專利名稱：直射式激光自動(dòng)監(jiān)測(cè)煙道中煙塵的裝置的光路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光檢測(cè)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種直射式激光自動(dòng)監(jiān)測(cè)煙道中煙塵的裝置的光路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，煙囪排放大量的有害氣體的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵顆粒，對(duì)環(huán)境造成污染，因此，必須監(jiān)測(cè)煙囪中固體顆粒物即被測(cè)物煙塵的含量，其測(cè)量系統(tǒng)是根據(jù)透過率原理，光源發(fā)出的光經(jīng)系統(tǒng)被測(cè)物被煙塵衰減，通過測(cè)量未衰減光強(qiáng)與衰減后光強(qiáng)，我們可以求得煙塵的濃度，原理雖然簡(jiǎn)單，然而在已有技術(shù)的儀器中，在光源發(fā)射裝置內(nèi)，就使用了一個(gè)普通發(fā)光二極管LED和三個(gè)光電探測(cè)器，第一個(gè)作為光強(qiáng)監(jiān)測(cè)用，第二個(gè)是作未經(jīng)被測(cè)物衰減的光電探測(cè)器，第三個(gè)是被衰減的光電探測(cè)器，為了這三個(gè)光電探測(cè)器正常工作，還在裝置中設(shè)置了三個(gè)半透半反鏡，以及采用反射結(jié)構(gòu)必須的角反射器。該光路具有如下缺點(diǎn)1、光源采用普通發(fā)光二極管LED光源，平行度不高，而且需要增加一個(gè)光電探測(cè)器以監(jiān)測(cè)發(fā)射光強(qiáng)的變化。
2、光源與光電探測(cè)器同在一個(gè)箱體內(nèi)，還有三個(gè)半透半反鏡，后相散射光不可避免，一旦被三個(gè)不同位置的光電探測(cè)器接收，定會(huì)引起測(cè)量誤差。
3、多探測(cè)器、多光學(xué)鏡片和角反射器的安裝增加了成本和儀器的復(fù)雜性。
4、在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，為了去除在煙道中排放氣體的大量硫化物、氮氧化物等有害物質(zhì)，必須安裝噴淋設(shè)備，而且煙道中的溫度一般高達(dá)100度以上，因此，必然充滿了大量的水蒸氣，而水蒸氣在很多光波長(zhǎng)上有非常顯著的吸收作用，因此用普通發(fā)光二極管發(fā)出的可見光對(duì)水蒸氣的吸收難以避免。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、光源發(fā)射效果好，對(duì)煙塵被測(cè)物選擇性好，不受水蒸氣影響的煙道中煙塵的自監(jiān)測(cè)裝置的光路結(jié)構(gòu)，采用直射式光學(xué)結(jié)構(gòu)，即在煙道中煙塵被測(cè)物后面設(shè)有光電探測(cè)器，二極管激光器發(fā)出的光束會(huì)聚在擴(kuò)束鏡上，使光束更加平行發(fā)射出去，經(jīng)煙塵路徑后到達(dá)光電探測(cè)器。
一種直射式激光自動(dòng)監(jiān)測(cè)煙道中煙塵的裝置的光路結(jié)構(gòu)，包括有光電探測(cè)器，其特征在于光路的同一光軸線上安裝有紅外二極管激光器、擴(kuò)束鏡、和光電探測(cè)器，煙塵被測(cè)物在擴(kuò)束鏡與光電探測(cè)器的光束路徑中間，紅外二極管激光器發(fā)出的光束會(huì)聚到擴(kuò)束鏡上，經(jīng)煙塵路徑后，到達(dá)光電探測(cè)器。
所述的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的二極管激光器光源為650nm光波的紅外二極管激光器。
所用的二極管激光器是選用650nm光波的紅外二極管激光器，在650nm光波的紅外二極管激光器對(duì)水汽吸收截面應(yīng)為10的負(fù)24次方的量級(jí)，與其它成份的吸收作用相比顯然可以忽略不計(jì)，而且650nm光波的紅外二極管激光器價(jià)格相對(duì)較低。
本實(shí)用新型所述的紅外二極管激光器還具有自帶光強(qiáng)監(jiān)測(cè)功能，即該光源自身具有一路光強(qiáng)監(jiān)測(cè)功能、一路發(fā)射，這樣就可以減少光路上器件的數(shù)量，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。
本實(shí)用新型的效果本實(shí)用新型是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，光源發(fā)射效率高，對(duì)煙塵被測(cè)物選擇性好，不受水蒸氣影響的光路結(jié)構(gòu)。


圖1是已有技術(shù)的反射式煙道中煙塵的檢測(cè)裝置光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見附圖1、2，其中，1、普通發(fā)光二極管光源，2、4、5、半透半反鏡，3、光強(qiáng)監(jiān)測(cè)光電探測(cè)器，6、未衰減光電探測(cè)器，7、被測(cè)物，即煙道中的煙塵，8、角反射鏡，9、被煙塵衰減的光電探測(cè)器，10、自帶光強(qiáng)監(jiān)測(cè)的紅外二極管激光器，11、擴(kuò)束鏡。
參見圖1，已有技術(shù)的光路分三路A，普通發(fā)光二極管光源1經(jīng)半透半反鏡2反射到光電探測(cè)器3，作為光強(qiáng)監(jiān)測(cè)。
B，經(jīng)鏡2透射到鏡4反射到鏡5，又反射到光電探測(cè)器6作為未經(jīng)被測(cè)物7衰減的比較信號(hào)。
C，經(jīng)鏡4透射發(fā)射出去經(jīng)被測(cè)物7和角反射鏡8再經(jīng)被測(cè)物7，反回到鏡4后反射到光電探測(cè)器9，光電探測(cè)器9所測(cè)的信號(hào)為被衰減信號(hào)。最后經(jīng)計(jì)算機(jī)給出測(cè)量結(jié)果。
本裝置如圖2，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光源采用650nm的紅外二極管激光器10，650nm波段對(duì)水蒸氣的吸收，幾乎不受影響，或忽略不計(jì)，而且這一波段的紅外二極管激光器相對(duì)價(jià)格便宜，并自帶一路光強(qiáng)監(jiān)測(cè)功能，另一路發(fā)射，在光路中使用擴(kuò)束鏡11，進(jìn)一步提高了光束的平行度。使用紅外二極管激光器10，擴(kuò)束鏡11和光電探測(cè)器9并在同一光軸線上，是直射式光學(xué)結(jié)構(gòu)，所測(cè)量的煙道中的煙塵被測(cè)物7是在擴(kuò)束鏡11和光電探測(cè)器9的光束路徑上。
這種結(jié)構(gòu)，仍自帶光強(qiáng)監(jiān)測(cè)光強(qiáng)功能的紅外二極管激光器可以將自動(dòng)監(jiān)測(cè)光強(qiáng)的光電探測(cè)器取代未衰減的光電探測(cè)器和原光強(qiáng)監(jiān)測(cè)的光電探測(cè)器，相應(yīng)的也去掉了半透半反鏡，本光電探測(cè)器又遠(yuǎn)離光源消除了后相散射的影響。
由于采用了直射式結(jié)構(gòu)省去了角反射鏡也免去了角反射鏡的安裝和相應(yīng)的凈化設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種直射式激光自動(dòng)監(jiān)測(cè)煙道中煙塵的裝置的光路結(jié)構(gòu)，包括有光電探測(cè)器，其特征在于光路的同一光軸線上安裝有紅外二極管激光器、擴(kuò)束鏡、和光電探測(cè)器，煙塵被測(cè)物在擴(kuò)束鏡與光電探測(cè)器的光束路徑中間，紅外二極管激光器發(fā)出的光束會(huì)聚到擴(kuò)束鏡上，經(jīng)煙塵路徑后，到達(dá)光電探測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的二極管激光器光源為650nm光波的紅外二極管激光器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種直射式激光自動(dòng)監(jiān)測(cè)煙道中煙塵的裝置的光路結(jié)構(gòu)，包括有光電探測(cè)器，其特征在于光路的同一光軸線上安裝有紅外二極管激光器、擴(kuò)束鏡、和光電探測(cè)器，煙塵被測(cè)物在擴(kuò)束鏡與光電探測(cè)器的光束路徑中間，紅外二極管激光器發(fā)出的光束會(huì)聚到擴(kuò)束鏡上，經(jīng)煙塵路徑后，到達(dá)光電探測(cè)器。本實(shí)用新型是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，光源發(fā)射效率高，對(duì)煙塵被測(cè)物選擇性好，不受水蒸氣影響，自動(dòng)監(jiān)測(cè)煙道中煙塵的裝置的光路結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G01N21/53GK2762113SQ0321960
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月23日
發(fā)明者鄭歆明, 陸亦懷, 魏慶農(nóng), 方武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所