一种提高基于激光散射的粉尘浓度测量精度的方法技术

本发明专利技术涉及提高基于激光散射的粉尘浓度测量精度的方法，属于粉尘浓度测量技术领域。该方法采用两束激光从不同方向照射待测粉尘云，再通过一光电传感器接收散射的激光信号；其中光电传感器的感光面的法线与每束激光入射粉尘云的方向的夹角相等。其中两束激光的产生方式为，通过两个激光器分别产生一束激光，或者通过一个激光器、分光镜、反光镜等透镜组的组合产生两束激光。本发明专利技术通过两束激光照射粉尘云，实现被测粉尘云更多特征信号的提取，实现了提高光散射监测粉尘浓度精度的目的。实现了提高光散射监测粉尘浓度精度的目的。实现了提高光散射监测粉尘浓度精度的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种提高基于激光散射的粉尘浓度测量精度的方法


[0001]本专利技术属于粉尘浓度测量
，涉及一种提高基于激光散射的粉尘浓度测量精度的方法。

技术介绍

[0002]目前，粉尘浓度在线测量常采用光散射法，激光散射法作为一种常用的粉尘浓度在线监测方法，受粉尘特性影响较大，特别是粉尘的复杂形状和被测量粉尘云的复折射，易造成较大的测量偏差。传统的激光散射粉尘浓度测量系统，激光只从一个方向照射待测粉尘云，获取的粉尘云特征信号有限，方法误差较大。
[0003]针对这一问题，现有技术存在三种处理方式：
[0004]一、减小被测粉尘云的直径，实现弱化复折射对散射法测量的影响，然而该方法需要加大粉尘测量气路来适应现场测量环境，导致测量的粉尘云的直径较大，并且此种方法在湿度较大和粉尘浓度较高时光学暗室容易堵塞，造成测量失效。
[0005]二、采用多个角度测量光散射信号，更多的获取粉尘云的散射特征值，以提高检测精度，该方法对光电检测模块要求较高，即需要多个光电探测系统，同时将各个探测系统的测量数据进行融合计算，测量机构复杂的同时还会带来更多的系统误差。
[0006]三、针对特定粉尘，研究其在不同浓度和不同粒径下的光散射信号，实现对特种环境下的粉尘浓度的精确测量，该方法需要先构建不同浓度和不同粒径下对应的光散射信号的数据库，针对不同粉尘需构建不同数据库，具有工作繁琐、工作量巨大等问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提高基于激光散射的粉尘浓度测量精度的方法，采用两束激光从不同方向照射待测粉尘云，从而提取得到粉尘云更多的特征信号。
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种提高基于激光散射的粉尘浓度测量精度的方法，该方法采用两束激光从不同方向照射待测粉尘云，再通过一光电传感器接收散射的激光信号；其中光电传感器的感光面的法线与每束激光入射粉尘云的方向的夹角相等。
[0010]优选地，两束激光相互垂直的照射待测粉尘云。
[0011]产生两束激光的方法包括：
[0012]1)通过两个激光光源产生两束相互垂直的激光，直接照射待测粉尘云。
[0013]2)通过一个激光光源、分光镜和两个反光镜来产生两束相互垂直的激光，具体地，激光光源发出的激光经过分光镜分为两束激光，其中一束激光通过分光镜后沿原传播方向照射待测粉尘云，另一束激光经过两个反光镜改变传播方向后垂直于原传播方向的激光照射待测粉尘云。
[0014]本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过相互垂直的激光照射粉尘云，实现被测粉尘云更多特征信号的提取，提高了光散射监测粉尘浓度的测量精度；同时双光路系统结构简
单容易实现，系统只需要一个光散射信号探测模块，适用性较高。
[0015]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0017]图1为通过两个激光器产生双光路的结构示意图；
[0018]图2为通过单激光器产生双光路的结构示意图。
具体实施方式
[0019]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0021]本专利技术一实施例中，通过两个激光器来产生两束激光，具体地，如图1所示，每个激光器输出的激光分别经过透镜组准直后入射到待测粉尘云上，光束照射待测粉尘云后分别进入各自的光陷阱，被待测粉尘云散射的激光由光电传感器进行采集。
[0022]本专利技术一实施例中，通过一个激光器发射探测激光，采用分光镜、反射镜等透镜组生成2束激光，具体地，如图2所示，激光器发出的激光经过分光镜分为两束激光，分光镜分出的两束激光在传播方向上相互垂直，其中一束激光通过分光镜后沿原传播方向入射待测粉尘云，另一束激光经过两个反光镜改变传播方向后垂直于原传播方向的激光入射待测粉尘云。光束照射待测粉尘云后分别进入各自的光陷阱，被待测粉尘云散射的激光由光电传感器进行采集。
[0023]本专利技术一实施例中，光电传感器的感光面的法线与两束激光的传播方向成相同数值的夹角。具体地，若光电传感器与两束激光在同一平面，则光电传感器的感光面的法线与两束激光的传播方向均成45
°
夹角；若光电传感器不在两束激光构成的平面内，则在保证光电传感器与两束激光夹角相等时，夹角为45
°
～90
°
，最大夹角为90
°
(即测量方向垂直测量光束平面)。
[0024]本专利技术根据测量数据计算粉尘浓度的步骤为：在固定仪器后先进行标定，在环境实验仓中从低到高发生粉尘，通过手工采样后得到的粉尘浓度与对应时间内光电探测器采
集的AD值进行对比分析，得到仪器的粉尘浓度标定曲线；现场测量时通过探测器采集的AD值调用标定曲线，计算得到粉尘浓度。
[0025]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高基于激光散射的粉尘浓度测量精度的方法，其特征在于：该方法采用两束激光从不同方向照射待测粉尘云，再通过一光电传感器接收散射的激光信号；所述光电传感器的感光面的法线与每束激光入射粉尘云的方向的夹角相等。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：两束激光相互垂直的照射待测粉尘云。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦敏，刘国庆，惠立锋，颜鸽来，吴付祥，张强，赵政，陈建阁，巫亮，李征真，罗小博，邓勤，齐灵紫，石婧，郑磊，马威，王迪，陈涛，邓有凡，柳玉磊，张安然，董春阳，邓世靓，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：