专利名称：新型烟尘浓度测量探头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种烟尘浓度测量探头，具体讲，涉及一种对工业锅炉、电厂锅炉、工业窑炉的烟道气中烟尘浓度进行在线连续测量的探头。
背景技术：
为了保护环境，控制工业污染源烟道的烟尘排放浓度，制定了不同的烟尘排放标准，并且研制了烟尘浓度测量装置，烟尘浓度测量探头是烟尘浓度测量装置的一个关键部件。烟尘浓度测量探头普遍采用光学烟尘浓度测量探头，烟尘浓度测量探头和反光镜分别安装烟道口两侧，这种烟尘浓度测量探头是根据烟尘微粒对光的吸收和散射，使光的强度发生变化，由光强度的损失比例来计算出烟尘中微粒的浓度。但因在测量过程中，有很多因素影响着光强度的变化，从而影响到测量的准确度，如外界环境及温度的变化、光源长期使用老化光强度衰减，电源线路干扰等都会影响光源光强度的变化和光敏器件的接收。虽然采取一定措施，如用清洁气吹和气流保护，但因室外环境和使用条件恶劣，烟尘浓度测量探头的保护镜面随时都会粘上烟尘中的微粒，影响光强度，使测量不准确，影响了测量的准确度。为此，必须根据情况校准或不断清擦外露的保护镜表面，这是不可能的。现有的烟尘浓度测量探头没有校正的必要结构，不能随时校正，必须进行人工处理才能保证测量的准确度。
发明内容
为了克服现有烟尘浓度测量探头保护镜表面污染后不能随时校准，进行人工擦镜的难度大的不足，本实用新型提供一种能够校准的烟尘浓度测量探头。
本烟尘浓度测量探头包括安装在一起的探头壳体、光源组件、聚光镜组件、光接收组件、分光镜组件、物镜筒，光源组件安装着激光发光管，聚光镜组件安装着聚光镜，光接收组件安装着光敏接收器，物镜筒安装着物镜，分光镜组件安装在探头壳体内，光源组件与聚光镜组件安装在一起，并与物镜筒位于分光镜组件的两侧，安装在探头壳体的两边，光源组件、聚光镜组、分光镜组件、物镜筒的中心线在同一纵向轴线即在同一纵光轴上，分光镜组件的半透明分光板与纵向轴线成45°，聚光镜组件的焦点与物镜筒物镜的焦点位于分光镜组件的半透明分光板上，光接收组件安装在探头壳体的另一边，位于与纵向轴线即纵光轴垂直并通过物镜焦点的横向轴线上即横光轴上，其特征是在物镜筒外安装着电动机和平面反射镜，平面反射镜的法线与纵向轴线平行，平面反射镜安装在可转动的平面镜座，在平面镜座安装在该电动机的轴上。
为了校正更多的技术参数，在探头壳体的中部有一环形凹槽，探头壳体的环形凹槽内的凸台部分有两个相互垂直的通光孔，其中纵向通光孔的轴线与纵向轴线重合，另一通光孔的轴线与横向轴线重合，分光镜组件安装在纵向通光孔内，在探头壳体还安装着遮光圈转动装置，遮光圈转动装置有一个安装座、电动机、遮光圈，遮光圈有一平板，经该平板安装在电动机的轴上，该电动机安装在安装座，安装座固定在探头壳体，遮光圈与探头壳体的环形凹槽相配，并伸到环形凹槽内，在遮光圈安装着一个滤光片，在遮光圈有两个长条形通光槽，当滤光片的光轴与半透明分光板平行时，其中一个通光槽的一端与光接收组件对应的通光孔相通并相对应，另一端与物镜筒对应的纵向通光孔的一端相通并相对应，另一个通光槽与光源组件相对应的纵向通光孔的一端相通并相对应，该通光槽的长度大于纵向通光孔，并不大于纵向通光孔的两倍，在遮光圈的下端面均匀安装着若干个限位钉。
为了校正光源组件的光源的衰减，在探头壳体还安装着零点参照反光镜组件，零点参照反光镜组件安装在与光接收组件相反的位置，零点参照反光镜组件的轴线与横光轴重合，在零点参照反光镜组件安装着聚光镜和平面对反射镜，平面反射镜位于该聚光镜后。
为了保护物镜，在物镜筒外安装着保护镜组件。
为了便于使用，配置着反射镜组件。
本实用新型采取上述结构，在现有烟尘浓度测量探头的物镜外设置了平面反射镜，在操作室便可对烟尘零点进行校正，操作方便，省时。加设可挡住光线的遮光圈的，还可对测量装置量程、测量装置零点进行校正。加设零点参照反光镜组件时，可对光源的发光管的老化衰减引起的误差进行校正。
图1是本实用新型最佳实施例的沿纵光轴和横光轴的剖视图。
图2是沿图1中A-A线的局部剖视图，图中省略了物镜筒。
图3是遮光圈的轴向剖视图。
图4是与图3相对应的左视图。
图5是测量烟尘浓度时的光路图。
图6是烟尘零点校正时的光路图。
图7是测量装置量程校正时的光路图。
图8是测量装置零点校正时的光路图。
图9是参照光测定光路图。
上述图中1、光源组件2、聚光镜组件 3、光接收组件4、物镜筒5、保护镜组件 6、零点参照反光镜组件 7、分光镜组件8、安装壳 9、接线头 10、测温探头 11、恒温器12、插头 13、激光发光管 14、插头 15、分离式聚光镜16、滤光片 17、光敏接收器 18、安装座 19、通光孔20、半透明分光板 21、通光孔 22、通光槽 23、镜筒24、物镜 25、保护 26、保护镜罩 27、平面镜座28、平面反射镜 29、电动机 30、通光孔座 31、环形凹槽32、遮光圈 33、探头壳体 34、通光槽 35、单片聚光镜36、反光镜 37、保温壳 38、安装座 39、电机安装座40、遮光圈转动装置 41、电动机 42、轴孔 43、轴44、下端面 45、限位钉 46、限位钉47、烟尘流 48、平面反射镜49、反射镜组件 50、镜壳 51、保护镜具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本实用新型进行详细说明，但本实用新型不局限于下述的实施例。
图1、图2给出的烟尘浓度测量探头包括安装在一起的探头壳体33、光源组件1、聚光镜组件2、光接收组件3、分光镜组件7、物镜筒4，光源组件安装在探头壳体33的安装壳8内，在安装壳8内安装着保温壳37，光源组件1的激光发光管13及聚光镜组件2安装在保温壳37内，聚光镜组件2安装着双片分离式聚光镜15，光接收组件3有一安装座18，在安装座18安装着光敏接收器17，物镜筒4安装着单片望远物镜24，分光镜组件7安装在探头壳体33的通光孔21内，光源组件1与聚光镜组件2安装在一起位于图1中探头壳体33的左侧，物镜筒4位于探头壳体44的右侧，光源组件1、聚光镜组件2、分光镜组件7、物镜筒4的轴线在同一纵向上轴线即在同一纵光轴上，分光镜组件7的半透明分光板20与纵光轴成45°，分离式聚光镜15的焦点与物镜24的焦点位于半透明分光板20上，光接收组件3安装在图1中探头壳体33的上边，位于与纵向轴线垂直并通过物镜24焦点的横向轴线上即横光轴上，其特征是在探头壳体33的中部有一环形凹槽31，在探头壳体33的环形凹槽31内的凸台部分形成通光孔座30，在通光孔座30有两个相互垂直的通光孔，纵向通光孔21的轴线与纵向轴线重合，通光孔19的轴线与横向轴线重合，分光镜组件7的半透明分光板20安装在纵向通光孔21内。在探头壳体33还安装着遮光圈转动装置40与零点参照反光镜组件6，遮光圈转动装置40有一个电机安装座39、电动机41、遮光圈32，遮光圈32安装在电动机41的轴43上，电动机41安装在电机安装座39，电机安装座39固定在探头壳体33，遮光圈32与探头壳体33的环形凹槽31相配，并伸到环形凹槽31内，在遮光圈32安装着一个滤光片16，在遮光圈32有两个长条形通光槽，当滤光片16的光轴与半透明分光板20平行时，通光槽22的一端与光接收组件3对应的通光孔19相对应并相通，另一端与物镜筒24对应的纵向通光孔21相对应并相通，通光槽34与光源组件1相对应的纵向通光孔21相对应，通光槽34的长度大于纵向通光孔21，并且不大于纵向通光孔21的两倍。遮光圈32的形状见图3、图4，在遮光圈32的下端面均匀安装着八个限位钉如限位钉45、限位钉46。零点参照反光镜组件6安装在图1中探头壳体33的下方位置，零点参照反光镜组件6的轴线与横向轴线重合，在零点参照反光镜组件6安装着单片聚光镜35和平面反射镜36，平面反射镜36位于聚光镜35后。
为了保护物镜24，有物镜筒4外安装着保护镜组件5，在保护镜组件5安装着保护镜25。
在保护镜组件5外安装着电动机29和平面反射镜28，平面反射镜28安装在可转动的平面镜座27，平面镜座27安装在电动机29的轴上，电动机29安装在保护镜罩26。本实施例配置着反射镜组件49，反射镜组件49由平面反射镜48、镜壳50、保护镜51构成，平面反射镜48、保护镜51安装在镜壳50内。
测量烟尘浓度的光路见图5，把平面反射镜28转到纵向光路外，由激光发光管13发出的光经分离式聚光镜15聚集到半光透明分光板20后有50％的光线经物镜24成平行光，平行光经烟尘流47射到安装在烟尘流47后的平面反射镜48，经平面反射镜48反射再经烟尘流47和物镜24聚焦到半透明分光板20，反射到光敏接收器17由光敏接收器17接收，将光信号转换为电信号，把电信号输给信号处理装置，由信号处理装置将电信号的大小转换为与之相应的烟尘浓度值。
烟尘浓度测量探头使用一段时间后，保护镜25的外表面被烟尘污染，整个烟尘浓度测量探头的零点参照值漂移，影响测量的准确度，必须进行零点的校正。进行零点校正时，通过电动机29转动平面反射镜28，用平面反射镜28挡住物镜24，参见图6，由激光发光管13发出的光射到平面反射镜28，经平面反射镜28反射后再经半透明分光板20反射到光敏接收器17，这时没有烟尘的影响，如果保护镜25表面没有污染，整个烟尘浓度测量探头的零点应保持不变，由于保护镜25表面的污染层影响，零点参照值漂移到新的值，把该值作为新的参照值，在测量到新的烟尘浓度值时，减去该值即是测量的烟尘浓度值。保护镜25表面污染严重时，再人工擦保护镜25。
开动电动机41使遮光圈32由图6向右转动45°，把滤光镜16转到光接收组件3的光路中，光路参见图7，经平面反射镜28反射回的光线经滤光镜16衰减后射到光敏接收器17。把滤光镜16视作通过一定烟尘浓度的模拟值，进行对烟尘浓度测量探头量程的校正。
整个烟尘浓度测量探头的零位校正光路图见图8，使平面反射镜28退出光路，使遮光圈32由图7的位置再转45°，遮光圈32把激光发光管13的光线挡住，光路封闭，没有光线射到光敏接收器17，整个烟尘浓度测量探头的显示为零，否则进行调整。
把遮光圈32由图6的位置向左转90°，参照图9，遮光圈32把射向物镜24的光线挡住，同时射向零点参照反光镜组件6的光路打开，激光发光管13发出的光线由半透明分光板20反射到零点参照反光镜组件6，经单片聚光镜35射到平面反射镜36，再由平面反射镜36反射到光敏接收器17，光敏接收器17输出的电流值应为最大，通过信号处理装置显示出的烟尘应为零，否则表明激光发光管13长期使用老化而衰减，应对此进行补偿，对整个烟尘浓度测量探头进行调节。
权利要求1.一种新型烟尘浓度测量探头，它包括安装在一起的探头壳体、光源组件、聚光镜组件、光接收组件、分光镜组件、物镜筒，光源组件安装着激光发光管，聚光镜组件安装着聚光镜，光接收组件安装着光敏接收器，物镜筒安装着物镜，分光镜组件安装在探头壳体内，光源组件与聚光镜组件安装在一起，并与物镜筒位于分光镜组件的两侧，安装在探头壳体的两边，光源组件、聚光镜组、分光镜组件、物镜筒的中心线在同一纵向轴线上，分光镜组件的半透明分光板与纵向轴线成45°，聚光镜组件的焦点与物镜筒物镜的焦点位于分光镜组件的半透明分光板上，光接收组件安装在探头壳体的另一边，位于与纵向轴线垂直并通过物镜焦点的横向轴线上，其特征是在物镜筒外安装着电动机和平面反射镜，平面反射镜的法线与纵向轴线平行，平面反射镜安装在可转动的平面镜座，在平面镜座安装在该电动机的轴上。
2.根据权利要求1所述的烟尘浓度测量探头，其特征是在探头壳体的中部有一环形凹槽，探头壳体的环形凹槽内的凸台部分有两个相互垂直的通光孔，其中纵向通光孔的轴线与纵向轴线重合，另一通光孔的轴线与横向轴线重合，分光镜组件安装在纵向通光孔内，在探头壳体还安装着遮光圈转动装置，遮光圈转动装置有一个安装座、电动机、遮光圈，遮光圈有一平板，经该平板安装在电动机的轴上，该电动机安装在安装座，安装座固定在探头壳体，遮光圈与探头壳体的环形凹槽相配，并伸到环形凹槽内，在遮光圈安装着一个滤光片，在遮光圈有两个长条形通光槽，当滤光片的光轴与半透明分光板平行时，其中一个通光槽的一端与光接收组件对应的通光孔相通并相对应，另一端与物镜筒对应的纵向通光孔的一端相通并相对应，另一个通光槽与光源组件相对应的纵向通光孔的一端相通并相对应，该通光槽的长度大于纵向通光孔，并小于纵向通光孔的两倍，在遮光圈的下端面均匀安装着若干个限位钉。
3.根据权利要求1或2所述的烟尘浓度测量探头，其特征是在探头壳体还安装着零点参照反光镜组件，零点参照反光镜组件安装在与光接收组件相反的位置，零点参照反光镜组件的轴线与横光轴重合，在零点参照反光镜组件安装着聚光镜和平面对反射镜，平面反射镜位于该聚光镜后。
4.根据权利要求1或2所述的烟尘浓度测量探头，其特征是还配置着反射镜组件。
5.根据权利要求3所述的烟尘浓度测量探头，其特征是还配置着反射镜组件。
专利摘要一种新型烟尘浓度测量探头，它包括探头壳体、光源组件、聚光镜组件、光接收组件、分光镜组件、物镜筒，其特征是在物镜筒外安装着电动机和平面反射镜。可在探头壳体设置环形凹槽，探头壳体的环形凹槽内的部分有两个相互垂直的通光孔，分光镜组件安装在纵向通光孔内，在探头壳体还安装着遮光圈转动装置，遮光圈转动装置的遮光圈伸到环形凹槽内，在遮光圈安装着一个滤光片，在遮光圈有两个长条形通光槽。还可在探头壳体还安装零点参照反光镜组件，零点参照反光镜组件安装在与光接收组件相反的位置。本实用新型在操作室便可对烟尘零点进行校正，操作方便，省时。加设遮光圈，还可对测量装置的量程、测量零点进行校正。
文档编号G01N21/53GK2738244SQ200420092039
公开日2005年11月2日 申请日期2004年11月2日 优先权日2004年11月2日
发明者白惠峰, 闫兴钰, 白慧宾, 徐宗照, 蒋秋静, 李吉生 申请人:太原中绿环保技术有限公司