同時檢測顆粒物和氣體的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光電分析，特別涉及環(huán)境中氣體和顆粒物的同時檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些工業(yè)生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的粉塵極易發(fā)生爆炸燃燒事故。國內(nèi)外研宄成果表明，導(dǎo)致粉塵爆炸的條件一般有三點:(I)可燃性粉塵以適當(dāng)?shù)臐舛仍诳諝庵袘腋?，形成人們常說的粉塵云；(2)有充足的氧化劑，主要是環(huán)境中的氧氣；(3)出現(xiàn)火源或者強烈振動與摩擦導(dǎo)致的發(fā)熱或放電現(xiàn)象。通常認(rèn)為，易爆粉塵只要滿足條件(I)和條件(2)，就意味著現(xiàn)場具備了可能發(fā)生事故的條件。而如果環(huán)境中還包含有大量可燃?xì)怏w，那么爆炸出現(xiàn)的幾率和造成的后果將更加嚴(yán)重。
[0003]按國家和地方的安全生產(chǎn)要求，在容易出現(xiàn)粉塵爆炸隱患的工業(yè)現(xiàn)場都要求安裝有各種類型的傳感器，包括粉塵傳感器，氧氣傳感器，以及甲烷、一氧化碳等有毒、可燃?xì)怏w傳感器。
[0004]現(xiàn)場應(yīng)用的粉塵傳感器主要基于光散射方法，是一種本安型的檢測技術(shù)。氧氣傳感器目前可以采用電化學(xué)傳感器、半導(dǎo)體金屬氧化物傳感器和基于TDLAS的激光傳感器。而對于甲烷、一氧化碳、硫化氫等有毒、可燃?xì)怏w的檢測，目前主要有催化燃燒式傳感器，半導(dǎo)體金屬氧化物傳感器，NDIR紅外吸收式傳感器。
[0005]對于電化學(xué)傳感器、半導(dǎo)體金屬氧化物傳感器、催化燃燒式傳感器。它們大多具有體積小，成本低，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢。但是它們的工作原理使得在一些情況下采用這些技術(shù)的設(shè)備很難做到本質(zhì)安全型。對環(huán)境條件影響(如溫度、濕度)的免疫性也比較差。靈敏度較低，但在高濃度下又容易出現(xiàn)傳感器中毒。尤其是如果設(shè)備長期工作在粉塵環(huán)境中，氣體過濾網(wǎng)極易堵塞，導(dǎo)致檢測靈敏度的大幅下降甚至失效，勢必需要頻繁的維護(hù)保養(yǎng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本的同時檢測顆粒物和氣體的裝置。
[0007]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]一種同時檢測顆粒物和氣體的裝置，所述裝置包括:
[0009]僅有一個光源，所述光源發(fā)出的測量光的波長對應(yīng)待測氣體的吸收譜線；
[0010]第一探測器，所述第一探測器用于將穿過待測環(huán)境的測量光轉(zhuǎn)換為第一電信號，并傳送到分析模塊；
[0011]第二探測器，所述第二探測器設(shè)置在測量光的側(cè)部，用于將測量光在待測環(huán)境內(nèi)的散射光轉(zhuǎn)換為第二電信號，并傳送到所述分析模塊；
[0012]分析模塊，所述分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述第一電信號，從而獲得待測氣體的含量；并根據(jù)散射技術(shù)處理所述第二電信號，從而獲知所述待測環(huán)境中顆粒物的含量。
[0013]根據(jù)上述的裝置，可選地，所述裝置進(jìn)一步包括:
[0014]第一會聚部件，所述第一會聚部件用于會聚所述測量光。
[0015]根據(jù)上述的裝置，優(yōu)選地，所述第二探測器設(shè)置在會聚光的焦點的側(cè)部。
[0016]根據(jù)上述的裝置，可選地，所述裝置進(jìn)一步包括:
[0017]第二會聚部件，所述第二會聚部件用于會聚經(jīng)過第一會聚部件后的測量光。
[0018]根據(jù)上述的裝置，可選地，所述裝置進(jìn)一步包括:
[0019]反射體，穿過所述第二會聚部件的測量光被所述反射體反射后再次穿過所述第二會聚部件，最后被所述第一探測器接收。
[0020]根據(jù)上述的裝置，優(yōu)選地，所述反射體是墻體或反射鏡。
[0021]根據(jù)上述的裝置，優(yōu)選地，所述光源為激光器。
[0022]根據(jù)上述的裝置，優(yōu)選地，所述氣體是氧氣或可燃性氣體。、
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的有益效果為:
[0024]由于采用全光式設(shè)計，裝置具有極高的精度、穩(wěn)定性以及本質(zhì)安全性。便于安裝鋪設(shè)，維護(hù)成本低，能夠及時地處理多種數(shù)據(jù)信息，對粉塵燃爆危險的預(yù)報更為有效。僅使用一個光源，有效地降低了裝置的復(fù)雜性及成本。
【附圖說明】
[0025]參照附圖，本實用新型的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本實用新型的技術(shù)方案，而并非意在對本實用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
[0026]圖1是根據(jù)本實用新型實施例1的裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1和以下說明描述了本實用新型的可選實施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實施和再現(xiàn)本實用新型。為了教導(dǎo)本實用新型技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本實用新型的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實用新型的多個變型。由此，本實用新型并不局限于下述可選實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0028]實施例1:
[0029]圖1示意性地給出了本實施例的同時檢測氧氣和顆粒物的裝置，如圖1所示，所述裝置包括:
[0030]僅有的一個光源11采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，所述激光器發(fā)出的測量光對應(yīng)氧氣的特征吸收譜線760nm ；
[0031]第一會聚透鏡21，所述第一會聚透鏡用于會聚所述測量光；
[0032]第二會聚透鏡22，所述第二會聚透鏡和激光器處于所述第一會聚透鏡的兩側(cè)；所述第一會聚透鏡和第二會聚透鏡之間為待測環(huán)境，所述測量光被第一會聚透鏡會聚后的焦點處于所述待測環(huán)境內(nèi)；
[0033]第一光電探測器31，所述光電探測器用于接收穿過第二會聚透鏡的測量光，轉(zhuǎn)換為第一電信號后送分析模塊；
[0034]第三會聚透鏡23，所述第三會聚透鏡設(shè)置在所述焦點側(cè)部的非測量光光路上，用于將所述測量光在待測環(huán)境內(nèi)的散射光會聚在第二光電探測器上；
[0035]第二光電探測器32，第二光電探測器用于將散射光轉(zhuǎn)換為第二電信號，并送分析豐吳塊；
[0036]分析模塊根據(jù)吸收光譜技術(shù)處理接收到的所述第一電信號，從而獲得氧氣的含量；并根據(jù)散射技術(shù)處理所述第二電信號，從而獲知所述待測環(huán)境中顆粒物的含量。
[0037]本實施例的同時檢測氧氣和顆粒物的方法，也即上述裝置的應(yīng)用，所述方法包括以下步驟:
[0038](Al)僅有的一個光源發(fā)出的測量光穿過待測環(huán)境，被待測環(huán)境中的氧