[发明专利]一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统

说明书

技术领域

本发明书涉及一种粉尘监测光学系统，更具体地说涉及一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统，属于环境监测装置领域。

背景技术

随着超低排放在环保领域的日益推进，前散射粉尘仪逐渐成为主流。光学系统承担着将测量信号传送回光源测进行测量的任务。大多数技术方案利用光纤的柔性导光特征来实现。结构简单，工作可靠。在光入口处使用一个准直透镜将入射的测量光耦合进入光纤传输，并入射到传感器上实现测量。但这种方法耦合效率低，能量损失大，长期在高温强震动环境使用，工作可靠性也较低。而个别方案采用一个环形反射镜反射到石英棒上回传。能量传输效率较低，损失较大。因而设计开发一种能够适应现场恶劣环境下长期工作的基于光锥的前散射粉尘仪光学系统成为了当前生产环境监测装置领域的急需。

发明内容

为此，需要提供一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统，包括窗口机构、倒锥形部、连接机构、恒径形部；所述窗口机构和倒锥形部嵌套连接，倒锥形部和恒径形部嵌套连接，且通过连接机构固定；

所述窗口机构包括窗口、防撞套、连接片、旋杆、松紧套、松紧带、嵌槽；所述窗口嵌套在嵌槽上，防撞套内侧和窗口贴合，防撞套和松紧带通过连接片连接，松紧套和松紧带连接，旋杆设置在松紧套中心；

所述倒锥形部包括涂覆层Ⅰ、包层Ⅰ、缓冲带Ⅰ、纤芯Ⅰ；所述包层Ⅰ设置在涂覆层Ⅰ内部，缓冲带Ⅰ设置在包层Ⅰ外表面，纤芯Ⅰ设置在包层Ⅰ内部；

所述连接机构包括下板、连接杆、上板；所述下板设置在涂覆层Ⅰ外表面，连接杆一端和下板连接，另一端穿过上板且与其嵌套连接；

所述恒径形部包括涂覆层Ⅱ、密封套、包层Ⅱ、缓冲带Ⅱ、纤芯Ⅱ，所述包层Ⅱ设置在涂覆层Ⅱ内部，缓冲带Ⅱ设置在包层Ⅱ外表面，纤芯Ⅱ设置在包层Ⅱ内部。

作为本技术方案的进一步优化，所述窗口材料为耐磨性光学材质，边缘设有凸出嵌套部。

作为本技术方案的进一步优化，所述防撞套材料为弹性材质。

作为本技术方案的进一步优化，所述松紧带材料为塑性材质。

作为本技术方案的进一步优化，所述缓冲带Ⅰ、缓冲带Ⅱ均为锯齿形结构。

作为本技术方案的进一步优化，所述包层Ⅰ、缓冲带Ⅰ、纤芯Ⅰ均为倒锥形结构。

作为本技术方案的进一步优化，所述连接杆上设有嵌槽。

作为本技术方案的进一步优化，所述上板上设有嵌槽孔，且上板设置在涂覆层Ⅱ外表面。

作为本技术方案的进一步优化，所述包层Ⅱ、缓冲带Ⅱ、纤芯Ⅱ均为恒径形结构。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下有益效果：

（1）、本发明系统通过设置倒锥形部，使得入射口端芯径较大，有利于更多的收集散射测量光，且省去了耦合透镜，安装调试也更简单，能够保证装置适应各种恶劣的工作环境。

（2）、本发明系统通过设置倒锥形部，使得出射口端芯径较小且小于传感器的光敏面，测量光能量集中入射到传感器光敏面上，能够保证监测准确性，能量传输效率高，损失小。

（3）、本发明系统通过设置窗口机构和连接机构，能够保证系统在复杂的工作环境下具备抗震动能力和抗撞击能力，起到保护系统装置和系统监测准确性的作用，扩大了产品适用场景范围。

附图说明

图1为本发明的外观结构示意图；

图2为本发明的整体剖视结构示意图；

图3为本发明的恒径形部和部分连接机构剖视结构示意图；

图4为本发明的窗口机构、倒锥形部和部分连接机构剖视结构示意图；

图5为本发明窗口机构去除窗口和嵌槽后的结构示意图；

图6为本发明部分倒锥形部、窗口和嵌槽组合透视结构示意图；

图7为本发明的连接机构结构示意图；

图8为本发明去除大部分窗口机构后的外观结构示意图；

图9为本发明的纤芯Ⅰ、包层Ⅰ、缓冲带Ⅰ和缓冲带Ⅱ组合结构示意图；

图10为本发明的纤芯Ⅰ和纤芯Ⅱ组合结构示意图；

附图标记说明：1-窗口、101-防撞套、102-连接片、103-旋杆、104-松紧套、105-松紧带、106-嵌槽、2-涂覆层Ⅰ、5-包层Ⅰ、501-缓冲带Ⅰ、6-纤芯Ⅰ、301-下板、3-连接杆、302-上板、4-涂覆层Ⅱ、401-密封套、7-包层Ⅱ、701-缓冲带Ⅱ、8-纤芯Ⅱ。

具体实施方式