本实用新型涉及一种空气中粉尘浓度检测设备，具体是一种开放式粉尘浓度传感装置。
背景技术：
现有技术中，目前对于粉尘浓度的测量主要采用三种方法：(1)采用计重法原理的滤膜式粉尘采样器(2)采用光学散射原理的粉尘测量仪(3)采用静电感应原理的粉尘测量仪。
相比于称重法的滤膜式粉尘检测设备，对于采用光学散射原理的粉尘测量设备而言，是利用粉尘粒子对光产生散射效应的原理来测量的。散射光的强度与粉尘浓度成一定的函数关系，既定光强的入射光照射到含尘空气后产生散射光被接收器接收，通过测量散射光的光强可推算出粉尘浓度。该方法克服了称重法原理的诸多缺点，可实现在线测量，因其具有在线实时检测、操作简便等特征，得到了更为广泛的应用。
然而现有技术中，由于测量光会受到环境光及一些杂散反射光的影响，因此，目前采用光学散射原理的测量装置均对测量腔进行了遮光处理，有的采用迷宫式的腔体结构，有的采用风扇吸入式的测量腔体，总之测量腔要能够避免环境光和杂散反射光的干扰，这样必然造成测量腔与测量环境形成半隔离状态，需要让被测空气通过入口进入测量腔然后再从出口流出测量腔。在煤矿等粉尘含量较高且高温高湿的环境下，测量腔常常在几十天甚至几天内造成污染、堵塞，若带有风扇则会出现风扇的堵转和损坏，使仪器无法按设想的原理工作。
同时，基于实现连续在线监测，简化操作流程的需求；采用静电感应原理采用的是接触式测量，无论如何也不能避免感应探头被粉尘污染的可能性。
技术实现要素：
针对以上提出的技术目标，本实用新型提供了一种开放式粉尘浓度传感装置；该装置基于光学散射原理采用的非接触式的在线测量，旨在研究设计一种开放式粉尘浓度传感装置，实现有效的避免环境光和杂散光干扰，避免光学镜头不被污染则可实现仪器的免维护长期在线工作；且基于不可见光的窄带滤光片以及开放式粉尘环境容置的结构设计，提高粉尘浓度检测的准确性和精度。
本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种开放式粉尘浓度传感装置，包括主壳体、控制芯板及光学机芯，所述控制芯板及光学机芯均通过螺栓固定安装于所述主壳体内，且所述控制芯板与所述光学机芯电性信号连接；其特征在于：所述主壳体下端设有敞开式的测量腔体，所述测量腔体上端通过紧固螺栓固设于所述主壳体的下端面；
所述测量腔体由上盖板、连接支柱、下盖板、吸光室组成，其中所述上盖板、连接支柱以及下盖板共同构成开放式的测量空间。
测量腔体所构成的区域四周与测量环境完全相通，环境光可以无阻挡的进入该区域，被测空气也可以无阻挡的进入该区域，可以理解为该区域即是被测环境。所述测量腔体可以是长方体、圆柱体或其它变形结构，该开放式的检测空间，可以完全采集实际的空气粉尘数据，确保本装置所检测的粉尘浓度数值与环境中完全相符，彻底规避了因采集环境的取样影响而致使检测装置的检测数据的不准确性。
进一步地，所述控制芯板上的电路包括有：稳压电路、光电信号处理电路、单片机处理电路，信号输出驱动电路。
进一步地，所述光学机芯由激光发射端头和散射光接收头组成，所述散射光接收端头内设有光电接收管，所述光电接收管的前端还设有窄带滤光片。
更进一步地，所述光电接收管与窄带滤光片之间还设置有数字锁相放大器；通过软件技术实现的数字锁相放大器，对接收到的散射光进行数字锁相放大处理。由于锁相放大器能够很好的区分有效信号和干扰信号，这样就保证了环境光及杂散干扰光不影响测量结果。
优选的，所述激光发射端头发出的光为近红外光；以排除环境中的可见光产生的干扰。
本实用新型的有益效果是：(1)整个测量腔与被测环境完全融为一体，且测量腔体完全敞开，可确保在高温、高湿、高尘环境中测量腔体也不会产生粉尘堆积等现象；(2) 测量腔体内采用光学原理测量，光学机芯则内置在主壳体中，仅光学端头与测量腔体接触，保证了传感器的长期免维护在线工作；(3)基于近红外不可见光且采用窄带滤光片及数字锁相放大器的高精度散射光采集，可极大提高检测精度，完全实现在线持续的高精度粉尘检测。
同时，值得一提的是：由于测量腔体完全开放，无需进行遮光处理，因此空气流动与否及风速大小均不影响测量的精度，传感器的安装方向也不受限制。
附图说明
图1为本实用新型一种开放式粉尘浓度传感装置结构示意图。
图中：1-主壳体；2-控制芯板；3-光学机芯；4-测量腔体；5-上盖板；6-连接立柱； 7-下盖板；8-吸光室。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种开放式粉尘浓度传感装置，包括主壳体1、控制芯板3及光学机芯3，控制芯板2及光学机芯3均通过螺栓固定安装于所述主壳体1内，且控制芯板2与所述光学机芯3电性信号连接；其特征在于：所述主壳体1下端设有敞开式的测量腔体4，所述测量腔体4上端通过紧固螺栓固设于所述主壳体1的下端面；
测量腔体4由上盖板5、连接支柱6、下盖板7、吸光室8组成，其中所述上盖板5、连接支柱6以及下盖板7共同构成开放式的测量空间。
测量腔体4所构成的区域四周与测量环境完全相通，环境光可以无阻挡的进入该区域，被测空气也可以无阻挡的进入该区域，可以理解为该区域即是被测环境。所述测量腔体4 可以是长方体、圆柱体或其它变形结构，该开放式的检测空间，可以完全采集实际的空气粉尘数据，确保本装置所检测的粉尘浓度数值与环境中完全相符，彻底规避了因采集环境的取样影响而致使检测装置的检测数据的不准确性。
控制芯板2上的电路包括有：稳压电路、光电信号处理电路、单片机处理电路，信号输出驱动电路。
光学机芯3由激光发射端头31和散射光接收头32组成，散射光接收端头32内设有光电接收管33，所述光电接收管33的前端还设有窄带滤光片34。
光电接收管33与窄带滤光片34之间还设置有数字锁相放大器(图中未标出)；通过软件技术实现的数字锁相放大器，对接收到的散射光进行数字锁相放大处理。由于锁相放大器能够很好的区分有效信号和干扰信号，这样就保证了环境光及杂散干扰光不影响测量结果。
优选的，激光发射端头31发出的光为近红外光；以排除环境中的可见光产生的干扰。
本实用新型的有益效果：
(1)整个测量腔与被测环境完全融为一体，且测量腔体完全敞开，可确保在高温、高湿、高尘环境中测量腔体也不会产生粉尘堆积等现象；
(2)测量腔体内采用光学原理测量，光学机芯则内置在主壳体中，仅光学端头与测量腔体接触，保证了传感器的长期免维护在线工作；
(3)基于近红外不可见光且采用窄带滤光片及数字锁相放大器的高精度散射光采集，可极大提高检测精度，完全实现在线持续的高精度粉尘检测。
同时，值得一提的是：由于测量腔体完全开放，无需进行遮光处理，因此空气流动与否及风速大小均不影响测量的精度，传感器的安装方向也不受限制。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。