在监测装置内部凝结， 并附着于监测 装置的内壁与镜片上。 进而污染监测装置的光路， 对颗粒物监测结果造成不利的影响。 而本 申请所提供的监测装置及方法则可以很好的解决上述问题， 使得本申请所提供的监测装置 及方法适合于高温高湿的工作环境。 附图说明 0015 图1A示出了本申请的一个实施例， 一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的结构示 意图。 0016 图1B示。

15、出了如图1A所示监测装置的散射结构的结构示意图。 0017 图1C示出了如图1A所示监测装置的光源的结构示意图。 0018 图1D示出了如图1A所示监测装置的散射光收光模组的结构示意图。 0019 图2示出了本申请的另一实施例， 激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法的 流程示意图。 0020 图3示出了本申请的另一实施例， 一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量 样气的颗粒物浓度的方法的流程示意图。 0021 图4A示出了本申请的另一实施例， 激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量 方法的流程示意图。 0022 图4B示出了图4A所示方法的校准光参考强度获取流程示意图。 具体实施方式 0。

16、023 以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关 “一种激光前散射颗粒物 浓度监测装置及方法” 的实施方式， 本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发 说明书 2/8 页 5 CN 111307676 A 5 明的优点与效果。 本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用， 本说明书中的各 项细节也可基于不同观点与应用， 在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。 另外， 本 发明的附图仅为简单示意说明， 并非依实际尺寸的描绘， 事先声明。 以下的实施方式将进一 步详细说明本发明的相关技术内容， 但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。 0024 本申请的一个实施例提供了一。

17、种激光前散射颗粒物浓度监测装置， 包括： 散射区 域； 入射光光路， 与所述散射区域耦合， 用于通过入射光； 散射光光路， 与所述散射区域耦 合， 用于通过散射光， 所述散射光为所述入射光经所述散射区域中的气体散射后形成； 校准 光光路， 与所述散射区域耦合， 用于通过校准光， 所述校准光为穿越所述散射区域的残余入 射光。 0025 本申请的另一实施例还提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法， 包括： 向所述监测装置注入清洁气体； 向所述清洁气体发射入射光； 采集校准光的强度作为 校准系数， 其中所述校准光为穿越所述散射区域中的清洁气体后的残余入射光； 和/或采集 所述入射光经过所述。

18、清洁气体散射后， 形成的散射光的强度， 作为校准零点。 0026 本申请的另一实施例还提供了一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样 气的颗粒物浓度的方法， 包括： 向所述监测装置注入样气； 向所述样气发射入射光； 采集所 述入射光经过所述样气散射后形成的散射光的强度； 根据所述散射光的强度， 以及根据前 述校准方法得到的校准参数和/或校准零点， 计算所述样气的颗粒物浓度。 本申请的另一实 施例还提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量方法， 包括： 向所述监测 装置注入第一清洁气体； 向所述第一清洁气体发射第一入射光； 采集第一校准光的强度， 其 中所述第一校准光为穿越所述散射区。

19、域中的所述第一清洁气体后的残余第一入射光； 根据 所述第一校准光的强度， 得到所述透光率。 0027 利用上述激光前散射颗粒物浓度监测装置、 校准方法、 颗粒物浓度测量方法和装 置透光率测量方法。 可以通过引入校准光收光模组， 并利用校准光收光模组采集校准光的 强度， 其中校准光为入射光穿越散射区域后的残余入射光束。 可以利用该校准光的强度作 为校准参数修正颗粒物浓度的测量结果， 使得测量结果更准确。 同时还可以利用校准光的 强度确定装置的透光率， 并根据透光率确定装置的维护时机。 0028 利用上述激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法， 在检测装置的光路遭到一定程 度污染时， 仍可以进行较高精。

20、度的颗粒物浓度测量。 同时， 由于利用该监测装置及方法可以 软件修正监测结果。 因而可以不必频繁的清理镜片及光路， 进而可以简化维护流程， 降低维 护成本。 0029 而且， 由于可以利用该装置检测装置的透光率， 从而可以根据透光率确定该装置 的合理维护时机。 进而可以使得该装置的维护周期更合理， 维护成本更低。 0030 再者， 由于该装置可以不引入运动部件， 因而该装置的结构相对简单。 且由于该装 置可以不引入运动部件， 因而可以避免运动部件的工作对装置内的光学组件影响。 进而可 以使得该装置的工作可以稳定， 测量可以更准确， 该装置的抗震性能和密封性能也可以更 好。 0031 在高温高湿。

21、环境下， 样气中的尘雾随时都会在监测装置内部凝结， 并附着于监测 装置的内壁与镜片上。 进而污染监测装置的光路， 对颗粒物监测结果造成不利的影响。 而本 申请所提供的监测装置及方法则可以很好的解决上述问题， 使得本申请所提供的监测装置 说明书 3/8 页 6 CN 111307676 A 6 及方法适合于高温高湿的工作环境。 0032 下面将结合本申请实施例中的附图， 对本申请实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例是本申请一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本申 请中的实施例， 本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本申请保。

22、护的范围。 0033 应当理解， 本申请的权利要求、 说明书及附图中的术语 “第一” 、“第二” 、“第三” 和 “第四” 等是用于区别不同对象， 而不是用于描述特定顺序。 本申请的说明书和权利要求书 中使用的术语 “包括” 和 “包含” 指示所描述特征、 整体、 步骤、 操作、 元素和/或组件的存在， 但并不排除一个或多个其它特征、 整体、 步骤、 操作、 元素、 组件和/或其集合的存在或添加。 0034 还应当理解， 在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目 的， 而并不意在限定本申请。 如在本申请说明书和权利要求书中所使用的那样， 除非上下文 清楚地指明其它情况， 否则。

23、单数形式的 “一” 、“一个” 及 “该” 意在包括复数形式。 还应当进一 步理解， 在本申请说明书和权利要求书中使用的术语 “和/或” 是指相关联列出的项中的一 个或多个的任何组合以及所有可能组合， 并且包括这些组合。 0035 图1A示出了本申请的一个实施例， 一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的结构示 意图。 图1B示出了如图1A所示监测装置的散射结构的结构示意图。 图1C示出了如图1A所示 监测装置的光源的结构示意图。 图1D示出了如图1A所示监测装置的散射光收光模组的结构 示意图。 0036 如图1A所示， 装置1000可以包括： 散射区域141、 入射光光路151、 散射光光路152。

24、和 校准光光路153。 其中， 0037 如图1A所示， 散射区域141为一个空腔。 在散射区域141中可以通过气体。 该气体可 以是样气， 也可以是清洁气体。 0038 如图1A所示， 入射光光路151可以为一个管道空腔。 入射光光路151可以为入射光 161提供光路路径。 入射光光路151的一端可以与散射区域141光路连接， 使得入射光161可 以照射到散射区域141内的气体。 0039 如图1A所示， 散射光光路152可以为一个管道空腔。 散射光光路152的一端可以与 散射区域141光路连接， 为来自散射区域141的散射光162提供光路路径。 入射光161在经过 散射区域141内的气体时。

25、， 会发生散射， 并在一定角度范围内形成散射光。 散射光162可以是 该一定角度范围内的散射光中的一束。 可选地， 散射光光路152与入射光光路151之间存在 预设夹角。 当散射区域141内通过样气时， 经过样气散射后得到的散射光162的强度可以用 于计算样气中的颗粒物浓度。 0040 如图1A所示， 校准光光路153可以为一个管道空腔。 校准光光路153的一端可以与 散射区域141光路连接， 为来自散射区域141的校准光163提供光路路径。 入射光161在穿越 散射区域141内的气体时， 会发生衰减。 校准光163可以是经衰减后的残余入射光。 可选地， 入射光光路151与散射区域141直接连。

26、接的一段， 和校准光光路152与散射区域141直接连接 的一段， 方向相同。 当散射区域141内通过清洁气体时， 穿越清洁气体得到的校准光163可以 用于确定装置1000的透光率， 以及用于校准装置1000， 和修正装置1000的监测结果。 0041 如图1A所示， 可选地， 装置1000还可以包括： 光源11、 散射光收光模组12和校准光 收光模组13。 其中， 说明书 4/8 页 7 CN 111307676 A 7 0042 如图1A所示， 光源11可以设置于入射光光路151的一端， 并与入射光光路151耦合。 光源11可以用于发射入射光161。 入射光161可以是一束平行的激光束。 从。

27、光源11射出的入 射光161可以沿入射光光路151， 射入与射光光路151另一端连接的散射区域141。 0043 如图1A所示， 散射光收光模组12可以设置于散射光光路152的一端， 并与散射光光 路152耦合。 散射光收光模组12可以用于采集散射光162的强度。 0044 如图1A所示， 校准光收光模组13可以设置于校准光光路153的一端， 并与校准光光 路153耦合。 校准光收光模组13用于采集校准光163的强度。 0045 在装置1000进行颗粒物监测时， 样气中的物质(比如水汽、 固体悬浮物)可能会对 装置1000的光路造成污染。 比如， 样气中的水汽可能会在装置1000内凝结， 并可。

28、能会吸附于 装置1000的光学组件(包括： 光源11、 散射光收光模组12和校准光收光模组13以及平面镜 142、 143)表面， 或者凝结的水汽也可能会吸附于装置1000中的光路(比如： 散射区域141、 入 射光光路151、 散射光光路152和校准光光路153)内壁上。 样气中的固体悬浮物也可能会因 水汽或者静电等原因， 附着于装置1000的光学组件表面或者光路内壁。 装置1000中的光学 组件还可能会发生镜片老化等问题。 0046 上述光路污染问题及镜片老化等问题都可能会造成入射光161及散射光162在装 置1000内传输时受到衰减， 从而使得散射光162强度与样气中的颗粒物浓度的对应关。

29、系发 生偏离， 进而可能导致装置1000的监测结果发生偏差乃至错误。 0047 如图1A所示， 在本申请中通过引入校准光路163和校准光收光模组13来解决上述 问题。 一般来说， 由于样气在装置1000中的物质在各个方向上的扩散都是相对均衡的。 因此 可以认为， 自光源11起至散射光收光模组12的光路污染情况， 与自光源11起至校准光收光 模组13的光路污染情况相当。 即， 由于光路污染造成散射光162的衰减程度与由于光路污染 造成校准光163的衰减程度是相当的。 同样地， 由于镜片老化问题造成散射光162和校准光 163的衰减程度也是大体相当的。 0048 因此可以通过引入校准光光路163，。

30、 利用校准光收光模组13采集校准光163的强 度。 并利用校准光163的强度， 确定装置1000的透光率， 校准装置1000， 以及修正装置1000对 颗粒物浓度的监测结果。 0049 如图1A所示， 在入射光光路151上还可以设置平面镜142和143。 其中， 平面镜142和 143可以用于改变入射光光路151的光路结构。 可选地， 在入射光光路151也可以设置其他数 量的平面镜。 作为一种可选方案， 在入射光光路151上也可以不设置平面镜。 可选地， 散射光 光路152和/或校准光光路153上也可以设置至少一个平面镜。 0050 通过在入射光光路151、 散射光光路152和校准光光路153。

31、的至少一个上设置平面 镜， 可以改变装置1000的光路结构。 进一步地， 可以利用至少一个平面镜改变装置1000的光 路结构， 使得光源11、 散射光收光模组12和校准光收光模组13设置于装置1000的同一侧。 0051 通过上述方式可以使得装置1000的光路结构有传统的直线结构变为环形结构或 者半环结构， 使得装置1000的机械机构不再是传统的长杆结构。 上述改变可以降低装置内 各个组件的加工要求， 进而降低加工成本， 还可以提供装置1000的抗震能力。 同时， 上述措 施也有助于缩小装置1000的体积。 0052 如图1A和图1B所示， 可选地， 装置1000还可以包括散射结构14。 其中。

32、， 散射区域 141、 入射光光路151、 散射光光路152和校准光光路153可以均为散射结构14的内腔。 说明书 5/8 页 8 CN 111307676 A 8 0053 平面镜142、 143可以设置于散射结构之内。 可选地， 装置1000还可以包括： 平面镜 固定片1431和O型圈1432。 其中， O型圈1432可以用于密封， 平面镜固定片1431可以用于把平 面镜143固定于散射结构14上。 相应地， 平面镜142附近也可以包括平面镜固定片(未示出) 和O型圈(未示出)。 0054 可选地， 散射结构14可以为铝制结构。 可选地， 散射结构14的表面可以为黑色吸光 材质。 0055。

33、 可选地， 散射光光路152长度与校准光光路153的长度可以大致相同。 0056 如图1A和图1C所示， 可选地， 光源11可以包括激光器111、 激光座112和窗口片113 组成。 其中， 激光器111用于发射平行的入射光161。 激光座112用于固定激光器111。 可选地， 激光座112可以为铝制结构。 可选地， 激光座112的表面还可以为黑色吸光材质， 以减少杂散 光的产生。 窗口片113是透光的镜片， 并与散射结构14连接。 用于通过入射光161， 并隔离气 路防止激光器111遭到污染。 0057 如图1A和图1D所示， 可选地， 散射光收光模组12可以包括： 凸透镜121、 探测器板。

34、 122组成。 其中， 凸透镜121可以用于通过并汇聚散射光162。 探测器板122可以用于采集通过 凸透镜121的散射光162的强度。 散射光162的强度可以用于确定样气中的颗粒物浓度。 0058 可选地， 散射光收光模组12还可以包括收光镜座123， 用于固定凸透镜121和探测 器板122。 可选地， 收光镜座123可以是铝制结构。 可选地， 收光镜座123的表面可以为黑色吸 光材质， 以减少杂散光的产生， 并减少杂散光对监测结果的干扰。 0059 可选地， 散射光收光模组12还可以包括窗口片124(未示出)， 用于通过散射光162 和隔离气路。 0060 如图1A所示， 校准光收光模组1。

35、3还可以包括： 衰减片131和探测器板132。 其中， 衰 减片131可以用于衰减校准光163， 以避免校准光163灼烧探测器板132。 探测器板132可以用 于采集校准光163的强度， 该强度可以用于对装置1000的校对和装置1000光路通过率的监 测。 0061 校准光收光模组13还可以包括衰减片安装压环(未示出)和O型圈(未示出)等安装 辅件。 其中， 衰减片安装压环可以是铝制结构。 可选地， 衰减片安装压环的表面可以是黑色 吸光材质。 O型圈可以用于密封。 0062 可选地， 光源11、 散射光收光模组12和校准光收光模组13中的至少两个可以共用 同一个窗口片。 0063 图2示出了本。

36、申请的另一实施例， 激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法的 流程示意图。 0064 如图2所示， 校准方法2000可以包括： S210、 S220和S230。 0065 在S210中， 可以向监测装置中注入清洁气体， 使得监测装置的散射区域内充满清 洁气体。 可选地， 可以通过注入清洁气体流的方式向监测装置注入清洁气体， 使得清洁气体 流通过监测装置的散射区域。 0066 在S220中， 可以利用监测装置中的光源发射入射光， 该入射光可以是一束平行的 激光。 该入射光沿监测装置中预设的光路， 照射于散射区域的清洁气体， 并产生散射光和校 准光。 0067 在S230中， 可以采集散射光的强度。

37、作为校准零点E0， 也可以采集校准光的强度作 说明书 6/8 页 9 CN 111307676 A 9 为校准系数Et。 还可以既采集散射光的强度作为校准零点E0又采集校准光的强度作为校准 系数Et。 0068 图3示出了本申请的另一实施例， 一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量 样气的颗粒物浓度的方法的流程示意图。 0069 如图3所示， 方法3000可以包括： S310、 S320、 S330和S340。 0070 在S310中， 可以向监测装置中注入样气， 使得该监测装置的散射区域内充满该样 气。 可选地， 可以通过注入样气流的方式向监测装置注入样气， 使得样气流通过监测装置中 的散。

38、射区域。 0071 在S320中， 可以利用光源发射入射光， 该入射光可以是一束平行的激光。 该入射光 沿监测装置的预设光路， 照射于监测装置中的散射区域， 并产生散射光。 0072 在S330中， 可以采集步骤S320中产生的散射光的强度E。 0073 在S340中， 可以利用方法2000产生的校准零点E0和校准系数Et中的至少一个和在 S330中采集到的散射光的强度E确定样气中的颗粒物浓度 。 可选地， 可以根据下式确定样 气中的颗粒物浓度 。 0074 K(E-E0)/Et (1) 0075 其中K为常数。 0076 图4A示出了本申请的另一实施例， 激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率。

39、测量 方法的流程示意图。 图4B示出了图4A所示方法的校准光参考强度获取流程示意图。 0077 如图4A所示， 方法4000包括： S410、 S420、 S430和S440。 0078 在S410中， 可以向监测装置中注入第一清洁气体， 使得监测装置的散射区域内充 满第一清洁气体。 可选地， 可以通过注入第一清洁气体流的方式向监测装置注入第一清洁 气体， 使得第一清洁气体流通过监测装置的散射区域。 0079 在S420中， 可以利用监测装置中的光源发射第一入射光， 该第一入射光可以是一 束平行的激光。 该第一入射光沿监测装置中预设的光路， 照射于散射区域的第一清洁气体， 并产第一校准光， 其。

40、中， 第一校准光为穿越散射区域后残余的第一入射光。 0080 在S430中， 可以采集第一校准光的强度。 0081 在S440中， 可以利用步骤S430中采集到的第一校准光的强度Et， 确定监测装置的 透光率h。 0082 进一步地， 在S440中还可以根据校准光参考强度Et0和在S430中采集到的第一校准 光强度Et， 确定监测装置的透光率h。 进一步地， 可以根据下式确定监测装置的透光率h。 0083 hEt/Et0 (2) 0084 如图4B所示， 更进一步地， 校准光参考强度Et0可以根据步骤S401、 S402和S403获 得。 0085 在S401中， 可以在该监测装置出厂时， 或。

41、者对该监测装置充分清洁后， 向监测装置 中注入第二清洁气体， 使得监测装置的散射区域内充满第二清洁气体。 可选地， 可以通过注 入清洁气体流的方式向监测装置注入第二清洁气体， 使得第二清洁气体流通过监测装置的 散射区域。 0086 在S402中， 可以利用监测装置中的光源发射第二入射光， 该第二入射光可以是一 束平行的激光。 其中第二入射光的强度和光路与第一入射光相同。 该第二入射光沿监测装 说明书 7/8 页 10 CN 111307676 A 10 置中预设的光路， 照射于散射区域的第二清洁气体， 并产第二校准光， 其中， 第二校准光为 穿越散射区域后的残余第二入射光。 0087 在S40。

42、3中， 可以采集第二校准光的强度， 作为校准光参考强度Et0。 0088 可选地， 在S440之后， 还可以包括： 判断透光率h是否低于阈值， 如果是， 则告警。 提 醒用户对该监测装置进行维护， 清洁光路或者更换组件。 比如， 可以设定该阈值为0.7。 0089 可选地， 也可用透光率h作为校准系数， 修正监测装置的颗粒物浓度监测数据。 0090 利用上述激光前散射颗粒物浓度监测装置、 校准方法、 颗粒物浓度测量方法和装 置透光率测量方法。 可以通过引入校准光收光模组， 并利用校准光收光模组采集校准光的 强度， 其中校准光为入射光穿越散射区域后的残余入射光束。 可以利用该校准光的强度作 为校。

43、准参数修正颗粒物浓度的测量结果， 使得测量结果更准确。 同时还可以利用校准光的 强度确定装置的透光率， 并根据透光率确定装置的维护时机。 0091 利用上述激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法， 在检测装置的光路遭到一定程 度污染时， 仍可以进行较高精度的颗粒物浓度测量。 同时， 由于利用该监测装置及方法可以 软件修正监测结果。 因而可以不必频繁的清理镜片及光路， 进而可以简化维护流程， 降低维 护成本。 0092 而且， 由于可以利用该装置检测装置的透光率， 从而可以根据透光率确定该装置 的合理维护时机。 进而可以使得该装置的维护周期更合理， 维护成本更低。 0093 再者， 由于该装置可以不。

44、引入运动部件， 因而该装置的结构相对简单。 且由于该装 置可以不引入运动部件， 因而可以避免运动部件的工作对装置内的光学组件影响。 进而可 以使得该装置的工作可以稳定， 测量可以更准确， 该装置的抗震性能和密封性能也可以更 好。 0094 在高温高湿环境下， 样气中的尘雾随时都会在监测装置内部凝结， 并附着于监测 装置的内壁与镜片上。 进而污染监测装置的光路， 对颗粒物监测结果造成不利的影响。 而本 申请所提供的监测装置及方法则可以很好的解决上述问题， 使得本申请所提供的监测装置 及方法适合于高温高湿的工作环境。 0095 在上述实施例中， 对各个实施例的描述都各有侧重， 某个实施例中没有详述。

45、的部 分， 可以参见其他实施例的相关描述。 上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合， 为使 描述简洁， 未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述， 然而， 只要这些 技术特征的组合不存在矛盾， 都应当认为是本说明书记载的范围。 0096 以上对本申请实施例进行了详细介绍， 本文中应用了具体个例对本申请的原理及 实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。 同 时， 本领域技术人员依据本申请的思想， 基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的 改变或变形之处， 都属于本申请保护的范围。 综上所述， 本说明书内容不应理解为对本申请 的限制。 说明书 8/8 页 11 CN 111307676 A 11 图1A 图1B 说明书附图 1/4 页 12 CN 111307676 A 12 图1C 图1D 说明书附图 2/4 页 13 CN 111307676 A 13 图2 图3 说明书附图 3/4 页 14 CN 111307676 A 14 图4A 图4B 说明书附图 4/4 页 15 CN 111307676 A 15 。