[发明专利]一种光声光谱检测粉尘浓度装置

说明书

本发明公开了一种光声光谱检测粉尘浓度装置，包括采样稀释单元、光声光谱检测单元和信号采集处理单元；采样稀释单元包括稀释腔和对稀释腔内样气进行稀释的稀释气体储存罐，所述稀释腔连接有粉尘计数器和采样头；光声光谱检测单元包括测量腔、准直光阑组、光电隔离器、激光器和抽气部，所述测量腔与稀释腔相连接，所述准直光阑组、光电隔离器和激光器位于测量腔外后端并沿测量腔中轴线依次布置，所述抽气部包括一将测量腔内样气抽出的抽气泵。本装置能够有效安全快速的测量处粉尘浓度。

技术领域

本发明涉及环境检测技术领域，尤其是涉及一种光声光谱检测粉尘浓度装置。

背景技术

目前国内外粉尘浓度检测方法可分为两大类：取样法和非取样法。取样法有称重法、β射线法、压电振动法等。非取样法有光散射法、光透射法、超声波法等。取样法是采集待测区域内一定体积的含尘样气，用过滤膜将样气中粉尘颗粒过滤分离，通过测量含尘气体的体积、质量等参数后计算出粉尘浓度。取样法需要对系统的过滤膜进行频繁的更换，这不仅增加了工人的工作量，还降低了系统的效率。非取样法是通过粉尘的光电特性间接地测量粉尘浓度值的一种方法。非取样法需要将含尘样气引入测量腔进行测量，而对于高温高湿的煤矿粉尘，极容易造成测量腔的污染与堵塞，使设备测量精度下降甚至失效，且非取样法测量值受粉尘颗粒物粒径大小的影响较大，它不能测出不同粒径大小的粉尘浓度值。为此，国内外众多学者开始研究设计粉尘浓度检测装置，并且取得了一定的成果。然而，尚未见到将光声光谱检测方法应用于矿井粉尘浓度检测领域中。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种检测快速准确、使用安全的光声光谱检测粉尘浓度装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种光声光谱检测粉尘浓度装置，包括采样稀释单元、光声光谱检测单元和信号采集处理单元；

采样稀释单元包括稀释腔和对稀释腔内样气进行稀释的稀释气体储存罐，所述稀释腔连接有粉尘计数器和采样头；

光声光谱检测单元包括测量腔、准直光阑组、光电隔离器、激光器和抽气部，所述测量腔与稀释腔相连接，所述准直光阑组、光电隔离器和激光器位于测量腔外后端并沿测量腔中轴线依次布置，所述抽气部包括一将测量腔内样气抽出的抽气泵；

信号采集处理单元包括依次电性连接的光电探测器、放大器、数据采集卡、锁相卡和微音器，所述光电探测器位于测量腔外前端并对准激光器发出的激光，所述微音器固定连接在测量腔侧壁上，所述锁相卡通过一调制电路与激光器电性连接。

进一步的，所述采样稀释单元、光声光谱检测单元和信号采集处理单元均固定连接在一防爆箱体内，所述采样头穿出防爆箱体与外界相连通。

进一步的，所述稀释腔与混合腔之间还具有一混合腔。

进一步的，所述混合腔与测量腔之间连接有一粒径控制阀，所述粒径控制阀具有多个带有过滤网的通道，每个通道内的过滤网的筛孔孔径均不相同，以通过粒径控制阀控制进入测量腔内样气中的粉尘粒径。

进一步的，所述粒径控制阀包括一阀体和转动连接在阀体内的球阀，所述球阀上具有多个贯穿孔，同一贯穿孔内安装有至少一个同一孔径的过滤网，所述阀体具有与混合腔相连接的进气孔和与测量腔相连接的出气孔，以使球阀转动一定角度后，有且仅有一个贯穿孔分别连接进气孔和出气孔。

进一步的，所述防爆箱体通过一金属壳体制成，所述金属壳体的外表面涂覆有环氧树脂涂层，所述金属壳体的内表面铺设有隔音板。

进一步的，所述防爆箱体内底部设置有海绵垫，所述海绵垫上通过弹簧阻尼减震器固定连接有一U形光学平板，所述采样稀释单元、光声光谱检测单元和信号采集处理单元固定连接件在光学平板上。

进一步的，还包括一清洗吹扫单元，所述清洗吹扫单元包括与测量腔相连接的清洗管路和吹扫管路，所述清洗管路上连接有清洗液体储存罐，所述吹扫管路上连接有电吹风。