一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统技术方案

一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统，包括窗口、防撞套、连接片、旋杆、松紧套、松紧带、嵌槽、涂覆层Ⅰ、包层Ⅰ、缓冲带Ⅰ、纤芯Ⅰ、下板、连接杆、上板、涂覆层Ⅱ、密封套、包层Ⅱ、缓冲带Ⅱ、纤芯Ⅱ；窗口嵌套在嵌槽上，防撞套内侧和窗口贴合，防撞套和松紧带通过连接片连接，松紧套和松紧带连接，旋杆设置在松紧套中心，下板设置在涂覆层Ⅰ外表面，连接杆一端和下板连接，另一端穿过上板且与其嵌套连接，包层设置在涂覆层内部，缓冲带设置在包层外表面，纤芯设置在包层内部；其有益效果为：（1）有利于更多的收集散射测量光；（2）保证监测准确性，能量传输效率高，损失小；（3）具备抗震动能力和抗撞击能力。

Optical system of front scattering dust instrument based on light cone

A scattering dust instrument based on optical system of light cone, including windows, anti-collision sleeve, a connection piece, a rotary rod, an elastic sleeve, elastic band, groove, coating layer of cladding layer, I, I, the core of the buffer zone, a lower plate, a connecting rod, an upper plate, coating, sealing II set of cladding, II, II, II core buffer zone; window nested in the groove on the anti-collision sleeve inside and window fitting, anti-collision sleeve and an elastic belt are connected through a connecting piece, an elastic sleeve and the elastic connection, screw rod is arranged on the elastic cover plate is arranged in the center, under the surface coating layer of outer connection one end of the rod and plate connection, the other end passes through the upper board and nested connection, the cladding is arranged inside the coating layer, the buffer zone is arranged on the surface in the cladding, the core is arranged in the internal cladding; its beneficial effect is: (1) to collect more light scattering measurement; (2). The monitoring accuracy is high, the energy transmission efficiency is high, and the loss is small; (3) it has the ability of anti vibration and anti impact.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统
本专利技术书涉及一种粉尘监测光学系统，更具体地说涉及一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统，属于环境监测装置领域。
技术介绍
随着超低排放在环保领域的日益推进，前散射粉尘仪逐渐成为主流。光学系统承担着将测量信号传送回光源测进行测量的任务。大多数技术方案利用光纤的柔性导光特征来实现。结构简单，工作可靠。在光入口处使用一个准直透镜将入射的测量光耦合进入光纤传输，并入射到传感器上实现测量。但这种方法耦合效率低，能量损失大，长期在高温强震动环境使用，工作可靠性也较低。而个别方案采用一个环形反射镜反射到石英棒上回传。能量传输效率较低，损失较大。因而设计开发一种能够适应现场恶劣环境下长期工作的基于光锥的前散射粉尘仪光学系统成为了当前生产环境监测装置领域的急需。
技术实现思路
为此，需要提供一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统，包括窗口机构、倒锥形部、连接机构、恒径形部；所述窗口机构和倒锥形部嵌套连接，倒锥形部和恒径形部嵌套连接，且通过连接机构固定；所述窗口机构包括窗口、防撞套、连接片、旋杆、松紧套、松紧带、嵌槽；所述窗口嵌套在嵌槽上，防撞套内侧和窗口贴合，防撞套和松紧带通过连接片连接，松紧套和松紧带连接，旋杆设置在松紧套中心；所述倒锥形部包括涂覆层Ⅰ、包层Ⅰ、缓冲带Ⅰ、纤芯Ⅰ；所述包层Ⅰ设置在涂覆层Ⅰ内部，缓冲带Ⅰ设置在包层Ⅰ外表面，纤芯Ⅰ设置在包层Ⅰ内部；所述连接机构包括下板、连接杆、上板；所述下板设置在涂覆层Ⅰ外表面，连接杆一端和下板连接，另一端穿过上板且与其嵌套连接；所述恒径形部包括涂覆层Ⅱ、密封套、包层Ⅱ、缓冲带Ⅱ、纤芯Ⅱ，所述包层Ⅱ设置在涂覆层Ⅱ内部，缓冲带Ⅱ设置在包层Ⅱ外表面，纤芯Ⅱ设置在包层Ⅱ内部。作为本技术方案的进一步优化，所述窗口材料为耐磨性光学材质，边缘设有凸出嵌套部。作为本技术方案的进一步优化，所述防撞套材料为弹性材质。作为本技术方案的进一步优化，所述松紧带材料为塑性材质。作为本技术方案的进一步优化，所述缓冲带Ⅰ、缓冲带Ⅱ均为锯齿形结构。作为本技术方案的进一步优化，所述包层Ⅰ、缓冲带Ⅰ、纤芯Ⅰ均为倒锥形结构。作为本技术方案的进一步优化，所述连接杆上设有嵌槽。作为本技术方案的进一步优化，所述上板上设有嵌槽孔，且上板设置在涂覆层Ⅱ外表面。作为本技术方案的进一步优化，所述包层Ⅱ、缓冲带Ⅱ、纤芯Ⅱ均为恒径形结构。区别于现有技术，上述技术方案具有如下有益效果：（1）、本专利技术系统通过设置倒锥形部，使得入射口端芯径较大，有利于更多的收集散射测量光，且省去了耦合透镜，安装调试也更简单，能够保证装置适应各种恶劣的工作环境。（2）、本专利技术系统通过设置倒锥形部，使得出射口端芯径较小且小于传感器的光敏面，测量光能量集中入射到传感器光敏面上，能够保证监测准确性，能量传输效率高，损失小。（3）、本专利技术系统通过设置窗口机构和连接机构，能够保证系统在复杂的工作环境下具备抗震动能力和抗撞击能力，起到保护系统装置和系统监测准确性的作用，扩大了产品适用场景范围。附图说明图1为本专利技术的外观结构示意图；图2为本专利技术的整体剖视结构示意图；图3为本专利技术的恒径形部和部分连接机构剖视结构示意图；图4为本专利技术的窗口机构、倒锥形部和部分连接机构剖视结构示意图；图5为本专利技术窗口机构去除窗口和嵌槽后的结构示意图；图6为本专利技术部分倒锥形部、窗口和嵌槽组合透视结构示意图；图7为本专利技术的连接机构结构示意图；图8为本专利技术去除大部分窗口机构后的外观结构示意图；图9为本专利技术的纤芯Ⅰ、包层Ⅰ、缓冲带Ⅰ和缓冲带Ⅱ组合结构示意图；图10为本专利技术的纤芯Ⅰ和纤芯Ⅱ组合结构示意图；附图标记说明：1-窗口、101-防撞套、102-连接片、103-旋杆、104-松紧套、105-松紧带、106-嵌槽、2-涂覆层Ⅰ、5-包层Ⅰ、501-缓冲带Ⅰ、6-纤芯Ⅰ、301-下板、3-连接杆、302-上板、4-涂覆层Ⅱ、401-密封套、7-包层Ⅱ、701-缓冲带Ⅱ、8-纤芯Ⅱ。具体实施方式为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。请参阅图1~10，本实施例的一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统，包括窗口机构、倒锥形部、连接机构、恒径形部；所述窗口机构和倒锥形部嵌套连接，倒锥形部和恒径形部嵌套连接，且通过连接机构固定；所述窗口机构包括窗口1、防撞套101、连接片102、旋杆103、松紧套104、松紧带105、嵌槽106；所述窗口1嵌套在嵌槽106上，防撞套101内侧和窗口1贴合，防撞套101和松紧带105通过连接片102连接，松紧套104和松紧带105连接，旋杆103设置在松紧套104中心；所述倒锥形部包括涂覆层Ⅰ2、包层Ⅰ5、缓冲带Ⅰ501、纤芯Ⅰ6；所述包层Ⅰ5设置在涂覆层Ⅰ2内部，缓冲带Ⅰ501设置在包层Ⅰ5外表面，纤芯Ⅰ6设置在包层Ⅰ5内部；所述连接机构包括下板301、连接杆3、上板302；所述下板301设置在涂覆层Ⅰ2外表面，连接杆3一端和下板301连接，另一端穿过上板302且与其嵌套连接；所述恒径形部包括涂覆层Ⅱ4、密封套401、包层Ⅱ7、缓冲带Ⅱ701、纤芯Ⅱ8，所述包层Ⅱ7设置在涂覆层Ⅱ4内部，缓冲带Ⅱ701设置在包层Ⅱ7外表面，纤芯Ⅱ8设置在包层Ⅱ7内部。所述窗口1材料为耐磨性光学材质，边缘设有凸出嵌套部。所述防撞套101材料为弹性材质。所述松紧带105材料为塑性材质。所述缓冲带Ⅰ501、缓冲带Ⅱ701均为锯齿形结构。所述包层Ⅰ5、缓冲带Ⅰ501、纤芯Ⅰ6均为倒锥形结构。所述连接杆3上设有嵌槽。所述上板302上设有嵌槽孔，且上板302设置在涂覆层Ⅱ4外表面。所述包层Ⅱ7、缓冲带Ⅱ701、纤芯Ⅱ8均为恒径形结构。本专利技术工作时：光线通过窗口1进入纤芯Ⅰ6，其中纤芯Ⅰ6中的大端芯径为D，小端芯径为d，且小端芯径和纤芯Ⅱ8芯径相等，纤芯Ⅰ6的长度为l，纤芯Ⅰ6的光锥角θ可以表示为：tanθ=（D-d）/2l。改变参数，可以对光锥进行调整，以适应测量的需求。通过下板301、连接杆3、上板302组合连接可使得倒锥形部、恒径形部连接固定。通过防撞套101可保护窗口1，通过嵌槽106可保证窗口1连接在倒锥形部上，通过旋杆103、松紧套104、松紧带105可保证窗口1连接紧固。缓冲带Ⅰ501和缓冲带Ⅱ701可使涂覆层和包层之间形成缓冲层，减少外力挤压导致纤芯损坏的概率，密封套401可保证倒锥形部、恒径形部连接处密封。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统，其特征在于，包括窗口机构、倒锥形部、连接机构、恒径形部；所述窗口机构和倒锥形部嵌套连接，倒锥形部和恒径形部嵌套连接，且通过连接机构固定；所述窗口机构包括窗口（1）、防撞套（101）、连接片（102）、旋杆（103）、松紧套（104）、松紧带（105）、嵌槽（106）；所述窗口（1）嵌套在嵌槽（106）上，防撞套（101）内侧和窗口（1）贴合，防撞套（101）和松紧带（105）通过连接片（102）连接，松紧套（104）和松紧带（105）连接，旋杆（103）设置在松紧套（104）中心；所述倒锥形部包括涂覆层Ⅰ（2）、包层Ⅰ（5）、缓冲带Ⅰ（501）、纤芯Ⅰ（6）；所述包层Ⅰ（5）设置在涂覆层Ⅰ（2）内部，缓冲带Ⅰ（501）设置在包层Ⅰ（5）外表面，纤芯Ⅰ（6）设置在包层Ⅰ（5）内部；所述连接机构包括下板（301）、连接杆（3）、上板（302）；所述下板（301）设置在涂覆层Ⅰ（2）外表面，连接杆（3）一端和下板（301）连接，另一端穿过上板（302）且与其嵌套连接；所述恒径形部包括涂覆层Ⅱ（4）、密封套（401）、包层Ⅱ（7）、缓冲带Ⅱ（701）、纤芯Ⅱ（8），所述包层Ⅱ（7）设置在涂覆层Ⅱ（4）内部，缓冲带Ⅱ（701）设置在包层Ⅱ（7）外表面，纤芯Ⅱ（8）设置在包层Ⅱ（7）内部。...

【技术特征摘要】
1.一种基于光锥的前散射粉尘仪光学系统，其特征在于，包括窗口机构、倒锥形部、连接机构、恒径形部；所述窗口机构和倒锥形部嵌套连接，倒锥形部和恒径形部嵌套连接，且通过连接机构固定；所述窗口机构包括窗口（1）、防撞套（101）、连接片（102）、旋杆（103）、松紧套（104）、松紧带（105）、嵌槽（106）；所述窗口（1）嵌套在嵌槽（106）上，防撞套（101）内侧和窗口（1）贴合，防撞套（101）和松紧带（105）通过连接片（102）连接，松紧套（104）和松紧带（105）连接，旋杆（103）设置在松紧套（104）中心；所述倒锥形部包括涂覆层Ⅰ（2）、包层Ⅰ（5）、缓冲带Ⅰ（501）、纤芯Ⅰ（6）；所述包层Ⅰ（5）设置在涂覆层Ⅰ（2）内部，缓冲带Ⅰ（501）设置在包层Ⅰ（5）外表面，纤芯Ⅰ（6）设置在包层Ⅰ（5）内部；所述连接机构包括下板（301）、连接杆（3）、上板（302）；所述下板（301）设置在涂覆层Ⅰ（2）外表面，连接杆（3）一端和下板（301）连接，另一端穿过上板（302）且与其嵌套连接；所述恒径形部包括涂覆层Ⅱ（4）、密封套（401）、包层Ⅱ（7）、缓冲带Ⅱ（701）、纤芯Ⅱ（8），所述包层Ⅱ（7）设置在涂覆层Ⅱ（4）内部，缓冲带Ⅱ（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，苏江晨，
申请(专利权)人：西石厦门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35