[发明专利]一种高精度宽量程的粉尘浓度检测装置及粉尘浓度检测方法

说明书

本发明公开了一种高精度宽量程的粉尘浓度检测装置及粉尘浓度检测方法，装置包括进风道、第一风道、第二风道、风道切换装置、抽风机、出风道、光散射检测单元、电荷感应检测单元和处理单元；第一风道、第二风道的一端均与进风道相通，第一风道、第二风道的另一端均与出风道相通；风道切换装置用于切换第一风道、第二风道与进风道的通断，使得第一风道、第二风道之一与进风道相通。本发明采用光散射法和电荷感应法相结合，粉尘浓度较低时采用光散射法检测，粉尘浓度较高时采用电荷感应法检测，从而使两种方法优势互补，提高了低浓度粉尘浓度的检测精度，同时也避免了高浓度粉尘对光散射检测单元的污染，达到高精度、宽量程、免维护的检测要求。

技术领域

本发明涉及粉尘检测技术领域，尤其涉及一种高精度宽量程的粉尘浓度检测装置及粉尘浓度检测方法。

背景技术

作业现场粉尘浓度在线检测目前采用的主要是光散射法和电荷感应法。光散射法粉尘浓度检测技术的基本原理是以Mie光散射原理为理论依据，在颗粒性质一定的条件下，颗粒物的散射光强度与颗粒物浓度成正比，通过检测多个颗粒散射光强信号实现颗粒浓度检测。光散射法在粉尘浓度较低时，检测精度比较高、线性度比较好，但在粉尘浓度较高时，光学窗口容易污染，气路容易堵塞，检测误差增加，因此光散射法适合检测较低的粉尘浓度。

电荷感应法粉尘浓度检测技术的基本原理是动态带电颗粒通过电荷感应作用，使探测电极产生动态的感应电荷，通过其感应电荷产生交变信号的波动性反应粉尘浓度大小。电荷感应法在粉尘浓度较高时，检测精度比较高、线性度比较好，但在粉尘浓度较低时，由于整体粉尘所带有的静电量很少，电荷感应法检测误差偏大，所以电荷感应法适合检测较高的粉尘浓度。

由此可知上述两种方法都有自己的优缺点，很难使粉尘浓度在全量程(0-1000mg/m³)范围内实现高精度检测。因此如何实现粉尘浓度的高精度宽量程的检测是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种高精度宽量程的粉尘浓度检测装置及粉尘浓度检测方法。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种高精度宽量程的粉尘浓度检测装置，包括：

进风道、第一风道、第二风道、风道切换装置、抽风机、出风道、光散射检测单元、电荷感应检测单元和处理单元；

所述第一风道、第二风道的一端均与所述进风道相通，所述第一风道、第二风道的另一端均与所述出风道相通；

所述风道切换装置用于切换所述第一风道、第二风道与所述进风道的通断，使得所述第一风道、第二风道之一与所述进风道相通；

所述光散射检测单元用于根据光散射法检测第一风道内的粉尘浓度，并生成第一粉尘浓度值；

所述电荷感应检测单元用于根据电荷感应法检测第二风道内的粉尘浓度，并生成第二粉尘浓度值；

所述处理单元与所述光散射检测单元、电荷感应检测单元、风道切换装置分别连接，所述处理单元控制所述风道切换装置进行所述第一风道、第二风道与所述进风道之间通断的切换，并根据所述第一粉尘浓度值、第二粉尘浓度值与预设阈值的比较结果输出粉尘浓度的检测值。

优选地，所述光散射检测单元包括：

光发生子单元，用于产生光，并将所述光投射到第一风道内的粉尘检测区域；

光接收子单元，用于接收所述光投射到所述粉尘检测区域后经粉尘散射产生的散射光，并根据所述散射光生成第一电信号；

第一信号处理子单元，用于根据所述光接收子单元产生的第一电信号计算得到所述第一粉尘浓度值。

优选地，所述电荷感应检测单元包括：