[发明专利]一种激光粒径分析装置

说明书

本发明涉及环境空气颗粒物监测技术领域，具体公开了一种激光粒径分析装置，其包括：激光器、测量池、第一吸收孔件、第二吸收孔件、透镜和探测器；所述激光主光束射在烟尘颗粒上产生散射并形成向周围发射的散射光，部分散射光和激光主光束依序通过第一吸收孔件、中心孔和第二吸收孔件后被所述第一吸收孔件和第二吸收孔件吸收，一定角度内的圆锥角内的所有散射光被所述透镜吸收后汇聚至所述探测器内，所述探测器对所述散射光进行检测。本发明透镜接收烟尘颗粒某角度的所有散射光并汇聚至探测器，解决了在有限的镜片尺寸上接受小角度的散射光，减小非烟尘散射光对探测器的影响，实现了超高的灵敏度。

技术领域

本发明涉及环境空气颗粒物监测技术领域，尤其涉及一种激光粒径分析装置。

背景技术

光散射法烟尘仪原理是利用激光光束照射到含尘气流上，使光束产生散射光，粉尘浓度越高，产生的散射光强度越大，由此测出粉尘浓度。烟尘对光的散射如图1所示，沿光束传播方向的夹角越小，散射光越强。

现有烟尘仪一般分为前向散射式和后向散射式，前向散射式是指接收的散射光角度与激光束方向在0°-90°之间，后向散射式是指接收的散射光角度与激光束方向在90°-180°之间。一般来说，前向散射的灵敏度大于后向散射。烟尘仪设计的接收散射光角度越小，灵敏度越容易做大。

图2为现有烟尘仪的技术原理示意图，图示为固定角度激光前散射原理，激光束30射入烟道，激光束30与烟气中的颗粒物产生散射且形成散射光40，散射光40的强弱和散射截面成正比，当颗粒物浓度升高时，颗粒物的散射光截面增大，散射光增强，通过散射光的强弱进一步测量出颗粒物的浓度。散射光经透镜20后进入探测器10内，探测器10对散射光40进行检测。

现有的激光烟尘仪，激光发射角度为固定角，各家烟尘仪接收的散射光角度不一样，角度越小，灵敏度越大。

目前烟尘仪接收器相对激光源都是偏心放置，原因是目前烟尘仪体积都较大，在这样的体积下如果不偏心放置就需要将接收透镜做很大，在实际加工和成本上非常不合适。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现接收烟尘颗粒某角度的所有散射光且灵敏度高的激光粒径分析装置。

为实现上述目的，一种激光粒径分析装置，其包括：激光器，发射直线状的激光主光束；测量池，位于激光光束的路径上，其内进入烟尘颗粒；第一吸收孔件；第二吸收孔件；透镜，位于所述第一吸收孔件和第二吸收孔件之间；所述透镜设有中心孔，所述中心孔的中心线与所述激光主光束的延伸方向重叠；探测器；其中，所述激光器、测量池、第一吸收孔件、所述透镜、第二吸收孔件和探测器依序设置；第一吸收孔件的内壁在所述激光主光束的延伸方向上呈内径逐渐增大的阶梯状；所述第二吸收孔件为锥形孔件，其锥尖朝所述探测器设置；所述激光主光束射在烟尘颗粒上产生散射并形成向周围发射的散射光，部分散射光和激光主光束依序通过第一吸收孔件、中心孔和第二吸收孔件后被所述第一吸收孔件和第二吸收孔件吸收，一定角度内的圆锥角内的所有散射光被所述透镜吸收后汇聚至所述探测器内，所述探测器对所述散射光进行检测。

优选地，激光粒径分析装置还包括固定在所述第二吸收孔件内的消光螺钉，所述消光螺钉一端固定在所述第二吸收孔件的锥尖端，所述消光螺钉另一端设有位于所述第二吸收孔件内且朝向所述第一吸收孔件设置的斜面。

优选地，所述第一吸收孔件至少包括相互连接的第一孔件和第二孔件，所述第一孔件靠近所述测量池设置，所述第二孔件靠近所述探测器)设置，所述第一孔件的内径小于所述第二孔件的内径，所述第一孔件的长度小于所述第二孔件的长度。

优选地，所述第一吸收孔件包括依序连接的第一孔件、第二孔件和第三孔件，所述第一孔件靠近所述测量池设置，所述第三孔件靠近探测器设置，所述第一孔件的内径、第二孔件的内径和第三孔件的内径依序增大，所述第一孔件的长度、第二孔件的长度和第三孔件的长度依序增大。