一种粉尘浓度检测仪的检测装置的制作方法

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种粉尘浓度检测仪的检测装置。

背景技术：

粉尘浓度检测系统用于测量开放空间的粉尘或颗粒物浓度，可广泛应用于各行业对厂房、工作环境、作业空间、办公室、室外空间等等进行在线实时粉尘浓度监测，以及矿山及煤矿井下等特殊的工业工作环境粉尘浓度监测。然城市轨道交通场所的颗粒物浓度也需要进行在线检测，由于城市轨道交通场所人流量大，地面粉尘会扬起，地铁运行也会产生一些金属颗粒物，而这些颗粒物浓度过高会对人体会造成危害。而目前的粉尘浓度检测仪主要原理是采用光散射原理进行检测，如专利号为：201010294093.5的发明专利就公开了以光散射的原理检测粉尘浓度，光线遇到粉尘会出现反射，然后球面反射镜反射后由光电探测器(接收器)接收，将光信号转换成电信号，进而反应粉尘浓度的大小。粉尘浓度检测仪连接一个采样泵作为含尘气体的动力。然目前所使用的这种光散射原理的粉尘浓度检测仪的检测装置存在着以下缺点：1.现在使用的粉尘浓度检测仪表内部的球面反射镜经过长时间的使用后容易附着粉尘颗粒物，从而影响了球面反射镜的反射效果，继而影响检测结果的准确性；2.目前的仪表的检测装置的含尘气体的流动路线并不合理，含尘气体的流通通道较长且弯曲，这样造成粉尘容易附着在通道内，造成粉尘的检测结果不准确；3.目前的检测装置通过光散射的原理进行，光源产生的光进入到检测腔室中被粉尘散射后由接收器接收，而目前的检测腔室结构简单，仅仅为一个圆柱形的腔室，激光光源从左侧发射激光。激光后经过粉尘的一部分向上进入到光电探测器的检测范围，另一部分向下折射然后经过球面反射镜反射后再汇集到光电探测器的监测范围，然球面反射镜的反射光线要穿透粉尘流动的区域后才能被监测，这样反射后的光线又会被粉尘所遮挡，这样造成监测的结果不准确。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种粉尘浓度检测仪的检测装置，该检测装置可有效的保护进光凸透镜和出光凸透镜，避免粉尘附着在进光凸透镜和出光凸透镜的表面，同时也提高检测精度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种粉尘浓度检测仪的检测装置，包括下底板、腔室本体和上盖板，所述下底板和上盖板分别固定于腔室本体的上下端，所述腔室本体上设置有一个检测腔室，所述上盖板和下底板上分别设置有与检测腔室连通的上口和下口，所述下口位于上口的竖直正下方，所述上盖板上口处设置有粉尘导流套，该粉尘导流套设置有将粉尘竖直导流至检测腔室内的导流通道；所述腔室本体上设置有水平延伸的光发射通道和光接收通道，所述光发射通道和光接收通道均与检测腔室连通且相交成一夹角；所述光发射通道上安装有光源和进光凸透镜，所述光接收通道上安装有出光凸透镜和接收器，所述进光凸透镜和出光凸透镜相比光源和接收器更靠近检测腔室，所述腔室本体上设置有与光发射通道连通的第一喷吹通道，该第一喷吹通道对准进光凸透镜的靠近检测腔室的一侧表面，所述腔室本体上设置有与光接收通道连通的第二喷吹通道，该第二喷吹通道对准出光凸透镜的靠近检测腔室的一侧表面，所述上盖板上设置有用于与零气供应系统连通的第一管接头和第二管接头，第一管接头和第二管接头分别与第一喷吹通道和第二喷吹通道连通。

作为一种优选的方案，所述检测腔室为对称结构，该检测腔室包括相对于竖直对称面左右对称的左腔室和右腔室，所述导流通道的竖直中心线位于竖直对称面上，所述光发射通道与右腔室连通，光接收通道与左腔室连通。

作为一种优选的方案，所述左腔室一个顺次相连的第一左侧壁、第二左侧壁、第三左侧壁、第四左侧壁和第五左侧壁，所述第一左侧壁和第二左侧壁垂直，所述第二左侧壁与光接收通道的延伸方向垂直且与第三左侧壁的夹角为钝角，所述第三左侧壁和第四左侧壁垂直，第五左侧壁和第四左侧壁垂直且与第三左侧壁平行，所述右腔室的形状与左腔室形状对称且包括第一右侧壁、第二右侧壁、第三右侧壁、第四右侧壁和第五右左侧壁，第五左侧壁和第五右侧壁共面并相连，所述第一左侧壁和第一右侧壁的相连处设置有中间反射平面，该中间反射平面与竖直对称面垂直，所述第五左侧壁和第五右侧壁的相连处设置有中间反射凸起，该中间反射凸起上设置有左右对称设置的左中间反射斜面和右中间反射斜面，所述第二左侧壁和第二右侧壁上分别设置有相互左右对称的左侧反射凸起和右侧反射凸起，左侧反射凸起和右侧反射凸起的结构相同，且左侧反射凸起包括第一左侧平面和第二左侧平面，该第一左侧平面与光接收通道平行，第二左侧平面与第五左侧壁平行。

作为一种优选的方案，所述粉尘导流套可拆卸固定在上盖板上，所述导流通道由上而下顺次包括连接通道段、缩径通道段和导出通道段，所述缩径通道端的大径端与连接通道段连接，所述导出通道段与缩径通道段的小径端连接。

作为一种优选的方案，所述缩径通道段包括一次缩径通道段、过渡连接段和二次缩径通道段，所述一次缩径通道段的轴向轮廓线为圆弧收缩轮廓线，所述过渡连接段分别连接一次缩径通道段的小径端和二次缩径通道的大径端，所述二次缩径通道段为圆锥缩径通道段。

作为一种优选的方案，所述导出通道段的导出口向下延伸并伸入至检测腔室内。

作为一种优选的方案，所述腔室本体上设置有光强检测通道，该光强检测通道与光发射通道连通，该光强检测通道内可拆卸安装有光强检测传感器。

作为一种优选的方案，所述光接收通道内设置有安装台阶，所述出光凸透镜安装于光接收通道内并侧面与安装台阶定位接触，所述光接收通道内螺纹安装有顶压出光凸透镜另一侧的顶压螺套，光接收通道的尾端安装有接收器和屏蔽器。

作为一种优选的方案，所述腔室本体上还设置有用于校准检测装置的跨度校准装置。

作为一种优选的方案，所述跨度校准装置包括两种结构形式；一种跨度校准装置包括设置于腔室本体上的跨度校准通道，该跨度校准通道与光接受通道连通，该跨度校准通道内设置有可调节光强的跨度校准光源；

另一种跨度校准装置包括连通光发射通道和光接收通道之间的光导纤维，该光导纤维将光源发射的光线传导至光接收通道内的接收器，所述光导纤维上设置有光开关。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：1.腔室本体上设置有一个检测腔室，所述上盖板和下底板上分别设置有与检测腔室连通的上口和下口，所述下口位于上口的竖直正下方，所述上盖板上口处设置有粉尘导流套，含尘气体的流动动力为粉尘浓度检测仪的采样泵提供，这样含尘气体就直接从粉尘导流套竖直进入到检测腔室中，而后再从下口流出，粉尘的流动路线短，粉尘不易粘附，避免检测过程中粉尘的损失；2.所述腔室本体上设置有水平延伸的光发射通道和光接收通道，所述光发射通道和光接收通道均与检测腔室连通且相交成一夹角；所述光发射通道上安装有光源和进光凸透镜，所述光接收通道上安装有出光凸透镜和接收器，所述进光凸透镜和出光凸透镜相比光源和接收器更靠近检测腔室，这样光源发射光经过进光凸透镜分散到检测腔室内粉尘流动区域，从而光线分散方便光线覆盖整个粉尘流动区域；而同时，光线经过粉尘的折射后进入光接收通道中，再经过出光凸透镜的聚光，从而更方便接收器的光信号接收，这种检测方式不需要经过球面反射镜的反射，无需光线穿透粉尘区域，从而使检测的结果更精确；3.所述腔室本体上设置有与光发射通道连通的第一喷吹通道，该第一喷吹通道对准进光凸透镜的靠近检测腔室的一侧表面，所述腔室本体上设置有与光接收通道连通的第二喷吹通道，该第二喷吹通道对准出光凸透镜的靠近检测腔室的一侧表面，所述上盖板上设置有用于与零气供应系统连通的第一管接头和第二管接头，第一管接头和第二管接头分别与第一喷吹通道和第二喷吹通道连通，这样利用第一喷吹通道和第二喷吹通道可以对进光凸透镜和出光凸透镜进行喷吹，并且喷吹的气体为零气(不含粉尘的气体)这样就可避免粉尘粘附在进光凸透镜和出光凸透镜的表面，提高检测结果的准确性。

又由于所述左腔室一个顺次相连的第一左侧壁、第二左侧壁、第三左侧壁、第四左侧壁和第五左侧壁，所述第一左侧壁和第二左侧壁垂直，所述第二左侧壁与光接收通道的延伸方向垂直且与第三左侧壁的夹角为钝角，所述第三左侧壁和第四左侧壁垂直，第五左侧壁和第四左侧壁垂直且与第三左侧壁平行，所述右腔室的形状与左腔室形状对称且包括第一右侧壁、第二右侧壁、第三右侧壁、第四右侧壁和第五右左侧壁，第五左侧壁和第五右侧壁共面并相连，所述第一左侧壁和第一右侧壁的相连处设置有中间反射平面，该中间反射平面与竖直对称面垂直，所述第五左侧壁和第五右侧壁的相连处设置有中间反射凸起，该中间反射凸起上设置有左右对称设置的左中间反射斜面和右中间反射斜面，所述第二左侧壁和第二右侧壁上分别设置有相互左右对称的左侧反射凸起和右侧反射凸起，左侧反射凸起和右侧反射凸起的结构相同，且左侧反射凸起包括第一左侧平面和第二左侧平面，该第一左侧平面与光接收通道平行，第二左侧平面与第五左侧壁平行，因此，该检测腔室结构比较合理，利用中间反射凸起、左侧反射凸起、右侧反射凸起和中间反射平面将穿过粉尘的光线进行反射，光线通过上述的反射凸起和反射平面光强会逐渐减弱达到消光目的，同时经过反射后使不必要的光进入到左右对称的左腔室和右腔室以有效的形成光陷阱，避免未经粉尘散射的光也被接收器接收。

又由于所述粉尘导流套可拆卸固定在上盖板上，所述导流通道由上而下顺次包括连接通道段、缩径通道段和导出通道段，所述缩径通道端的大径端与连接通道段连接，所述导出通道段与缩径通道段的小径端连接，这样含尘气体经过缩径通道段后粉尘会浓缩，使粉尘分布更加均匀，然后通过导出通道段进入到检测腔室中，体积突然增大，这样粉尘在检测腔室的粉尘流动区域中流动逸散更加均匀，使检测结果更加准确，而利用连接通道段可以方便连接其他部件，例如粉尘切割器，从而可以选择性的检测不同粒径的粉尘浓度。

又由于所述缩径通道段包括一次缩径通道段、过渡连接段和二次缩径通道段，所述一次缩径通道段的轴向轮廓线为圆弧收缩轮廓线，所述过渡连接段分别连接一次缩径通道段的小径端和二次缩径通道的大径端，所述二次缩径通道段为圆锥缩径通道段，该缩径通道段不但方便成型，而且通过两次缩径可以使粉尘的浓缩效果更好，进而使粉尘的均匀性更好。

又由于所述导出通道段的导出口向下延伸并伸入至检测腔室内且位于光接收通道的上沿上方，这样导出通道段的粉尘与下口更近，含尘气体更容易从下口导出，使粉尘的检测结果更精确，避免粉尘在监测腔室中的扩散量，避免粉尘被二次反射。

又由于所述腔室本体上设置有光强检测通道，该光强检测通道与光发射通道连通，该光强检测通道内可拆卸安装有光强检测传感器，利用光强检测传感器可以检测光源的发光强度，进而可以调整光源的光强到一个合适值，方便接收器准确接收。

又由于所述光接收通道内设置有安装台阶，所述出光凸透镜安装于光接收通道内并侧面与安装台阶定位接触，所述光接收通道内螺纹安装有顶压出光凸透镜另一侧的顶压螺套，光接收通道的尾端安装有接收器和屏蔽器，该出光凸透镜的安装简单，并且利用屏蔽器可以使接收器的接收精度和准确度更高，避免外界信号干扰。

又由于所述跨度校准装置包括两种结构形式；一种跨度校准装置包括设置于腔室本体上的跨度校准通道，该跨度校准通道与光接受通道连通，该跨度校准通道内设置有可调节光强的跨度校准光源；另一种跨度校准装置包括连通光发射通道和光接收通道之间的光导纤维，该光导纤维将光源发射的光线传导至光接收通道内的接收器，所述光导纤维上设置有光开关，这样，利用这两种跨度校准装置可以检测接收器的灵敏度，通过调节跨度校准光源的光强再和绝接收器的接收光强对比，从而校准接收器在量程范围内各个值的灵敏度和准确度，当然另一种方案也可通过光导纤维将光发射通道内的光源传导至光接收通道中直接由接收器接收，并通过光开关进行开闭，在正常使用时光导纤维是关闭状态，只有需要进行跨度校准才打开，同样可以实现接收器量程范围内各个值的灵敏度和准确度的校准。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的另一个角度的立体结构示意图；

图3是本发明实施例的带局部剖的俯视图；

图4是图3在a-a处的旋转剖视图；

图5是腔室本体的立体图；

图6是腔室本体的俯视图；

图7是本发明实施例的带一种结构的跨度校准装置的俯视图；

图8是本发明实施例的带另一种结构的跨度校准装置的俯视图；

附图中：1.下底板；2.腔室本体；211.第一左侧壁；212.第二左侧壁；213.第三左侧壁；214.第四左侧壁；215.第五左侧壁；216.中间反射凸起；217.左侧反射凸起；218.中间反射平面；221.第一右侧壁；222.第二右侧壁；223.第三右侧壁；224.第四右侧壁；225.第五右左侧壁；226.右侧反射凸起；3.上盖板；4.粉尘导流套；5.第一管接头；6.第二管接头；7.屏蔽器；8.光强检测传感器；9.光强检测通道；10.光发射通道；11.光源；12.进光凸透镜；13.检测腔室；14.光接收通道；15.出光凸透镜；16.顶压螺套；17.接收器；18.第二喷吹通道；19.第一喷吹通道；20.跨度校准通道；21.跨度校准光源；22.光导纤维；23.光开关。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明提到的左右是以腔室本体2按照图6的摆放方式确定的。

如图1至图6所示，一种粉尘浓度检测仪的检测装置，包括下底板1、腔室本体2和上盖板3，下底板1、腔室本体2和上盖板3均为金属材质；所述下底板1和上盖板3分别通过螺钉固定于腔室本体2的上下端，所述腔室本体2上设置有一个检测腔室13，所述上盖板3和下底板1上分别设置有与检测腔室13连通的上口和下口，所述下口位于上口的竖直正下方，所述上盖板3上口处设置有粉尘导流套4，该粉尘导流套4设置有将粉尘竖直导流至检测腔室13内的导流通道；粉尘浓度检测仪的下口是与采样泵的抽吸口连通，采样泵产生抽吸力使含尘气体从粉尘导流套4进入到检测腔室13内。

所述腔室本体2上设置有水平延伸的光发射通道10和光接收通道14，所述光发射通道10和光接收通道14均与检测腔室13连通且相交成一夹角；本实施例优选的该夹角为100-110°；所述光发射通道10上安装有光源11和进光凸透镜12，所述光接收通道14上安装有出光凸透镜15和接收器17，所述进光凸透镜12和出光凸透镜15相比光源11和接收器17更靠近检测腔室13，接收器17为粉尘浓度检测仪中常用的光电转换器件，采用光电二极管即可，如专利号为201010294093.5中公开的光电探测器。光源11近似为点光源11，采用激光光源11，因此，进光凸透镜12是将点光源11产生的光线扩散，使扩散后的光线覆盖整个粉尘流动区域，该粉尘流动区域实则为导流通道和下口之间的竖直流动区域。而经过粉尘散射后的光线通过出光凸透镜15聚集，这样更加方便接收器17准确接受。这种检测方式相对201010294093.5的方式误差更小，准确度更高。

如图1、图4所示，所述腔室本体2上设置有与光发射通道10连通的第一喷吹通道19，该第一喷吹通道19对准进光凸透镜12的靠近检测腔室13的一侧表面，所述腔室本体2上设置有与光接收通道14连通的第二喷吹通道18，该第二喷吹通道18对准出光凸透镜15的靠近检测腔室13的一侧表面，所述上盖板3上设置有用于与零气供应系统连通的第一管接头5和第二管接头6，第一管接头5和第二管接头6分别与第一喷吹通道19和第二喷吹通道18连通。在实际使用中，零气供应系统可以为粉尘浓度检测仪的采样泵排除的气体，粉尘浓度检测仪下口流出的粉尘可通过滤膜过滤后就形成了零气，采样泵可将一部分的零气送入第一管接头5和第二管接头6。当然，该零气供应系统也可为单独的供应系统。

如图5和图6所示，所述检测腔室13为对称结构，该检测腔室13包括相对于竖直对称面左右对称的左腔室和右腔室，所述导流通道的竖直中心线位于竖直对称面上，所述光发射通道10与右腔室连通，光接收通道14与左腔室连通。所述左腔室一个顺次相连的第一左侧壁211、第二左侧壁212、第三左侧壁213、第四左侧壁214和第五左侧壁215，所述第一左侧壁211和第二左侧壁212垂直，所述第二左侧壁212与光接收通道14的延伸方向垂直且与第三左侧壁213的夹角为钝角，所述第三左侧壁213和第四左侧壁214垂直，第五左侧壁215和第四左侧壁214垂直且与第三左侧壁213平行，所述右腔室的形状与左腔室形状对称且包括第一右侧壁221、第二右侧壁222、第三右侧壁223、第四右侧壁224和第五右左侧壁225，第五左侧壁215和第五右侧壁共面并相连，所述第一左侧壁211和第一右侧壁221的相连处设置有中间反射平面218，该中间反射平面218与竖直对称面垂直，所述第五左侧壁215和第五右侧壁的相连处设置有中间反射凸起216，该中间反射凸起216上设置有左右对称设置的左中间反射斜面和右中间反射斜面，所述第二左侧壁212和第二右侧壁222上分别设置有相互左右对称的左侧反射凸起217和右侧反射凸起226，左侧反射凸起217和右侧反射凸起226的结构相同，且左侧反射凸起217包括第一左侧平面和第二左侧平面，该第一左侧平面与光接收通道14平行，第二左侧平面与第五左侧壁215平行。

所述粉尘导流套4可拆卸固定在上盖板3上，所述导流通道由上而下顺次包括连接通道段、缩径通道段和导出通道段，所述缩径通道端的大径端与连接通道段连接，所述导出通道段与缩径通道段的小径端连接。所述缩径通道段包括一次缩径通道段、过渡连接段和二次缩径通道段，所述一次缩径通道段的轴向轮廓线为圆弧收缩轮廓线，所述过渡连接段分别连接一次缩径通道段的小径端和二次缩径通道的大径端，所述二次缩径通道段为圆锥缩径通道段。所述导出通道段的导出口向下延伸并伸入至检测腔室13内。而下口上安装有一个出气嘴，出气嘴也向上伸入检测腔室13内，这样缩短粉尘流通的路径，进一步避免粉尘逸散。

所述腔室本体2上设置有光强检测通道9，该光强检测通道9与光发射通道10连通，该光强检测通道9内可拆卸安装有光强检测传感器8。所述光接收通道14内设置有安装台阶，所述出光凸透镜15安装于光接收通道14内并侧面与安装台阶定位接触，所述光接收通道14内螺纹安装有顶压出光凸透镜15另一侧的顶压螺套16，光接收通道14的尾端安装有接收器17和屏蔽器7。同样，进光凸透镜12也采用同样的安装方式安装有光发射通道10内。

在如图7和图8所示，图7和图8在图3的基础上增加了跨度校准装置，用来检测接收器在量程范围内各个值的灵敏度。所述腔室本体上还设置有用于校准检测装置的跨度校准装置。

如图7所示，所述跨度校准装置包括两种结构形式；一种跨度校准装置包括设置于腔室本体上的跨度校准通道20，该跨度校准通道20内设置有可调节光强的跨度校准光源21；在进行跨度校准时，直接打开跨度校准光源21，关闭光发射通道内的光源，这样跨度校准光源21发出不同强度的光强，并由接收器接收不同强度的光强，由于该光线传播并未被粉尘干扰，因此，可以对接收器在量程内进行灵敏度和准确度的校准。

同理，如图8所示，另一种跨度校准装置包括连通光发射通道和光接收通道之间的光导纤维22，该光导纤维22将光源发射的光线传导至光接收通道内的接收器，所述光导纤维22上设置有光开关23。该结构使用利用光源，将光源产生的光线通过光导纤维22倒入光接收通道内并被接收器接收，同样可实现跨度校准。

本发明中的粉尘监测原理与专利号为201010294093.5的原理相同，都是采用光反射将光信号转化为电信号，进而反应出粉尘浓度，这也为目前常用的粉尘浓度在线检测的原理，本申请中就不详细描述。

以上所述实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，不作为对本发明范围的限定，在不脱离本发明设计精神的基础上，对本发明技术方案作出的各种变形和改造，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。