基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置及测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于粉尘浓度检测领域，具体公开了一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置及测定方法

【技术实现步骤摘要】
基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置及测定方法


[0001]本专利技术属于粉尘浓度检测领域，尤其涉及一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置及测定方法
。

技术介绍

[0002]对工作环境及设备内部的粉尘浓度进行监测或测定，是有效预防粉尘爆炸的重要技术手段
。
[0003]目前，在粉尘浓度检测
、
在线监测技术及装备方面，中煤科工集团重庆研究院有限公司
、
郑州光力科技股份有限公司
、
江苏三恒科技集团等相继引进
、
开发出了粉尘浓度传感器，部分申请了相关的专利技术专利
。
该类仪器主要是针对低浓度呼吸性粉尘环境检测，服务方向也主要是职业健康方面，控制指标均在
mg/m3的量级，无法实现对现场爆炸极限范围内
(g/m3量级
)
的粉尘浓度的监测
。
为了有效防治由可燃性粉尘带来的爆炸危害，需要对处于爆炸极限范围内
(g/m3量级
)
的粉尘浓度进行监测
。
[0004]目前，市场上大致有称重法
、
电容法
、
β
射线法
、
光散射法
、
光吸收法
、
静电感应法等粉尘浓度在线测量方法，当前现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)
称重法：称重法不能显示瞬时值，只能显示平均值，操作繁琐且无法实现在线连续测量
。(2)<br/>电容法：电容法的测量原理简单，但电容测量值与浓度之间并非一一对应的线性关系，电容的测量值易受相分布及流型变化的影响，导致较大的测量误差
。(3)
β
射线法：
β
射线法虽然测量准确，但需要对粉尘进行采样后对比测量，很难实现粉尘浓度的在线监测
。(4)
光散射法：光散射技术利用气流中的颗粒反射出来的闪光的频率及持续时间来测量颗粒的含量，它比其他技术而言拥有压倒性优势，把由于气流中的湿度导致的误差大大地降低到了无关紧要的水平
。
但基于光散射原理的粉尘浓度测试仪的工作电流偏大
、
功耗也大，且光散射法适合低浓度粉尘检测工作，对于高浓度粉尘检测存在不足
。(5)
静电感应法：静电感应法是用一个探针插入到烟气管道，通过测量颗粒携带的电荷的变化从而记录它们的存在
。
静电感应法在测量高浓度粉尘时具有优势，但它们只能测量碰撞的或者非常靠近探头的粉尘，且对低浓度粉尘的测定有较大的误差
。
[0005]综上，现有的不同种类粉尘测量技术及方法中，缺乏针对爆炸极限范围内
(g/m3量级
)
的高粉尘浓度的监测
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置，有效填补针对爆炸极限范围内的高粉尘浓度的检测技术的空白
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置，包括：
[0009]可拆卸的多个具有不同粉尘浓度的标定量块，用于在测试前拟合粉尘浓度与出射光信号的关系曲线；
[0010]红外检测系统，包括用于发射红外光的红外光源发射器和用于接收出射光并将光信号转换为电信号的红外光源接收器，所述红外光源发射器和红外光源接收器之间为用于测量及标定的测定区；
[0011]信号放大系统，与所述红外检测系统连接，用于对红外检测系统所接收的电信号进行放大处理；
[0012]信号滤波系统，与所述信号放大系统连接，用于对带有各种噪声和干扰的电信号进行滤波处理；
[0013]信号处理和分析系统，与所述信号滤波系统连接，用于对经信号滤波系统处理的电信号进行分析和数据处理；
[0014]数据显示系统，与所述信号处理和分析系统连接，用于数据存储和显示
。
[0015]进一步地，所述标定量块呈圆柱体状，所述标定量块的两端设有便于红外光源穿过的光学玻璃，所述标定量块的内部填充有导热阻燃灌封硅胶与定量粉尘的混合物，能够根据粉尘质量及标定量块的容积得到标定量块内的粉尘浓度
。
[0016]进一步地，多个所述标定量块内填充的粉尘质量各不相同
。
[0017]本专利技术的另一个目的在于提供一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定方法，有效填补针对爆炸极限范围内的高粉尘浓度的检测技术的空白
。
[0018]一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定方法，采用如上实施例所述的测定装置，包括以下步骤：
[0019]S1、
标定粉尘浓度；
[0020]预测粉尘空间的待测粉尘浓度，选用多个与待测粉尘浓度相近的标定量块，在入射光强度相同的情况下，分别测试不同标定量块的出射光信号值，拟合粉尘浓度与出射光信号的关系曲线；
[0021]S2、
待测粉尘浓度检测；
[0022]拆卸标定量块，使测定区处于待测粉尘环境，开始检测：通过红外检测系统的红外光源发射器发出与步骤
S1
中入射光强度相同的红外光，并由红外检测系统的红外光源接收器接收出射光，将光信号转换为电信号，通过信号放大系统和信号滤波系统对所测电信号进行放大和滤波处理，通过信号处理和分析系统对滤波处理后的电信号进行模数转换，并根据步骤
S1
中拟合的粉尘浓度与出射光信号的关系曲线，得到待测粉尘浓度，通过数据显示系统显示待测粉尘浓度的数值
。
[0023]进一步地，所述信号滤波系统采用双重滤波方法，所述双重滤波方法指经放大处理后的带有各种噪声和干扰的电信号，先经过低通滤波后，再经过带通滤波
。
[0024]进一步地，所述低通滤波允许低频信号正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔和减弱；所述带通滤波仅允许特定频率信号通过，同时抑制其余频率的信号
。
[0025]本专利技术的有益技术效果是：
[0026](1)
本专利技术通过在测试前用多个具有不同粉尘浓度的标定量块拟合粉尘浓度与光信号的关系曲线，有效提高了测试精度，扩宽了测试范围，填补了现有针对爆炸极限范围内的高粉尘浓度检测技术的空白
。
[0027](2)
本专利技术通过设置可拆卸的标定量块，不仅使测定装置具有便携及适应性强的优点，而且使测试方法简单高效，具有广阔的应用前景
。
附图说明
[0028]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细说明
。
[0029]图1是本专利技术的测定装置连接结构示意图
。
具体实施方式
[0030]实施例1[0031]参照图1，一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置，包括：可拆卸的多个具有不同粉尘浓度的标定量块
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置，其特征在于，包括：可拆卸的多个具有不同粉尘浓度的标定量块，用于在测试前拟合粉尘浓度与出射光信号的关系曲线；红外检测系统，包括用于发射红外光的红外光源发射器和用于接收出射光并将光信号转换为电信号的红外光源接收器，所述红外光源发射器和红外光源接收器之间为用于测量及标定的测定区；信号放大系统，与所述红外检测系统连接，用于对红外检测系统所接收的电信号进行放大处理；信号滤波系统，与所述信号放大系统连接，用于对带有各种噪声和干扰的电信号进行滤波处理；信号处理和分析系统，与所述信号滤波系统连接，用于对经信号滤波系统处理的电信号进行分析和数据处理；数据显示系统，与所述信号处理和分析系统连接，用于数据存储和显示
。2.
根据权利要求1所述的基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置，其特征在于，所述标定量块呈圆柱体状，所述标定量块的两端设有便于红外光源穿过的光学玻璃，所述标定量块的内部填充有导热阻燃灌封硅胶与定量粉尘的混合物，能够根据粉尘质量及标定量块的容积得到标定量块内的粉尘浓度
。3.
根据权利要求1所述的基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定装置，其特征在于，多个所述标定量块内填充的粉尘质量各不相同
。4.
一种基于红外吸收原理的粉尘爆炸浓度测定方法，其特征在于，采用权利要求1‑3中任一项所述的测定装置，包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李润之，张颖慧，刘笑，贾凯玥，张延松，陈旭，杜文州，赵文彬，张琦，刘明帅，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：