基于光学的无动力粉尘检测系统和装置的制作方法

本实用新型涉及机电一体化控制领域，尤其涉及一种基于光学的无动力粉尘检测系统和装置。

背景技术：

粉尘浓度检测在矿山工业领域应用非常广泛，基于光学的粉尘浓度传感器和检测仪由于直读式和可适应各种复杂的环境中而日益得到重视。虽然这些设备已被广泛的应用，但仍然存在一些不足。

一是目前国内使用的粉尘检测仪器，无论是采样器，直读仪，还是粉尘浓度传感器，大多需要动力产生取样气流，实现取样和测量。对于粉尘测量的仪器，动力系统不仅增加了仪器的体积和重量，使结构更复杂，而且在使用过程中气路容易被粉尘污染和堵塞，影响测量，甚至是设备无法工作；

二是粉尘测量的结果易受被测环境的风速等参数影响；

三是多数此类传感器和检测仪功耗高，测量精度低，可靠性差；

这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于光学的无动力粉尘检测系统和装置。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种基于光学的无动力粉尘检测系统，包括：激光头6、光路导管2、通风腔室、光学陷阱7；

激光头6安装在粉尘检测组件的左侧，通风腔室一侧与激光头6之间通过光路导管2连接，通风腔室另一侧设置光学陷阱7，光学陷阱7用于接收激光头6发射的激光光束，激光头6、光路导管2、通风腔室和光学陷阱7设置在同一直线上。

上述技术方案的有益效果为：通过激光头在腔室内检测粉尘，该结构设计简单，检测精度高。

所述的基于光学的无动力粉尘检测系统，优选的，所述粉尘检测组件包括：激光二极管座3、聚光表支座4；

所述激光二极管座3为中空结构，激光二极管座一端安装激光头6，在激光二极管座3的中空结构中安装聚光表支座4，所述聚光表支座4为中空结构，聚光表支座4外径和激光二极管座3的中空结构的内径过盈接触，在聚光表支座4外径和激光二极管座3的中空结构的内径之间安装稳固套，使聚光表支座4外径和激光二极管座3的中空结构的内径安装完成后不产生松动，在聚光表支座4左侧为激光头6前端的激光二极管，在聚光表支座4右侧套接光路导管2，光路导管2为“十”字形，与聚光表支座4的凹槽卡接。

上述技术方案的有益效果为：光路导管的形状便于卡在聚光表支座上，稳定可靠不易晃动，通过远端激光头进行测量操作。

所述的基于光学的无动力粉尘检测系统，优选的，还包括密封盖5和紧定螺钉12；

激光二极管座3的中空结构的中部设置卡槽式过孔，将激光头6卡接在卡槽式过孔中，在激光二极管座3外侧安装密封盖5，所述密封盖5的外螺纹与激光二极管座3的内螺纹相配合，从而拧紧密封盖5，激光二极管座3外部为锥形，在激光二极管座3的管体设置紧定螺钉12，所述紧定螺钉12穿过激光二极管座3拧紧在聚光表支座4上。

上述技术方案的有益效果为：通过密封盖防止外界异物干扰检测，方便实用。

所述的基于光学的无动力粉尘检测系统，优选的，还包括：检测座1、硅光电池8和滤光片9；

在检测座1座体上开设通风腔室，所述通风腔室两侧贯通，在检测座1的通风腔室轴向开设孔隙安装滤光片9，滤光片9靠近检测座1外壁安装硅光电池8，硅光电池8与滤光片9相贴合，硅光电池8通过传输导线连接供电电池14。

所述的基于光学的无动力粉尘检测系统，优选的，还包括O型密封圈10和沉头螺钉11；

聚光表支座4外侧设置基台，聚光表支座4的基台通过若干沉头螺钉11与检测座1相固定，在靠近光路导管2的外围安装O型密封圈10，将O型密封圈10压合在聚光表支座4和检测座1之间。

本实用新型还公开一种便携式粉尘检测装置，包括：粉尘检测组件、控制面板、检测外壳、供电电池14；

检测外壳为中空设置，检测外壳分为组件安装部和检测机身，组件安装部和检测机身呈“T”型，检测机身内部安装供电电池14，组件安装部内部安装粉尘检测组件，在组件安装部外部一侧安装控制面板，在组件安装部外部另一侧开设通气孔19，通气孔19与粉尘检测组件相配合检测粉尘浓度。

所述的便携式粉尘检测装置，优选的，还包括伸缩插头13、电路板15、电源开关16和光学陷阱出口17；

伸缩插头13电源线连接供电电池14电源端，所述电路板14安装在检测机身内部的手持部位，在检测机身的手持部位上端设置电源开关16，电源开关16设置在食指能够直接触碰到的位置，粉尘检测组件的光学陷阱位置设置光学陷阱出口17。

所述的便携式粉尘检测装置，优选的，所述组件安装部的通气孔19位置为椭圆形双层设置，在椭圆形双层处设置小于椭圆形的防尘盖18，所述防尘盖18在椭圆形的通气孔19处往复运动；

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型针对现有技术提到的三点不足，采用特别设计的无动力光学测试机构，使得仪器体积减小、重量减轻、结构简单、气路不易被污染、功耗大大降低。另外，通过对无动力测试机构的补偿算法的研究，提高了粉尘检测仪的检测精度和可靠性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型粉尘测量系统结构示意图；

图2是本实用新型粉尘测量系统结构A-A剖视图；

图3是本实用新型粉尘测量系统结构侧视图；

图4是本实用新型粉尘测量系统结构安装布置图；

图5是本实用新型粉尘测量系统结构外部示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1-5所示，本实用新型提供了一种基于光学的无动力粉尘检测系统，包括：激光头6、光路导管2、通风腔室、光学陷阱7；

激光头6安装在粉尘检测组件的左侧，通风腔室一侧与激光头6之间通过光路导管2连接，通风腔室另一侧设置光学陷阱7，光学陷阱7用于接收激光头6发射的激光光束，激光头6、光路导管2、通风腔室和光学陷阱7设置在同一直线上。

所述的基于光学的无动力粉尘检测系统，优选的，所述粉尘检测组件包括：激光二极管座3、聚光表支座4；

所述激光二极管座3为中空结构，激光二极管座一端安装激光头6，在激光二极管座3的中空结构中安装聚光表支座4，所述聚光表支座4为中空结构，聚光表支座4外径和激光二极管座3的中空结构的内径过盈接触，在聚光表支座4外径和激光二极管座3的中空结构的内径之间安装稳固套，使聚光表支座4外径和激光二极管座3的中空结构的内径安装完成后不产生松动，在聚光表支座4左侧为激光头6前端的激光二极管，在聚光表支座4右侧套接光路导管2，光路导管2为“十”字形，与聚光表支座4的凹槽卡接。

所述的基于光学的无动力粉尘检测系统，优选的，还包括密封盖5和紧定螺钉12；

激光二极管座3的中空结构的中部设置卡槽式过孔，将激光头6卡接在卡槽式过孔中，在激光二极管座3外侧安装密封盖5，所述密封盖5的外螺纹与激光二极管座3的内螺纹相配合，从而拧紧密封盖5，激光二极管座3外部为锥形，在激光二极管座3的管体设置紧定螺钉12，所述紧定螺钉12穿过激光二极管座3拧紧在聚光表支座4上。

所述的基于光学的无动力粉尘检测系统，优选的，还包括：检测座1、硅光电池8和滤光片9；

在检测座1座体上开设通风腔室，所述通风腔室两侧贯通，在检测座1的通风腔室轴向开设孔隙安装滤光片9，滤光片9靠近检测座1外壁安装硅光电池8，硅光电池8与滤光片9相贴合，硅光电池8通过传输导线连接供电电池14。

所述的基于光学的无动力粉尘检测系统，优选的，还包括O型密封圈10和沉头螺钉11；

聚光表支座4外侧设置基台，聚光表支座4的基台通过若干沉头螺钉11与检测座1相固定，在靠近光路导管2的外围安装O型密封圈10，将O型密封圈10压合在聚光表支座4和检测座1之间。

本实用新型还公开一种便携式粉尘检测装置，包括：粉尘检测组件、控制面板、检测外壳、供电电池14；

检测外壳为中空设置，检测外壳分为组件安装部和检测机身，组件安装部和检测机身呈“T”型，检测机身内部安装供电电池14，组件安装部内部安装粉尘检测组件，在组件安装部外部一侧安装控制面板，在组件安装部外部另一侧开设通气孔19，通气孔19与粉尘检测组件相配合检测粉尘浓度。

所述的便携式粉尘检测装置，优选的，还包括伸缩插头13、电路板15、电源开关16和光学陷阱出口17；

伸缩插头13电源线连接供电电池14电源端，所述电路板14安装在检测机身内部的手持部位，在检测机身的手持部位上端设置电源开关16，电源开关16设置在食指能够直接触碰到的位置，粉尘检测组件的光学陷阱位置设置光学陷阱出口17。

所述的便携式粉尘检测装置，优选的，所述组件安装部的通气孔19位置为椭圆形双层设置，在椭圆形双层处设置小于椭圆形的防尘盖18，所述防尘盖18在椭圆形的通气孔19处往复运动；

所述检测机身的手持部位为人体工程学波浪形状，方便用户握持。

安装激光头6的位置定义为粉尘检测组件的左侧，安装光学陷阱7的位置定义为粉尘检测组件的右侧。在激光头6一侧定义为聚光表支座4左侧，另一侧定义为聚光表支座4右侧。

通风腔室为圆形或者方形。

在通风腔室设置超声波风速仪，检测风速，超声波风速仪信号发送端连接电路板的信号接收端，通过风速模型进行计算。

图2当粉尘通过光学传感器的光敏区时，粉尘颗粒会散射入射的激光，在采光角方向放置一块旋转球面反射镜收集粉尘的散射光，再利用光电探测器将球面反射镜反射的散射光转换成电信号，经前置放大、后续电路处理得到与粉尘颗粒散射光强相关的电压信号，然后通过对电压信号的数据处理和计算，就可以得出粉尘的质量浓度值。

无动力光学测试机构

鉴于此，本实用新型采用特别设计的无动力光学测试机构，解决了传统的粉尘检测仪器有动力抽气采样存在的缺陷问题，实现了检测仪器的体积减小、重量减轻、结构简单和污染问题减轻等。其机构如图2所示。

无动力光学测试机构包括粉尘无动力气路、激光管、光陷阱、硅光二极管和风速传感器等几部分。

其中粉尘无动力气路是一个直径较大的通孔，较大的直径使整个机构不易被污染；而光学接收器件硅光二极管和风速传感器位于无动力气路下方，当粉尘进入之后就发生光散射从而来测量器实时粉尘浓度。整个光学无动力测试机构，以无动力气路为中心，在气路的下方、左方和右方分别安放了硅光二极管、激光管和光陷阱。其气路采用大直径的简单通孔，大大降低了粉尘对整个机构的污染；即使有污染亦可用工具直接进行清理，使得清洁维护简单易行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。