[实用新型]一种光纤式粉尘浓度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及粉尘浓度测量领域，尤其涉及一种光纤式粉尘浓度测量装置。

背景技术

粉尘浓度的测量方法主要包括光学分析法与非光学分析法，非光学分析法由于检测设备响应速度慢、处理复杂，难以对粉尘浓度进行实时监测。而基于光学分析的粉尘浓度测量技术具有探测灵敏度高、选择性强、响应速度快等特点，适合现场实时监测，且成本较低，是以后粉尘浓度测量的理想方法。

现有的手持粉尘浓度测量装置必须要求操作人员在现场进行测量，而在类似于煤矿矿井粉尘浓度高的环境中，操作人员在测量时必须做好防尘措施，否则会损伤呼吸道，影响健康。现有的化学反应式粉尘浓度传感器，需要对空气粉尘进行采集处理，具有测量时延差，无法进行实时测量；电式粉尘浓度测量装置安全性较差，当矿井粉尘浓度过高时，轻微的电火花会引发矿井爆炸的风险。而对于光纤式粉尘浓度传感器，利用光纤进行光信号远距离传播，可以实现远程测量，但是测量仪器位于高粉尘区域，长时间使用后仪器表面或仪器内必定粉尘沉积，影响测量精度。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种光纤式粉尘浓度测量装置，通过光纤将光信号传输至测量区域，测量后再将光信号经光纤传出，并且经过两路光测量进行误差消除，不仅实现了远程测量，还提高了测量精度。

本实用新型提供的一种光纤式粉尘浓度测量装置，包括光源部分、测量部分与信号转换部分，光源部分与测量部分通过输入光纤连接，测量部分与信号转换部分通过输出光纤连接，其中测量部分包括分束器及第一测量区与第二测量区，分束器输入端与输入光纤输出端固定连接，分束器将激光分为第一光路与第二光路，第一光路进入第一测量区，第二光路进入第二测量区；测量部分位于测量现场，测量部分远离光源部分与信号转换部分。

进一步的，光源部分包括激光器与耦合器，其中激光器发射激光并通过耦合器耦合后传输至输入光纤。

进一步的，第一测量区包括第一发射端、第一衰减区、第一接收端、第一连接杆，第二测量区包括第二发射端、第二衰减区、第二接收端、第二连接杆，其中第一发射端与第一接收端由第一连接杆固定连接；第二发射端与第二接收端由第二连接杆固定连接；第一衰减区位于第一发射端与第一接收端之间，第二衰减区位于第二发射端与第二接收端之间，第一衰减区与第二衰减内均为含粉尘的待测气体；第一光路在第一衰减区的光程小于第二光路在第二衰减区的光程。

进一步的，第一发射端包括第一准直器与第一输出镜，第二发射端包括第二准直器与第二输出镜，其中第一准直器与第一输出镜之间的距离与第二准直器与第二输出镜之间的距离相同；第一光路经过第一准直器后通过第一输出镜照射到第一衰减区，第二光路经过第二准直器后通过第二输出镜照射到第二衰减区，位于第一衰减区的第一光路与位于第二衰减区的第二光路平行。

进一步的，第一发射端还包括第一单透镜整形器，第二发射端还包括第二单透镜整形器，其中第一单透镜整形器安装在第一准直器与第一输出镜之间，第一光路经过第一准直器后，再经第一单透镜整形器将激光能量空间分布均匀化后由第一输出镜照射到第一衰减区；第二单透镜整形器安装在第二准直器与第二输出镜之间，第二光路经过第二准直器后，再经第二单透镜整形器将激光能量空间分布均匀化后由第二输出镜照射到第二衰减区。

进一步的，第一接收端包括第一输入镜与第三准直器，第二接收端包括第二输入镜与第四准直器，经过第一衰减区的第一光路照射入第一输入镜后再照射入第三准直器，经过第二衰减区的第二光路照射入第二输入镜后再照射入第四准直器。

进一步的，第一准直器与第二准直器的放置方向相同，第三准直器与第四准直器放置方向相同，第一准直器与第三准直器的放置方向相反，第二准直器与第四准直器的放置方向相反。

进一步的，输出光纤包括第一输出光纤与第二输出光纤，其中第一输出光纤的输入端连接第一测量区的输出端，第二输入光纤的输入端连接第二测量区的输出端，第一输出光纤与第二输出光纤的输出端均连接信号转换部分。

进一步的，信号转换部分包括第一探测器与第二探测器，其中第一探测器与第一输出光纤的输出端连接，第二探测器与第二输出光纤的输出端连接；第一探测器将第一光路的光信号转化为电信号，第二探测器将第二光路的光信号转化为电信号。

进一步的，还包括数据处理部分，数据处理部分与信号转换部分连接，信号转换部分将电信号发送至数据处理部分进行处理。

本实用新型的一种光纤式粉尘浓度测量装置，具有以下有益效果：