[发明专利]一种应用白光LED光源的颗粒物浓度测量装置及方法

权利要求书

1.一种应用白光LED光源的颗粒物浓度测量装置，其特征在于，包括样气加热气化预处理单元、颗粒物质量浓度测量单元、等速取样控制单元和采样探枪，等速取样控制单元包括等速取样控制器以及与等速取样控制器相连的流量计、引风机和流速测量装置；采样探枪用于采集烟道中的烟气，采样探枪的样气出口与样气加热气化预处理单元连接，样气加热气化预处理单元用于对采样气进行充分加热气化处理，采样探枪的回气出口连通至烟道，样气加热气化预处理单元的出口与流量计的入口相连，流量计的出口与颗粒物质量浓度测量单元连接，颗粒物质量浓度测量单元的出口与引风机相连，引风机的出口与采样探枪的回气入口连接；引风机上连接有用于调速的变频器，变频器与等速取样控制器连接；颗粒物质量浓度测量单元的检测光源为包含全部可见光的白光LED；流速测量装置安装于烟道处，用于测量烟道内烟气流速。

2.根据权利要求1所述的一种应用白光LED光源的颗粒物浓度测量装置，其特征在于，样气加热气化预处理单元包括气化室和加热控制器，加热控制器与气化室相连并用于控制气化室的温度，气化室的入口与采样探枪的样气出口连通，气化室的出口与流量计的入口连通。

3.根据权利要求1所述的一种应用白光LED光源的颗粒物浓度测量装置，其特征在于，颗粒物质量浓度测量单元包括白光LED、测量池、光电检测装置和信号处理单元，测量池的入口与流量计的出口连通，测量池的出口与引风机的入口连通，白光LED安装于测量池的池壁上，白光LED发出的光束与测量池的进样方向垂直；光电检测装置安装在与入射光夹角为30°位置；信号处理单元与光电检测装置连接，信号处理单元用于根据光电检测装置测量的散射光强度计算烟气中的颗粒物质量浓度。

4.根据权利要求3所述的一种应用白光LED光源的颗粒物浓度测量装置，其特征在于，信号处理单元包括信号处理器、颗粒物浓度计算器和颗粒物质量浓度信号输出单元，信号处理器、颗粒物浓度计算器和颗粒物质量浓度信号输出单元依次相连；信号处理器还与光电检测装置连接。

5.根据权利要求1所述的一种应用白光LED光源的颗粒物浓度测量装置，其特征在于，所述白光LED发出的光波长包含380nm～720nm的光波。

6.一种应用白光LED光源的颗粒物浓度测量方法，其特征在于，采用权利要求1-5任意一项所述的应用白光LED光源的颗粒物浓度测量装置进行，过程如下：

流速测量装置检测烟道中烟气的流速并将检测到的烟气流速信号传输给等速取样控制器；

等速取样控制器控制变频器的频率，调节引风机的抽气量，使采样探枪的样气入口采集烟道中的烟气，以采集的烟气作为样气，采样探枪采集的样气依次经样气加热气化预处理单元、流量计和颗粒物质量浓度测量单元后被引风机排至从采样探枪的回气入口，再由采样探枪排回烟道；

样气经样气加热气化预处理单元时，样气加热气化预处理单元对采集的样气进行充分加热气化处理；

样气经流量计时，流量计测量样气的流速并将进样流速信号传输给等速取样控制器；

等速取样控制器根据流速测量装置的烟气流速信号以及流量计的进样流速信号调节变频器的频率，调节引风机的抽气量，使颗粒物质量浓度测量单元单位时间的进样流量等于单位时间采样探枪进气口面积的烟气流量；

颗粒物质量浓度测量单元采用包含全部可见光波长的白光LED对样气中的颗粒物浓度进行测量。