一种颗粒物测量仪及其工作方法

技术领域

本发明涉及颗粒物测量技术领域，尤其涉及一种颗粒物测量仪及其工作方法。

背景技术

目前，在国内外颗粒物浓度检测中得到广泛应用，光通过测量气室中的烟尘颗粒后，光强减弱，烟尘颗粒将其散射到各个方向，各个散射方向的光信号强度与烟尘颗粒物浓度成正比。根据接收的颗粒物散射的光信号强度转换电信号，通过计算即可测量出颗粒物浓度的大小。

目前，在该领域研发人员对现有此类测量仪器装置公知技术所存在的技术缺陷进行研究，在测量气室采样时，由于所采样的目标气体存在各种颗粒物污染杂质，测量仪器测量区域的光学镜片被严重污染。当光学镜片被污染时，会影响颗粒物浓度测量的准确性，在国内外该领域中对于这个问题一直无法解决，因此亟需一种能够降低光学镜片被污染、测量结果更加准确的颗粒物测量仪。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种颗粒物测量仪及其工作方法，本发明颗粒物测量仪的光学镜片在测量时被污染的风险降低，测量结果准确。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种颗粒物测量仪，包括测量气室、目标样气通道、发射光源组件、采样组件、校准组件和喷射柱，目标样气通道贯穿测量气室，发射光源组件、采样组件和校准组件安装于测量气室上并分布在目标样气通道的周向；发射光源组件、采样组件和校准组件均具有光学镜片，目标样气通道上在朝向所述光学镜片的位置均设有通孔，通孔与测量气室连通，测量气室上在所述光学镜片的一侧安装有喷射柱，喷射柱的喷射方向沿着光学镜片镜面的切向。

优选的，喷射柱的进口位于测量气室的外部，喷射柱的出口位于光学镜片的一侧，喷射柱与测量气室之间密封连接。

优选的，喷射柱与测量气室之间通过螺纹连接的方式以及橡胶垫圈密封连接。

优选的，喷射柱的内壁面与光学镜片表面相切。

优选的，喷射柱的出口呈喇叭状。

优选的，喷射柱的出口内腔形状为一段圆台，对应的锥角为45°～60°。

优选的，发射光源组件上光学镜片的中心轴与目标样气通道的中心轴正对且垂直，采样组件上光学镜片的中心轴与目标样气通道的中心轴正对且垂直，采样组件上光学镜片的中心轴与发射光源组件上光学镜片的中心轴夹角为100°～120°。

优选的，校准组件上光学镜片的中心轴与发射光源组件上光学镜片的中心轴平行，且与目标样气通道的中心轴异面垂直。校准组件的结构与发射光源组件的结构相同。

优选的，测量气室内部设有导流板，导流板与喷射柱分别位于光学镜片正对的两侧，导流板上设有向目标样气通道上的通孔一侧倾斜的倾斜部。

本发明所述颗粒物测量仪的工作方法，包括如下过程：

将喷射柱与外接压缩气源连接；

从目标样气通道的进口端通入目标样气，目标样气再从目标样气通道的出口流出；发射光源组件发射光线，发射光源组件发射的光线从通孔射向目标样气通道内的目标样气；发射光源组件发射的光线经目标样气通道内的目标样气散射后，采样组件接收散射光线；

压缩气源通过喷射柱向发射光源组件、采样组件和校准组件上的光学镜片表面吹压缩气体，压缩气体再从目标样气通道上的通孔流入目标样气通道内、再从目标样气通道的出口流出。

本发明具有如下有益效果：

本发明颗粒物测量仪中，测量气室上在所述光学镜片的一侧安装有喷射柱，喷射柱的喷射方向沿着光学镜片镜面的切向，因此能够利用喷射柱向光学镜片上间断性吹压缩气体、对光学镜片表面进行吹扫，在颗粒物浓度测量仪装置持续工作中，避免造成目标样气对测量区域气室光学镜片产生污染，不影响目标样气浓度的测量，可使颗粒物浓度测量仪装置保持长时间稳定工作。因此，本发明，可使光学镜片不被污染，避免光学镜片污染所导致测量区域测量精度不准确，同时可使光学镜片长时间免维护。发射光源组件、采样组件和校准组件上的光学镜片各自对应有喷射柱，因此可使每一个光学镜片都能够独立进行吹扫，避免吹扫时候互相污染干扰。此外，目标样气通道上在朝向所述光学镜片的位置均设有通孔，通孔与测量气室连通，首先，利用目标样气通道上的通孔能够保证发射光源组件、校准组件发射出的光线射向目标样气、以及经目标样气中颗粒物散射后进入采样组件，能够根据采样组件接收光线的光强信息进行对目标样气中的颗粒物浓度进行计算；其次，目标样气通道上的通孔还可作为从喷射柱进入测量气室中的压缩空气的排出通道。

进一步的，喷射柱的出口呈喇叭状，利用喇叭状的出口能够形成瀑布式直吹气幕，能够保证对光学镜片表面的吹扫效果。

进一步的，通过设置导流板，能够将吹扫完光学镜片的携带有颗粒物的压缩气体导向目标样气通道上的通孔并及时排出，保证测量气室中不易沉积颗粒物、保证测量效果和长时间的免维护。

附图说明

下面附图是对本发明的进一步详细说明。

图1是本发明颗粒物测量仪的结构示意图。

图2是图1中A-A截面的剖视图。

图3是图2中序号2A的放大示意图。

图4是图2中序号2B的放大示意图。

图5是图2中序号2C的放大示意图。

图中，1-喷射柱，2-目标样气进口，3-压缩气入口，4-光源，5-发射光源镜片，6-采样透镜镜片，7-测量区域，8-喷射柱四氟密封垫圈，9-光学镜片四氟密封垫圈，10-目标样气通道，10-1-通孔，11-测量气室，12-发射光源组件，13-采样组件，14-校准组件，15-导流板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来对本发明做进一步的说明。

参照图1-图5，本发明颗粒物测量仪，包括测量气室、目标样气通道10、发射光源组件12、采样组件13、校准组件14和喷射柱1，目标样气通道10贯穿测量气室，发射光源组件12、采样组件13和校准组件14安装于测量气室上并分布在目标样气通道10的周向；发射光源组件12、采样组件13和校准组件14均具有光学镜片，目标样气通道10上在朝向所述光学镜片的位置均设有通孔10-1，通孔10-1与测量气室连通，测量气室上在所述光学镜片的一侧安装有喷射柱1，喷射柱1的喷射方向沿着光学镜片镜面的切向。

作为本发明优选的实施方案，喷射柱1的进口位于测量气室的外部，喷射柱1的出口位于光学镜片的一侧，喷射柱1与测量气室之间密封连接。

作为本发明优选的实施方案，参照图3、图3和图5，喷射柱1与测量气室之间通过螺纹连接的方式以及橡胶垫圈密封连接。

作为本发明优选的实施方案，喷射柱1的内壁面与光学镜片表面相切。

作为本发明优选的实施方案，喷射柱1的出口呈喇叭状。

作为本发明优选的实施方案，参照图5，喷射柱1的出口内腔形状为一段圆台，对应的锥角为45°～60°。

作为本发明优选的实施方案，参照图1，发射光源组件12上光学镜片的中心轴与目标样气通道10的中心轴正对且垂直，采样组件13上光学镜片的中心轴与目标样气通道10的中心轴正对且垂直，采样组件13上光学镜片的中心轴与发射光源组件12上光学镜片的中心轴夹角为100°～120°。

作为本发明优选的实施方案，参照图1，校准组件14上光学镜片的中心轴与发射光源组件12上光学镜片的中心轴平行，且与目标样气通道10的中心轴异面垂直。

作为本发明优选的实施方案，参照图2，测量气室内部设有导流板15，导流板15与喷射柱1分别位于光学镜片正对的两侧，导流板15上设有向目标样气通道10上的通孔10-1一侧倾斜的倾斜部。

本发明中喷射柱1能够保证测量区域的光学镜片不被所采样的目标气体所污染，并且不会影响颗粒物浓度测量的准确性。同时解决现在行业内此类装置的不足之处。

本发明的颗粒物测量仪在测量区域气室内部共三路独立式的气路，喷射柱1上部设置压缩气气源入口3，喷射柱1可形成瀑布式直吹气幕，保证对光学镜片的吹扫效果。

喷射柱与测量区域气室通过螺纹式紧密相连，并且所述喷射柱在与测量区域气室紧密连接处设置于连接密封部件组成。上述密封部件包括光学镜片密封部、喷射柱密封处将所述部件与气室密封紧固。所述密封组件包括但不限于四氟橡胶垫圈。喷射柱1在颗粒物浓度测量仪装置气室上安装是通过喷射柱四氟密封垫圈紧密密封紧固。发射光源镜片5、采样透镜镜片6在气室上安装是通过光学镜片四氟密封垫圈紧密密封紧固。

本发明所述颗粒物测量仪的工作方法，包括如下过程：

将喷射柱1与外接压缩气源连接；

从目标样气通道10的进口端通入目标样气，目标样气再从目标样气通道10的出口流出；发射光源组件12发射光线，发射光源组件12发射的光线从通孔射向目标样气通道10内的目标样气；发射光源组件12发射的光线经目标样气通道10内的目标样气散射后，采样组件13接收散射光线；

压缩气源通过喷射柱1向发射光源组件12、采样组件13和校准组件14上的光学镜片表面吹压缩气体，压缩气体再从目标样气通道10上的通孔10-1流入目标样气通道10内、再从目标样气通道10的出口流出。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明颗粒物测量仪通过喷射柱1所形成的瀑布式直吹气幕，能够间断性对发射光源镜片、采样透镜镜片、校准光源镜片表面进行吹扫，在颗粒物浓度测量仪装置持续工作中，避免造成目标样气对测量区域气室光学镜片产生污染，不影响目标样气浓度的测量，可使颗粒物浓度测量仪装置保持长时间稳定工作。