激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法制造方法及图纸

本申请涉及一种激光前散射颗粒物浓度监测装置，包括：散射区域；入射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过入射光；散射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过散射光，所述散射光为所述入射光经所述散射区域中的气体散射后形成；校准光光路，用于通过校准光，所述校准光为穿越所述散射区域中的气体后的残余入射光。

A device and method for monitoring the concentration of particles before laser scattering

【技术实现步骤摘要】
激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法
本申请属于环境监测领域，特别涉及一种激光前散射颗粒物浓度监测装置、一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法、一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样气的颗粒物浓度的方法和一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量方法。
技术介绍
随着环保法律法规日趋严格，以及除尘技术的进步与发展，有组织污染源颗粒物的排放浓度越来越低。有许多新上线的燃煤锅炉，颗粒排放浓度的平均浓度甚至低于3mg/m3，而且具有高温高湿的特点。这对仪器的检测限、灵敏度、重复性、杂散光的抑制等，提出了更高的要求。由于烟气具有高温高湿的特点，容易在镜片上形成水雾，并吸附灰尘。镜片上附着灰尘、水雾时，会降低镜片的透过率，影响仪器正常工作。所以仪器除了准确、可靠地对烟气颗粒物进行测量外，还必须具有对光学系统定期进行污染程度测试的功能，尤其是处在颗粒物测量室中的光学元件的受污染程度进行评估。为了解决上述问题，现有的设备普遍采用运动器件对设备进行自检。但是，本申请的专利技术人发现，该运动器件降低了设备的抗振性能，以及降低了设备的抗尘等级。
技术实现思路
本文旨在提供一种激光前散射颗粒物浓度监测装置、一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法、一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样气的颗粒物浓度的方法和一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量方法。本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置，包括：散射区域；入射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过入射光；散射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过散射光，所述散射光为所述入射光经所述散射区域中的气体散射后形成；校准光光路，与所述散射区域耦合，用于通过校准光，所述校准光为穿越所述散射区域的残余入射光。本申请的另一实施例还提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法，包括：向所述监测装置注入清洁气体；向所述清洁气体发射入射光；采集校准光的强度作为校准系数，其中所述校准光为穿越所述散射区域中的清洁气体后的残余入射光；和/或采集所述入射光经过所述清洁气体散射后，形成的散射光的强度，作为校准零点。本申请的另一实施例还提供了一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样气的颗粒物浓度的方法，包括：向所述监测装置注入样气；向所述样气发射入射光；采集所述入射光经过所述样气散射后形成的散射光的强度；根据所述散射光的强度，以及根据前述校准方法得到的校准参数和/或校准零点，计算所述样气的颗粒物浓度。本申请的另一实施例还提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量方法，包括：向所述监测装置注入第一清洁气体；向所述第一清洁气体发射第一入射光；采集第一校准光的强度，其中所述第一校准光为穿越所述散射区域中的所述第一清洁气体后的残余第一入射光；根据所述第一校准光的强度，得到所述透光率。利用上述激光前散射颗粒物浓度监测装置、校准方法、颗粒物浓度测量方法和装置透光率测量方法。可以通过引入校准光收光模组，并利用校准光收光模组采集校准光的强度，其中校准光为入射光穿越散射区域后的残余入射光束。可以利用该校准光的强度作为校准参数修正颗粒物浓度的测量结果，使得测量结果更准确。同时还可以利用校准光的强度确定装置的透光率，并根据透光率确定装置的维护时机。利用上述激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法，在检测装置的光路遭到一定程度污染时，仍可以进行较高精度的颗粒物浓度测量。同时，由于利用该监测装置及方法可以软件修正监测结果。因而可以不必频繁的清理镜片及光路，进而可以简化维护流程，降低维护成本。而且，由于可以利用该装置检测装置的透光率，从而可以根据透光率确定该装置的合理维护时机。进而可以使得该装置的维护周期更合理，维护成本更低。再者，由于该装置可以不引入运动部件，因而该装置的结构相对简单。因而该装置的体积可以更小。且由于该装置可以不引入运动部件，因而可以避免运动部件的工作对装置内的光学组件影响。进而可以使得该装置的工作可以稳定，测量可以更准确，该装置的抗震性能和密封性能也可以更好。在高温高湿环境下，样气中的尘雾随时都会在监测装置内部凝结，并附着于监测装置的内壁与镜片上。进而污染监测装置的光路，对颗粒物监测结果造成不利的影响。而本申请所提供的监测装置及方法则可以很好的解决上述问题，使得本申请所提供的监测装置及方法适合于高温高湿的工作环境。附图说明图1A示出了本申请的一个实施例，一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的结构示意图。图1B示出了如图1A所示监测装置的散射结构的结构示意图。图1C示出了如图1A所示监测装置的光源的结构示意图。图1D示出了如图1A所示监测装置的散射光收光模组的结构示意图。图2示出了本申请的另一实施例，激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法的流程示意图。图3示出了本申请的另一实施例，一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样气的颗粒物浓度的方法的流程示意图。图4A示出了本申请的另一实施例，激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量方法的流程示意图。图4B示出了图4A所示方法的校准光参考强度获取流程示意图。具体实施方式以下是通过特定的具体实施例来说明本专利技术所公开有关“一种激光前散射颗粒物浓度监测装置及方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本专利技术的优点与效果。本专利技术可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。另外，本专利技术的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本专利技术的相关
技术实现思路
，但所公开的内容并非用以限制本专利技术的保护范围。本申请的一个实施例提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置，包括：散射区域；入射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过入射光；散射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过散射光，所述散射光为所述入射光经所述散射区域中的气体散射后形成；校准光光路，与所述散射区域耦合，用于通过校准光，所述校准光为穿越所述散射区域的残余入射光。本申请的另一实施例还提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法，包括：向所述监测装置注入清洁气体；向所述清洁气体发射入射光；采集校准光的强度作为校准系数，其中所述校准光为穿越所述散射区域中的清洁气体后的残余入射光；和/或采集所述入射光经过所述清洁气体散射后，形成的散射光的强度，作为校准零点。本申请的另一实施例还提供了一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样气的颗粒物浓度的方法，包括：向所述监测装置注入样气；向所述样气发射入射光；采集所述入射光经过所述样气散射后形成的散射光的强度；根据所述散射光的强度，以及根据前述校准方法得到的校准参数和/或校准零点，计算所述样气的颗粒物浓度。本申请的另一实施例还提供了一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的透光率测量方法，包括：向所述监测装置注入第一清洁气体；向所述第一清洁气体发射第一入射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光前散射颗粒物浓度监测装置，包括：/n散射区域；/n入射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过入射光；/n散射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过散射光，所述散射光为所述入射光经所述散射区域中的气体中的颗粒物散射后形成；/n校准光光路，与所述散射区域耦合，用于通过校准光，所述校准光为穿越散射区域的入射光。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光前散射颗粒物浓度监测装置，包括：
散射区域；
入射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过入射光；
散射光光路，与所述散射区域耦合，用于通过散射光，所述散射光为所述入射光经所述散射区域中的气体中的颗粒物散射后形成；
校准光光路，与所述散射区域耦合，用于通过校准光，所述校准光为穿越散射区域的入射光。


2.根据权利要求1所述的监测装置，还包括：
光源，与所述入射光光路耦合，用于发射所述入射光；
散射光收光模组，与所述散射光光路耦合，用于采集所述散射光；
校准光收光模组，与所述校准光光路耦合，用于采集所述校准光。


3.根据权利要求1所述的监测装置，其中：
所述入射光光路、所述散射光光路和所述校准光光路中的至少一个包括：
至少一个平面镜，使得所述光源模组、所述散射光收光模组和所述校准光收光模组在所述监测装置的同一侧。


4.根据权利要求1所述的监测装置，其中，所述散射光收光模组包括：
凸透镜，汇聚所述散射光；
第一探测器板，设置在所述凸透镜之后，采集通过所述凸透镜汇聚的散射光。


5.根据权利要求1所述的监测装置，其中，所述校准光收光模组包括：
衰减片，衰减所述校准光；
第二探测器板，设置在所述滤光片之后，采集通过所述衰减片的校准光。


6.一种激光前散射颗粒物浓度监测装置的校准方法，包括：
向所述监测装置注入清洁气体；
向所述清洁气体发射入射光；
采集校准光的强度作为校准系数，其中所述校准光为穿越所述散射区域中的清洁气体后的残余入射光；和/或
采集所述入射光经过所述清洁气体散射后，形成的散射光的强度，作为校准零点。


7.一种利用激光前散射颗粒物浓度监测装置测量样气的颗粒物浓度的方法，包括：
向所述监测装置注入样气；
向...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖小强，李永帅，陈景卫，
申请(专利权)人：北京雪迪龙科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11