专利名称：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。为此，在现有的光学烟尘浓度测量探头中，将发射光束分为两束，一束为信号光束，该光束射入烟道，用于测量烟尘浓度，另一束为参考光束用于校准仪器，检查光源及其它因素对测量产生的影响。对于发散角很小的光源，如由发光二极管(LED)和激光光源发出的光束，国内外一般采用在光源旁安装一个光接收器如硅光电池作为参考光接收，以对光源、环境温度、电源供应变化进行补偿校准，而在整个信号光路即测量光路中再安装一个光接收器如硅光电池，来测定测量光束即信号光束通过烟尘散射吸收光强衰减来鉴别信号光束变化，以此来计算烟尘浓度。这样需要使用两个光接收器即硅光电池，而这两个硅光电池的性能很难达到一致，这样就产生测量误差。
发明内容
为了克服现有烟尘浓度测量探头由于两个光接收器产生测量误差的不足，本实用新型提供一种烟尘浓度测量探头，它能消除两个光接收器性能不一致产生的测量。
本烟尘浓度测量探头包括安装在一起的光管、半导体发光二极管、硅光电池、半透明分光板、物镜筒，物镜筒安装着物镜，光管有纵向通光孔，半透明分光板安装在纵向通光孔内，并与该通光孔的轴线成45°，半导体发光二极管安装在光源安装圈内，再由光源安装圈安装在光管纵向通光孔的一端，物镜筒安装在光管的纵向通光孔的另一端，物镜的光轴与纵向通光孔的轴线在同一直线，光管在与纵向通光孔的轴线垂直并通过物镜焦点的轴线上还有一个通光孔，硅光电池用光敏管安装座和管盖安装在该通光孔外，其特征是在物镜的外侧安装着电动机和平面反射镜，平面反射镜安装在可转动的镜座，镜座安装在电动机的轴上。
为了增加校正的技术参数，在光管的外侧与硅光电池相反方向的位置还有一个与纵向通光孔垂直的垂轴光管，垂轴光管内有通光孔，垂轴光管安装着可聚光并可反射光线的聚光反光镜。在光管有弧形凹槽，弧形凹槽把光管的纵向通光孔的出光端与垂轴光管的通光孔分割成两段。在光管安装着遮光装置，遮光装置设置着有两个通光孔的弧形遮光板、控光板、内插铁芯的铁芯线圈，弧形遮光板有一与弧形板垂直的平板，铁芯线圈直接安装在光管，平板有一轴孔座，轴孔座的轴孔内穿着下端有螺纹的支轴，弧形遮光板由该支轴安装在光管，弧形遮光板插在光管的弧形凹槽内。控光片有一U形口，U形口的两内侧各安装着一个永磁体，U形口设置在铁芯的两端，两个永磁体分别与铁芯的两端相对应，当U形口一侧的永磁体与铁芯相吸合时，弧形遮光板的一个通光孔与光管的纵向通光孔相通，弧形遮光板挡住垂轴光管的通光孔；当U形口另一侧的永磁体与铁芯相吸合时，光管的纵向通光孔被弧形遮光板挡住，垂轴光管的通光孔与弧形遮光板的一个通光孔相通。
为了保护物镜，有物镜筒外安装着保护镜盖板，在保护镜盖板安装着保护镜。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。加设可挡住光线的弧形遮光板和垂轴光管的，还可对测量装置零点、光源的发光管的老化衰减引起的误差进行校正。特别是采用单光束反射测量，只用一个光接收器，消除两个光接收器性能不一致产生的测量。采用通电的线圈控制弧形遮光板，比电动机控制更为可靠耐用。
图1是本实用新型最佳实施例的沿纵光轴的剖视图。
图2是与图1相对应的左视图，图中局部剖开，省略物镜筒、物镜与保护镜。
图3是本实用新型最佳实施例的外形图。
图4是测量烟尘浓度时的光路图。
图5是烟尘零点校正时的光路图。
图6是参照光测定光路图。
上述图中1、插头2、紧固圈3、半导体发光二极管4、调节圈5、光源安装圈6、反光镜安装圈 7、硅光电池 8、光敏管安装座9、管盖10、通光孔11、光管12、弧形遮光板13、通光孔14、物镜筒 15、物镜16、保护镜17、电动机18、保护镜盖板19、平面反射镜 20、弧形凹槽 21、垂轴光管22、通光孔23、通光孔24、聚光反光镜25、压圈26、纵向通光孔27、半透明分光板28、插头29、线圈座30、铁芯线圈31、控光片32、螺孔33、螺纹杆34、支轴35、轴孔座36、遮光装置37、磁性座38、永磁体39、永磁体40、U形口41、烟尘流42、平面反射镜43、反射镜组件44、镜壳45、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光管11、半导体发光二极管3、硅光电池7、半透明分光板27、物镜筒14，物镜筒14安装着物镜15，光管11有纵向通光孔26，半透明分光板27安装在纵向通光孔26内，并且半透明分光板27与纵向通光孔26的轴线成45°，半导体发光二极管3的发光点位于物镜15的焦点，半导体发光二极管3用紧固圈2和调节圈4安装在光源安装圈5内，再由光源安装圈5安装在光管11纵向通光孔26的一端，物镜筒14安装在光管11纵向通光孔26的另一端，物镜15的光轴与纵向通光孔26的轴线在同一直线，光管11在与纵向通光孔26的轴线垂线上还有一个通光孔10，硅光电池7用光敏管安装座8和管盖9安装在通光孔10外，其特征是硅光电池7的光接收面处于物镜15的焦面上，在物镜15还安装着电动机17和平面反射镜19，平面反射镜19安装在可转动的镜座，镜座安装在电动机17的轴上。
本实施例在光管11的外侧即图1中与硅光电池7相对的下方还有一个与纵向通孔26的轴线垂直的垂轴光管21，垂轴光管21内有通光孔22，垂轴光管21安装着平凸的平面镀反光膜的聚光反光镜24，在光管11有弧形凹槽20，弧形凹槽20把光管11的纵向通光孔26的出光端与垂轴光管21的通光孔22的出光端分割成两段。在光管11安装着遮光装置36，遮光装置36设置着有通光孔13与通光孔23的弧形遮光板12、控光板31、铁芯线圈30和线圈座29，弧形遮光板12有一与弧形板垂直的平板，线圈座29用螺钉直接安装在光管11，平板有一轴孔座35，轴孔座35的轴孔内穿着支轴34，支轴34的下端为螺纹杆33，螺纹杆33拧在光管11的螺孔32内，弧形遮光板12由支轴34安装在光管11，弧形遮光板12插在光管11的弧形凹槽20内。
控光片31与线圈座29及铁芯线圈30的相对位置见图3，控光片31有一U形口40，U形口40的两内侧安装着两个磁性座如磁性座37，磁性座37上安装着永磁体38，U形口40设置在铁芯线圈30的两端并与铁芯线圈30的两端相对应，当图中右侧的永磁体38与铁芯线圈30的右端相吸合时，弧形遮光板12的通光孔13与纵向通光孔26相通，通光孔23错开通光孔22并由弧形遮光板12的其它部分挡住通光孔22，当图中的左侧的永磁体39与铁芯线圈30的左端相吸合时，弧形遮光板12的通光孔33与通光孔22相通，而通光孔13错开纵向通光孔26并由弧形遮光板12的其它部分挡住纵向通光孔26，。
为了保护物镜15，在物镜筒14外安装着保护镜盖板18，在保护镜盖板18安装着保护镜16。本实施例的电动机15安装在保护镜盖板18上。
本实施例的半导体发光二极管3是超亮度的TLCR58型半导体发光二极管。
测量烟尘浓度的光路见图4，把平面反射镜19转到光路外，由半导体发光二极管3发出的光射到半透明分光板27后有50％的光线经物镜15成平行光，平行光经烟尘流41射到安装在烟尘流41后的平面反射镜42，经平面反射镜42反射再经烟尘流41和物镜15聚焦经半透明分光板27，反射并聚焦到硅光电池7由硅光电池7接收，将光信号转换为电信号，把电信号输给信号放大数据处理器，由信号放大数据处理器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16的外表面被烟尘污染，整个烟尘浓度测量装置的零点参照值漂移，影响测量的准确度，必须进行零点的校正。见图5，进行零点校正时，通过电动机17转动平面反射镜19，用平面反射镜19挡住物镜15，由半导体发光二极管3发出的光射到平面反射镜19，经平面反射镜19反射后再经半透明分光板27反射到硅光电池7，这时没有烟尘的影响，如果保护镜16表面没有污染，整个烟尘浓度测量装置的零点应保持不变，由于保护镜16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16表面污染严重到一定程度时，人工擦保护镜16。如设置报警装置，保护镜16表面污染严重到一定程度时，系统发出报警信号。
参照图6，由铁芯线圈30和铁芯驱动控光片31，控光片31带动弧形遮光板12转动，把半导体发光二极管3射向物镜15的光线挡住，同时经弧形遮光板12的通光孔23射向聚光反光镜24，聚光反光镜24把光线经半透明分光板27射向硅光电池7，硅光电池7输出的电流值应为最大，通过信号放大数据处理柜显示出的烟尘应为零，否则表明半导体发光二极管3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装置进行调节。
权利要求1.一种烟尘浓度测量探头，它包括安装在一起的光管、半导体发光二极管、硅光电池、半透明分光板、物镜筒，物镜筒安装着物镜，光管有纵向通光孔，半透明分光板安装在纵向通光孔内，并与该通光孔的轴线成45°，半导体发光二极管安装在光源安装圈内，再由光源安装圈安装在光管纵向通光孔的一端，物镜筒安装在光管的纵向通光孔的另一端，物镜的光轴与纵向通光孔的轴线在同一直线，光管在与纵向通光孔的轴线垂直并通过物镜焦点的轴线上还有一个通光孔，硅光电池用光敏管安装座和管盖安装在该通光孔外，其特征是在物镜的外侧安装着电动机和平面反射镜，平面反射镜安装在可转动的镜座，镜座安装在电动机的轴上。
2.根据权利要求1所述的烟尘浓度测量探头，其特征是在光管的外侧与硅光电池相反方向的位置还有一个与纵向通光孔垂直的垂轴光管，垂轴光管内有通光孔，垂轴光管安装着可聚光并可反射光线的聚光反光镜；在光管有弧形凹槽，弧形凹槽把光管的纵向通光孔的出光端与垂轴光管的通光孔分割成两段；在光管安装着遮光装置，遮光装置设置着有两个通光孔的弧形遮光板、控光板、内插铁芯的铁芯线圈，弧形遮光板有一与弧形板垂直的平板，铁芯线圈直接安装在光管，平板有一轴孔座，轴孔座的轴孔内穿着下端有螺纹的支轴，弧形遮光板由该支轴安装在光管，弧形遮光板插在光管的弧形凹槽内；控光片有一U形口，U形口的两内侧各安装着一个永磁体，U形口设置在铁芯的两端，两个永磁体分别与铁芯的两端相对应，当U形口一侧的永磁体与铁芯相吸合时，弧形遮光板的一个通光孔与光管的纵向通光孔相通，弧形遮光板挡住垂轴光管的通光孔；当U形口另一侧的永磁体与铁芯相吸合时，光管的纵向通光孔被弧形遮光板挡住，垂轴光管的通光孔与弧形遮光板的一个通光孔相通。
3.根据权利要求1或2所述的烟尘浓度测量探头，其特征是在物镜筒外安装着保护镜盖板，在保护镜盖板安装着保护镜。
专利摘要一种烟尘浓度测量探头，它包括安装光管、半导体发光二极管、硅光电池、半透明分光板、物镜筒，物镜筒安装着物镜，光管有纵向通光孔并安装着与轴线成45°的半透明分光板，半导体发光二极管安装在光源安装圈内位于光管纵向通光孔的一端，物镜筒安装在光管的纵向通光孔的另一端，物镜光轴与纵向通光孔轴线在同一直线，光管在与纵向通光孔的轴线垂直并通过物镜焦点的轴线上还有一个通光孔，硅光电池安装在该通光孔外，其特征是在物镜的外侧安装着电动机和平面反射镜，平面反射镜安装在可转动的镜座，镜座安装在电动机的轴上。本实用新型在操作室便可对烟尘零点进行校正，消除两个光接收器性能不一致产生的测量。
文档编号G01N21/53GK2864665SQ20052013559
公开日2007年1月31日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者白惠峰, 闫兴钰, 白慧宾, 徐宗照, 赵新胜 申请人:太原中绿环保技术有限公司