一种空气灰尘检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种空气灰尘检测仪，包括检测气流通道，设于检测气流通道两侧的进气口与排气孔，以及相对设置在检测气流通道首尾两端的激光发射装置和光采集装置，所述激光发射装置的激光发射端与光采集装置的散射光出射端各设有相互垂直的偏振片。本发明所述检测仪具有便携易用、原理简单等优点，其增加了激光通过检测气流的长度，提升了粉尘检测的灵敏度。此外，由于该检测仪数据由PC软件处理，因此数据处理更准确更强大，可以得出实时的测试数据得出连续的粉尘浓度变化曲线，还可以方便的设置粉尘浓度预警参数，对空气粉尘浓度进行实时监控和预警处理，是一种极具推广价值的简易便携式空气灰尘检测仪。
【专利说明】一种空气灰尘检测仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量仪器，特别涉及一种基于光散射的便携式空气灰尘检测仪。【背景技术】
[0002]在劳动场所和生活环境中，空气中悬浮的粉尘对人体危害很大，因此，相关部门倡导必须对作业场所的粉尘进行检测。现有技术公开了多种空气灰尘检测仪，但是结构复杂，且光电接收器不但能接收到灰尘散射的光，还接收到激光的能量，导致粉尘浓度的变化不仅受粉尘散射光强还受到接收到激光能量的大小。不便推广应用。
[0003]因此，依然有待于提出一种结构简单，使用方便且低成本的便携式灰尘检测仪。
【发明内容】
[0004]本发明的目的即在于提供一种结构简单，使用方便且低成本的便携式空气灰尘检测仪。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种基于光散射的便携式空气灰尘检测仪，包括检测气流通道，设于检测气流通道两侧的进气口与排气口，以及相对设置在检测气流通道首尾两端的激光发射装置和光线接收装置，所述激光发射装置的激光发射端与光线采集装置的散射光出射端各设有相互垂直的偏振片。
[0006]本发明通过在检测气流通道首尾两端对立设置激光发射端和光线接收端，并分别增加相互垂直的上下偏振片，确保激光垂直入射和接收端接收到的光强几乎完全是散射光强度。同时，光线接收装置接收的是整个光柱散射的光，相比现有的暗室侧面探测散射光的情况，本发明的K值(光强变化值/粉尘浓度变化值)更高，灵敏度更高。
[0007]本发明所述的检测仪，所述光接收装置包括采光透镜和探头。其中，采光透镜能够将光强聚焦到探头处，所述探头连接光电信号放大与处理装置。将所收集到的光信号经光电信号放大与处理装置处理得到所需检测的粉尘含量。
[0008]本发明所述的进气口和排气口的位置可依据实际情况而定，理论上只要满足能够理想进气和排气都开口位置都可以实现本发明。为了获得更好的检测效果，本发明优选所述进气口位于检测气体通道的首端侧部，所述排气口位于检测气体通道的末端侧部。这种情况下光接收装置探测的是整个光柱中粉尘散射的光，所以此装置相对于比中部开孔粉尘检测仪，K值(光强变化值/粉尘浓度变化值)更高，灵敏度更高。
[0009]本发明所述的检测气流通道为本领域技术人员所理解，即待测含尘气体的流经通道，为避免检测仪受到外界光源的影响，本发明检测气流通道为暗室设计，其形状可以为管状或矩形空腔。
[0010]本发明所述的空气灰尘检测仪，当无尘气流通过此装置，激光经过上偏振片后，产生偏振光，偏振光经过检测气流通道，由于下偏振片的偏振方向与上偏振片垂直，偏振光被下偏振片挡住，下端的探头只能检测到少量光(理论上检测不到光)。而当有尘气流通过进气口进入检测气流通道(暗室)从排气口排出，检测气流通道(暗室)中充满待检测的有尘空气，偏振光被空气中的粉尘散射，偏振方向发生改变，被散射的光50%能通过下偏振片，探头能检测到这些偏振光，并依据这些偏振光的光信号进行分析处理，得出待测空气中粉尘浓度。
[0011]为了确保检测气流通道中空气的流通性，本发明所述进气口和/或排气口处连有风机，优选仅在排气口处连接。这样不但保证气流流动性，还可以减少暗室中粉尘的残留量，保证数据的准确性。
[0012]本发明所述的检测仪，可以USB驱动，软件安装在外置电脑中，或者自带充电装置驱动，软件内置，软件对探测端的光电信号进行处理运算。优选USB驱动。所需驱动能量少，可适用于各场合各条件下的空气灰尘检测；也可以使用蓄电装置或其他充电装置驱动软件内置，同时自带显示装置，操作简单且便于携带。
[0013]本发明所述的检测仪，可通过USB连接测试设备的电脑主机，相关软件也安装在电脑上，在电脑上进行运算处理和输出结果。同时，本发明还可以在数据处理中自定义预警参数，增加报警装置设置，当空气中粉尘浓度超过一定程度，显示装置中可及时显示警报，以方便技术人员更及时有效地对空气质量进行监控和处理。具体的处理、计算以及预警参数的设置为本领域技术人员所掌握，本发明对此不作特别限定。
[0014]此外，本发明所述的检测仪优选进一步设有显示装置，具体的光信号经处理计算后，可由显示装置显示具体的粉尘浓度和预警信息。
[0015]使用时，将所述检测仪接入电脑USB 口或其他驱动装置，启动风机，含尘空气从进气口进入检测气流通道，激光发射装置发射激光，经由激光发射端前方的上偏振片处理后射向检测气流通道的含尘空气，偏振光被空气中的粉尘散射，偏振方向发生改变，被散射的光50%能通过下偏振片，采光透镜和探头能检测到这些偏振光，并依据这些偏振光的光信号进行分析处理，得出待测空气中粉尘浓度。
[0016]采用上述技术方案，本发明得到了一种新型的粉尘浓度测量装置(检测仪)，该装置具有便携易用、原理简单等优点。其增加了激光通过检测气流的长度(实际是充分利用了所有进入检测仪的含尘气流)，提升了粉尘检测的灵敏度。此外，由于该检测仪数据由PC软件处理，因此数据处理更准确更强大，可以得出实时的测试数据得出连续的粉尘浓度变化曲线，还可以方便的设置粉尘浓度预警参数，对空气粉尘浓度进行实时监控和预警处理，是一种极具推广价值的简易便携式空气灰尘检测仪。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为现有技术公开的检测仪结构示意图；
[0018]图2为本发明所述检测仪的结构示意图；
[0019]其中，I为激光发射装置；2_1为偏振片I '2-2为偏振片2 ；3为进气口 ；4为探头；5采光透镜；6为检测气流通道；7为排气口 ；8为风机。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]如图2所述的基于光散射的便携式空气灰尘检测仪，包括检测气流通道6，设于检测气流通道6两侧的进气口 3与排气口 7，以及相对设置在检测气流通道6首尾两端的激光发射装置I和光线接收装置，所述激光发射装置I的激光发射端与光线采集装置的散射光出射端各设有相互垂直的偏振片2-1-和2-2。
[0022]本发明通过在检测气流通道首尾两端对立设置激光发射端和光线接收端，并分别增加相互垂直的上下偏振片(2-1和2-2)，确保激光垂直入射和接收端接收到的光强几乎完全是散射光强度。同时，光线接收装置接收的是整个光柱散射的光，相比现有技术的暗室侧面探测散射光的情况，本发明的K值(光强变化值/粉尘浓度变化值)更高，灵敏度更高。
[0023]本实施例所述的检测仪，其中光接收装置包括采光透镜5和探头4。采光透镜5能够将光强聚焦到探头4处，所述探头4连接光电信号放大与处理装置(图中未标示)。将所收集到的光信号经光电信号放大与处理装置处理即可得到空气中粉尘浓度，对空气质量进行有效监控。
[0024]本实施例中进气口 3位于检测气体通道6的首端侧部，所述排气口 7位于检测气体通道6的末端侧部。这种情况下光接收装置探测的是整个光柱中粉尘散射的光，所以此装置相对于比中部开孔粉尘检测仪，K值(光强变化值/粉尘浓度变化值)更高，灵敏度更高。其中，检测气流通道6为暗室设计的管状空腔，排气口 7处连有风机8，这样不但保证气流流动性，还可以减少暗室中粉尘的残留量，保证数据的准确性。
[0025]本实施例所述的基于光散射的便携式空气灰尘检测仪，当无尘气流通过此装置，激光垂直经过上偏振片2-1后，产生偏振光，偏振光经过检测气流通道6，由于下偏振片2-2的偏振方向与上偏振片2-1垂直，偏振光被下偏振片2-2挡住，下端的探头4只能检测到少量光(理论上检测不到光)。而当有尘气流通过进气口进入检测气流通道(暗室)从排气口排出，检测气流通道6 (暗室)中充满待检测的有尘空气，偏振光被空气中的粉尘散射，偏振方向发生改变，被散射的光50%能通过下偏振片2-2，探头4能检测到这些偏振光，并依据这些偏振光的光信号进行分析处理，得出待测空气中粉尘浓度。
[0026]本实施例中，检测仪以USB驱动，通过USB数据线连接测试设备的电脑主机,软件安装在外置电脑中，软件对探测端的光电信号进行处理运算。
[0027]使用时，将所述检测仪通过USB数据线接入电脑USB 口，启动风机8，含尘空气从进气口 3进入检测气流通道6，激光发射装置I发射激光，经由激光发射端前方的上偏振片2-1处理后射向检测气流通道6的含尘空气，偏振光被空气中的粉尘散射，偏振方向发生改变，被散射的光50%能通过下偏振片2-2，探头4能检测到这些偏振光，并依据这些偏振光的光信号进行分析处理，得出待测空气中粉尘浓度，对空气粉尘浓度进行实时监控和预警处理。
[0028]实施例2
[0029]与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例所述的检测仪进一步包括一显示装置，具体的光信号经处理计算后，可由显示装置显示具体的粉尘浓度。同时，本发明还可以在数据处理中自定义预警参数，增加报警装置设置，当空气中粉尘浓度超过一定程度，显示装置中可及时显示警报，以方便技术人员更及时有效地对空气质量进行监控和处理。
[0030]实施例3
[0031]与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例所述的检测仪自带充电装置驱动，软件内置。
[0032]实施例4[0033]与实施例1相比，区别点仅在于，本实施例所述的检测仪，检测气流通道6为矩形空腔。进气口 3和排气口 7任意设置在检测气流通道两侧，其中，进气口 3位于排气口 7上方。
[0034]对比例I
[0035]与实施例1相比，区别点在于，如图1所示，本实施例的检测仪将光线接收装置设置在检测气流通道的侧部，且检测仪中未加设偏振片，这种结构的检测仪光线接收装置不但能接收到灰尘散射的光，还接受到激光的能量，且光电接收器不但能接收到灰尘散射的光，还接收到激光的能量，导致粉尘浓度的变化不仅受粉尘散射光强还受到接收到激光能量的大小。同时，将光线接收装置设置在检测气流通道的侧部也会影响探头对光信号的采集，影响最终的检测结果。
【权利要求】
1.一种空气灰尘检测仪，其特征在于:包括检测气流通道，设于检测气流通道两侧的进气口与排气孔，以及相对设置在检测气流通道首尾两端的激光发射装置和光采集装置，所述激光发射装置的激光发射端与光采集装置的散射光出射端各设有相互垂直的偏振片，所述检测气流为整个暗室的长度。
2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于:所述光接收装置包括采光透镜和探头，采光透镜将出射光聚焦于探头。
3.根据权利要求1或2所述的检测仪，其特征在于:所述探头连接光电信号放大与处理装置。
4.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于:所述进气口位于检测气体通道的首端侧部，所述排气口位于检测气体通道的末端侧部。
5.根据权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于:所述的检测气流通道为暗室设计的管状或矩形空腔。
6.根据权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于:所述的进气口和/或排气口处连有风机。
7.根据权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于:所述的检测仪以USB驱动或蓄电装置驱动。
8.根据权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于:所述的检测还设有显示装置。
9.根据权利要求1或4所述的检测仪，其特征在于:所述的检测气流为整个暗室的长度。
【文档编号】G01N15/06GK103674798SQ201310750511
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】陈平, 邓玉新, 钮曼萍, 沈祥, 杨超 申请人:合肥京东方光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司