[发明专利]测量超低浓度烟尘的粒径分布和质量浓度的装置及方法

摘要

本发明属于环境监测技术领域，并公开了测量超低浓度烟尘的粒径分布和质量浓度的装置，包括光路单元、多光程样品池、气路单元和电路控制单元，光路单元包括多波长连续白光激光器、激光准直仪、半反半透镜、第一可变光阑、第二可变光阑、第一光信号探头、第二光信号探头和光谱仪；气路单元包括气流干燥器、旋风分离器、进气缓冲腔、长光程样品池和真空泵；电路控制系统包括光电转换模块、数据编程换算模块和实时显示模块。本发明大幅度的减少了现有平均粒径测量方法中由于用索太尔平均直径代替粒径分布带来的系统误差，同时也减少了平均粒径测量方法中由于消光偏差使确定下来的索太尔平均直径产生不可预测的偏差而造成的结果失真。

主权项

测量超低浓度烟尘的粒径分布和质量浓度的装置，其特征在于，包括光路单元、气路单元和电路控制单元，其中，所述光路单元包括多波长连续白光激光器、激光准直仪、半反半透镜、第一可变光阑、第二可变光阑、第一光信号探头、第二光信号探头和光谱仪，所述气路单元包括气流干燥器、旋风分离器、进气缓冲腔、长光程样品池和真空泵，并且，所述多波长连续白光激光器发出的激光经所述激光准直仪准直后射到所述半反半透镜，所述半反半透镜用于反射和透射准直后的激光，其中，反射的激光依次穿过所述第一可变光阑和聚焦透镜后被第一光信号探头接收，透射的激光穿过所述第二可变光阑后从所述长光程样品池的进口进入所述长光程样品池的内部，并在所述长光程样品池的内部经过多次反射后从所述长光程样品池的出口出来，然后再被所述第二光信号探头接收，所述第一光信号探头和第二光信号探头分别与所述光谱仪电连接；所述气流干燥器依次连接所述气流干燥器、旋风分离器、进气缓冲腔、长光程样品池和真空泵，其中，所述气流干燥器用于干燥含尘气流，所述旋风分离器用于在含尘气流中选出设定粒径的粉尘进入所述长光程样品池，以便对各种不同粒径分布的粉尘进行监测；所述进气缓冲腔用于使经过旋风分离器的气流流动稳定，所述真空泵用于保持含尘气流的流动；所述电路控制系统包括光电转换模块、数据编程换算模块和实时显示模块，其中，所述光电转换模块用于将半反半透镜反射的激光信号转换为第一电信号，以作为激光器发出光强的基准值，以及将半反半透镜透射并且通过长光程样品池经过多次消光反射后的激光信号转换为第二电信号；所述数据编程转换模块通过获得的光强信息分别对不同的波长进行差减得到各波长的消光信息，而后通过数据反演得出粉尘的粒径分布，在得到粒径分布后，积分计算得到粉尘的质量浓度；所述实时显示模块用于将粉尘的粒径分布和质量浓度信息通过数表和图像的方式实时显示。