一种原位监测气溶胶浓度动态变化的装置的制作方法

本实用新型涉及粒子浓度传感器，特别涉及一种原位监测气溶胶浓度动态变化的装置。

背景技术：

人造气溶胶可用于产生遮蔽烟幕、催泪瓦斯以及对灭火、空气净化等方面的研究，还可以利用气溶胶的高分散性将催化剂制成气溶胶用于催化反应，以上均需要对气溶胶的沉降行为进行研究，以便优化生成稳定气溶胶的条件。同时空气中产生的大量气溶胶灰尘影响空气质量，一些特殊的生产工厂，如煤场、面粉厂等均需要对气溶胶浓度进行实时监测。

弹性光散射测量法具有速度快、灵敏度高等特点，是监测气溶胶粒子浓度的主要方法之一。气体中的粒子在光的照射下会发生散射，气溶胶对光的衰减系数与粒子数量浓度或质量浓度成正比。根据Lambert-Beer定律给出公式，透过气溶胶的光强度与衰减系数呈严格的负相关关系。从而只要测量透过气溶胶的光强度变化，即可获知气溶胶浓度变化情况。

目前测量气溶胶浓度的设备往往需要复杂的光学结构实现散射光信号的收集，并且需要采样泵将气溶胶吸入腔体进行测量，改变了原气溶胶环境，对于需要连续观测反应容器内气溶胶浓度变化的研究人员来说，实用性较差。而且由于采用了复杂的光路结构，对光学零件与机械零件的加工精度要求高，大大增加了制造成本，对于只需粗略掌握气溶胶浓度变化情况的人员来说，经济成本不合算。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服在先技术的不足，提供原位监测气溶胶浓度动态变化的装置，该装置可以实现在无需采样的情况下对气溶胶粒子浓度的变化情况进行连续动态监测。

为实现以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种原位监测气溶胶浓度动态变化的装置，其特征在于：包括光源、光电转换器、电信号显示器、透明反应容器以及遮粉筒；

所述光源的发出光线经过所述透明反应容器照射到所述光电转换器上，所述光电转换器的光敏面正对所述光源，并与所述光源延长线方向垂直，所述光电转换器将所接收的光信号转为电信号并经导线传输到所述电信号显示器上。

进一步地，所述光源为连续式激光光源。

进一步地，所述光电转换器的光敏面面积大于所述光源的光束截面积。

进一步地，所述光电转换器光敏面上设有遮光筒，用于屏蔽外界光线的干扰。

与已有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的装置结构简单，便于组装，可集成到其他设备上使用，比如可接蜂鸣器做成气溶胶浓度超标报警器。

成本低廉，对于仅需获知气溶胶浓度变化情况的场合，可显著降低成本。

使用操作方便，该装置可以通过以已知浓度的气溶胶进行预先校准，用于观测气溶胶浓度的相对变化情况。对于人造气溶胶，在研究其沉降行为时，可通过观测气溶胶浓度下降的快慢，来调整实验条件，产生悬浮稳定性更好的气溶胶。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为图1所示的本实用新型中透明反应容器沿光路方向剖面图；

图中1光源，2光电转换器，3电信号显示器，4遮光筒，5透明反应容器， 6光源支架，7固定台，8遮粉筒。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出的仅仅是本实用新型的一种实施例，但是本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

如图1、2所示，本实用新型优选地选择输出波长为650nm、输出功率为5mW 的激光发射管作为光源1，并配备光源支架6。

优选地，选择光敏面为直径10mm圆面、峰值波长为650nm的硅光电二极管作为光电转换器2。

优选地，选择数显万用表作为电信号显示器3。

按照示意图组装，将激光平行穿过透明反应容器5。将两个合适大小的遮粉筒8沿光路方向相对粘接于所述透明反应容器5内侧壁，以免气溶胶吸附所述透明反应容器5后造成误差。将所述光电转换器2固定于固定台7，光敏面垂直正对激光光源1，将遮光筒4固定于所述光电转换器2光敏面一圈(以不遮挡光路为佳)用于阻挡外界光线干扰，将光电转换器2与所述电信号显示器3相连。调节所述电信号显示器3至适当电流档位，记录示数，通过一定方式在所述透明反应容器5内产生气溶胶，选择间隔时间记录示数变化，即知气溶胶浓度变化情况。

本实用新型的原理是：将一束激光通过一定浓度的气溶胶后到达光电转换器2光敏面，光电转换器2将接收的光信号转换为电信号，通过导线连接的电信号显示器3将电信号显示为可读形式。当气溶胶浓度发生改变时，穿过气溶胶的光强度也会相应变化，在电信号显示器3上形成一条曲线或一组动态数据，从而可以获知气溶胶浓度变化情况。气溶胶可以是自由弥散在空气中的气溶胶，也可以是实验研究中透明反应容器5中的气溶胶。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型这一实施例技术方案的精神和范围。