專利名稱：一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器及實(shí)時(shí)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器及實(shí)時(shí)檢測(cè)方法。具體地說(shuō)是具有能在高溫高濃度煙塵環(huán)境下能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙塵濃度。
背景技術(shù)：
煙塵的產(chǎn)生是許多工廠不可避免的，因此除塵設(shè)施也成為現(xiàn)代工廠必須配備的設(shè)施。不同廠礦的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境都會(huì)有極大的不同，諸如鋼鐵廠的現(xiàn)場(chǎng)在產(chǎn)生大量煙塵時(shí)還伴隨著幾百度的高溫輻射。在這樣高溫條件下，目前市場(chǎng)上眾多煙塵傳感器將無(wú)法正常工作。而且在高煙塵濃度環(huán)境下，眾多煙塵傳感器將隨著使用時(shí)間增加自身會(huì)附著大量煙塵粉末，從而使得其自身的煙塵探測(cè)靈敏度降低直至無(wú)法工作。因此，研制出一種耐高溫、具有自清潔能力的煙塵傳感器具有極為現(xiàn)實(shí)的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器及實(shí)時(shí)檢測(cè)方法。一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器，其包括一個(gè)激光光源，兩個(gè)光窄帶濾波器，一個(gè)光隔離器，兩個(gè)激光探頭，兩根純石英光纖，一個(gè)光電探測(cè)器。其中純石英光纖的芯徑為 800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝，每個(gè)激光探頭由一套激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、一個(gè)5維調(diào)節(jié)架、一片純石英鏡片、一根800 μ m芯徑的純石英光纖、一個(gè)氣體輸入口、三個(gè)氣體噴嘴構(gòu)成。光隔離器輸入端與所述光窄帶濾波器輸出端連接，使得所述激光光源不受所述系統(tǒng)中光路的后向反射和散射光的影響，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地工作；所述系統(tǒng)中輸入、輸出端芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖的最高耐溫為1000°c，其長(zhǎng)度可以根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況而定制。系統(tǒng)中所述激光探頭由一套激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、一個(gè)5維調(diào)節(jié)架、一片純石英鏡片、 一根800 μ m芯徑的純石英光纖、一個(gè)氣體輸入口、三個(gè)氣體噴嘴構(gòu)成。系統(tǒng)所述的發(fā)射端激光探頭與接收端激光探頭的結(jié)構(gòu)相同。所述5維調(diào)節(jié)架置于激光探頭內(nèi)，其調(diào)節(jié)旋鈕位于激光探頭外側(cè)。所述激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡固定在5維調(diào)節(jié)架上，在所述系統(tǒng)安裝時(shí)可通過(guò)5維調(diào)節(jié)架對(duì)激光準(zhǔn)直鏡頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得兩個(gè)激光探頭中的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡能位于同一軸線上。所述激光探頭的殼體材質(zhì)為不銹鋼，除了氣體輸入口和氣體噴嘴孔，其余地方均密閉不通氣，氣體的輸入口位于激光探頭的激光輸入端，三個(gè)氣體噴嘴在激光探頭橫截面圓周上均勻分布，氣體噴嘴斜向指向激光出射端的純石英鏡片的鏡面，氣體噴嘴呈鴨嘴型。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，包括步驟如下兩個(gè)激光探頭分別位于激光輸出端和激光接收端，激光輸出端的激光探頭將光纖所傳輸?shù)墓膺M(jìn)行擴(kuò)束準(zhǔn)直，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后的光斑發(fā)散角為0. lmrad，激光接收端的激光探頭將穿過(guò)煙塵帶的激光經(jīng)過(guò)光斑壓縮再傳入到激光接收端的光纖，再經(jīng)過(guò)光窄帶濾波器后導(dǎo)入光電傳感探頭，光電傳感探頭通過(guò)探測(cè)此時(shí)的光功率而輸出對(duì)應(yīng)電壓值。這樣不同濃度的煙塵對(duì)應(yīng)不同的光電探測(cè)器輸出電壓值，即可實(shí)現(xiàn)煙塵濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。優(yōu)選的方案為提供一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，包括步驟如下激光光源所出射光經(jīng)過(guò)一個(gè)光窄帶濾波器輸出特定波長(zhǎng)的光，在接收端安置有和發(fā)射端相同的光窄帶濾波器，消除因周圍環(huán)境光對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)造成的干擾；在激光發(fā)射端，激光先通過(guò)一個(gè)光窄帶濾波器后再通過(guò)一個(gè)光隔離器，然后再經(jīng)過(guò)芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖接入激光探頭；在激光接收端，激光探頭將穿過(guò)煙塵帶的激光光斑經(jīng)過(guò)壓縮再傳入到接收端的光纖，再經(jīng)過(guò)光窄帶濾波器后導(dǎo)入光電傳感探頭，光電傳感探頭通過(guò)探測(cè)此時(shí)的光功率而輸出對(duì)應(yīng)電壓值；所述發(fā)射端的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡先將光纖輸出激光光斑進(jìn)行擴(kuò)束，然后再對(duì)擴(kuò)束后的光斑進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后光斑的光束發(fā)散角為0. lmrad，接收端的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡先將所接受光斑進(jìn)行準(zhǔn)直再將光斑壓縮；所述激光探頭在氣體輸入口輸入一定壓強(qiáng)的氣體后通過(guò)氣體噴嘴不間斷地向所述激光探頭激光輸出端的純石英鏡面外側(cè)高速噴出氣體，鴨嘴型的噴嘴能將氣體呈面狀噴出；在空氣通過(guò)激光探頭內(nèi)部時(shí)將置于高溫環(huán)境下的探頭進(jìn)行冷卻，同時(shí)氣體通過(guò)噴嘴噴出將附著在所述純石英鏡面外側(cè)的煙塵顆粒物清除。從而實(shí)現(xiàn)所述激光探頭的自冷卻和自清潔的雙重目的；輸入的氣體可以根據(jù)不同條件而定，可以通過(guò)普通的鼓風(fēng)機(jī)吹入空氣，也可以吹入氮?dú)猓凰黾す馓筋^置于溫度高于500°C環(huán)境下時(shí)，僅僅采用氣體吹冷法將不能及時(shí)冷卻激光探頭；采用純銅水管將激光探頭進(jìn)行螺旋狀密致纏繞，當(dāng)激光探頭的工作環(huán)境溫度高于500°C時(shí)，將銅管內(nèi)導(dǎo)入流動(dòng)的水，對(duì)激光探頭進(jìn)行水冷。本發(fā)明所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器采用了激光探頭與激光光源和光電探測(cè)器分離的方法。所采用的易受環(huán)境條件影響的激光器和光電探測(cè)器等器件遠(yuǎn)離高溫、 高煙塵濃度環(huán)境的方法以及激光探頭的自冷卻、自清潔能力使得本發(fā)明所述的煙塵傳感器能在各種惡劣煙塵環(huán)境下工作，其具有耐高溫，免清洗，抗干擾性強(qiáng)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，高精度，高靈敏度，低成本的優(yōu)點(diǎn)。


圖1對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2激光探頭剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，激光光源101，第一光窄帶濾波器1021，第二光窄帶濾波器1022，光隔離器 103，第一激光探頭1041，第二激光探頭1042，光電探測(cè)器105，第一芯徑為800 μ m帶鎧裝純石英光纖1061，第二芯徑為800 μ m帶鎧裝純石英光纖1062，送氣管道107，煙塵介質(zhì)100， 激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭201，激光擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組202，5維調(diào)節(jié)架203，法蘭204，芯徑為800 μ m 的純石英光纖205，純石英鏡片206，氣體噴嘴207，螺旋絲口 208，氣體輸入口 209，純銅導(dǎo)水管2010。圖1中細(xì)實(shí)線表示光路，細(xì)虛線表示電路。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，包括步驟如下激光光源所出射光經(jīng)過(guò)一個(gè)光窄帶濾波器輸出特定波長(zhǎng)的光，在接收端安置有和發(fā)射端相同的光窄帶濾波器，這樣能有效消除因周圍環(huán)境光對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)造成的干擾；在發(fā)射端，激光先通過(guò)一個(gè)光窄帶濾波器后再通過(guò)一個(gè)光隔離器，然后再經(jīng)過(guò)芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖接入激光探頭。光隔離器輸入端與所述光窄帶濾波器輸出端連接，使得所述激光光源不受所述系統(tǒng)中光路的后向反射和散射光的影響，在系統(tǒng)工作時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。在接收端，激光探頭將穿過(guò)煙塵帶的激光光斑經(jīng)過(guò)壓縮再傳入到接收端的光纖， 再經(jīng)過(guò)光窄帶濾波器后導(dǎo)入光電傳感探頭，光電傳感探頭通過(guò)探測(cè)此時(shí)的光功率而輸出對(duì)應(yīng)電壓值。所述系統(tǒng)中輸入、輸出端芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖的最高耐溫為1000°c，其長(zhǎng)度可以根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況而定制。系統(tǒng)中所述激光探頭由一套激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、一個(gè)5維調(diào)節(jié)架、一片純石英鏡片、 一根800 μ m芯徑的純石英光纖、一個(gè)氣體輸入口、三個(gè)氣體噴嘴構(gòu)成。系統(tǒng)所述的發(fā)射端激光探頭與接收端激光探頭的結(jié)構(gòu)相同。所述5維調(diào)節(jié)架置于激光探頭內(nèi)，其調(diào)節(jié)旋鈕位于激光探頭側(cè)面。所述激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡固定在5維調(diào)節(jié)架上，在所述系統(tǒng)安裝時(shí)可通過(guò)5維調(diào)節(jié)架對(duì)激光準(zhǔn)直鏡頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得兩個(gè)激光探頭中的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡能位于同一軸線上。所述發(fā)射端的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡先將光纖輸出激光光斑進(jìn)行擴(kuò)束，然后再對(duì)擴(kuò)束后的光斑進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后光斑的光束發(fā)散角為0. lmrad，接收端的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡先將所接受光斑進(jìn)行準(zhǔn)直再將光斑壓縮后所述激光探頭的殼體材質(zhì)為不銹鋼，除了氣體輸入口和氣體噴嘴孔，其余地方均密閉不通氣，氣體的輸入口位于激光探頭的激光輸入端，三個(gè)氣體噴嘴在激光探頭橫截面圓周上均勻分布，氣體噴嘴斜向指向激光出射端的純石英鏡片的鏡面，氣體噴嘴呈鴨嘴型；所述激光探頭在氣體輸入口輸入一定壓強(qiáng)的氣體后通過(guò)氣體噴嘴不間斷地向所述激光探頭激光輸出端的純石英鏡面外側(cè)高速噴出氣體，鴨嘴型的噴嘴能將氣體呈面狀噴出。在空氣通過(guò)激光探頭內(nèi)部時(shí)將置于高溫環(huán)境下的探頭進(jìn)行冷卻，同時(shí)氣體通過(guò)噴嘴噴出將附著在所述純石英鏡面外側(cè)的煙塵顆粒物清除。從而實(shí)現(xiàn)所述激光探頭的自冷卻和自清潔的雙重目的。輸入的氣體可以根據(jù)不同條件而定，可以通過(guò)普通的鼓風(fēng)機(jī)吹入空氣，也可以吹入氮?dú)?。所述激光探頭置于溫度高于500°C環(huán)境下時(shí)，僅僅采用氣體吹冷法將不能及時(shí)冷卻激光探頭。本發(fā)明采用純銅水管將激光探頭進(jìn)行螺旋狀密致纏繞，當(dāng)激光探頭的工作環(huán)境溫度高于500 V時(shí)，將銅管內(nèi)導(dǎo)入流動(dòng)的水，對(duì)激光探頭進(jìn)行水冷。實(shí)施例2 本發(fā)明所提供的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器，如圖1、圖2所示。包括激光光源101，第一光窄帶濾波器1021，第二光窄帶濾波器1022，光隔離器103，第一激光探頭1041， 第二激光探頭1042，光電探測(cè)器105，第一芯徑為800 μ m帶鎧裝純石英光纖1061，第二芯徑為800 μ m帶鎧裝純石英光纖1062，送氣管道107，煙塵介質(zhì)100，激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭201，激光擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組202，5維調(diào)節(jié)架203，法蘭204，芯徑為800 μ m的純石英光纖205，純石英鏡片206，氣體噴嘴207，螺旋絲口 208，氣體輸入口 209，純銅導(dǎo)水管2010。所述的第一激光探頭1041，第二激光探頭1042由激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭201，5維調(diào)節(jié)架203，法蘭204，芯徑為800 μ m的純石英光纖205，純石英鏡片206，氣體輸入口 209，氣體噴嘴207構(gòu)成。激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭由激光擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組202，純石英鏡片206構(gòu)成。激光光源101所出射光經(jīng)過(guò)第一光窄帶濾波器1021輸出特定波長(zhǎng)的光，在接收端安置有和發(fā)射端相同的第二窄帶濾波器1022。在發(fā)射端，激光先通過(guò)一個(gè)第一光窄帶濾波器1021后再通過(guò)一個(gè)光隔離器103，然后再經(jīng)過(guò)第一芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖1061接入第一激光探頭1041。在接收端，第二激光探頭1042將穿過(guò)煙塵帶100的激光經(jīng)過(guò)光斑壓縮再傳入到接收端的第二帶鎧裝的純石英光纖1062，再經(jīng)過(guò)光第二窄帶濾波器1022后導(dǎo)入光電傳感探頭105，光電傳感探頭105通過(guò)探測(cè)此時(shí)的光功率而輸出對(duì)應(yīng)電壓值。光隔離器103輸入端與所述第一光窄帶濾波器1021輸出端連接，使得所述激光光源101不受系統(tǒng)中光路的后向反射和散射光的影響，在系統(tǒng)工作時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。系統(tǒng)中輸入、輸出端第一芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖1061，第二芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖1062的最高耐溫為1000°C，其長(zhǎng)度可以根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況而定制。第一激光探頭1041，第二激光探頭1042由一套激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡201、一個(gè)5維調(diào)節(jié)架203、一片純石英鏡片206、一根800 μ m芯徑的純石英光纖205、一個(gè)氣體輸入口 209、 三個(gè)氣體噴嘴207構(gòu)成。5維調(diào)節(jié)架203置于第一激光探頭1041，第二激光探頭1042內(nèi)，其調(diào)節(jié)旋鈕位于第一激光探頭1041，第二激光探頭1042外側(cè)。激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡201固定在5維調(diào)節(jié)架203上，系統(tǒng)安裝時(shí)通過(guò)5維調(diào)節(jié)架203 對(duì)激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭201進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得兩個(gè)第一激光探頭1041，第二激光探頭1042中的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡201中軸線能位于同一直線上。第一激光探頭1041，第二激光探頭1042的殼體材質(zhì)為不銹鋼，除了氣體輸入口 209和氣體噴嘴孔207，其余地方均密閉不通氣，氣體的輸入口 209位于第一激光探頭1041， 第二激光探頭1042的激光輸入端，氣體噴嘴207的噴嘴斜向指向激光出射端的純石英鏡片 206的鏡面外側(cè)，三個(gè)氣體噴嘴207在第一激光探頭1041，第二激光探頭1042的橫截面的圓周上均勻分布，三個(gè)氣體噴嘴207呈鴨嘴型；第一激光探頭1041，第二激光探頭1042在通過(guò)氣體輸入口 209輸入一定壓強(qiáng)的氣體然后通過(guò)氣體噴嘴207不間斷地向所述第一激光探頭1041，第二激光探頭1042激光輸出端的純石英鏡片206外側(cè)高速噴出氣體。氣體通過(guò)第一激光探頭1041，第二激光探頭1042 內(nèi)部時(shí)可以將置于高溫環(huán)境下的第一激光探頭1041，第二激光探頭1042進(jìn)行冷卻，同時(shí)還能將附著在純石英鏡面上的煙塵顆粒物及時(shí)清除，從而實(shí)現(xiàn)第一激光探頭1041，第二激光探頭1042的自冷卻和自清潔的雙重目的。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器，特征在于包括一個(gè)激光光源，兩個(gè)光窄帶濾波器， 一個(gè)光隔離器，兩個(gè)激光探頭，兩根純石英光纖，一個(gè)光電探測(cè)器；其中純石英光纖的芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝，每個(gè)激光探頭由一套激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、一個(gè)5維調(diào)節(jié)架、一片純石英鏡片、一根800 μ m芯徑的純石英光纖、一個(gè)氣體輸入口、三個(gè)氣體噴嘴構(gòu)成；光隔離器輸入端與所述光窄帶濾波器輸出端連接，使得所述激光光源不受所述系統(tǒng)中光路的后向反射和散射光的影響，在系統(tǒng)工作時(shí)能夠穩(wěn)定地工作；所述輸入、輸出端芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖的最高耐溫為 IOOO0C ；所述激光探頭由一套激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、一個(gè)5維調(diào)節(jié)架、一片純石英鏡片、一根800 μ m 芯徑的純石英光纖、一個(gè)氣體輸入口、三個(gè)氣體噴嘴構(gòu)成；系統(tǒng)所述的發(fā)射端激光探頭與接收端激光探頭的結(jié)構(gòu)相同；所述5維調(diào)節(jié)架置于激光探頭內(nèi)，其調(diào)節(jié)旋鈕位于激光探頭外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器，特征在于所述激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡固定在5維調(diào)節(jié)架上，安裝時(shí)通過(guò)5維調(diào)節(jié)架對(duì)激光準(zhǔn)直鏡頭進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得兩個(gè)激光探頭中的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡能位于同一軸線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器，特征在于所述激光探頭的殼體材質(zhì)為不銹鋼，除了氣體輸入口和氣體噴嘴孔，其余地方均密閉不通氣，氣體的輸入口位于激光探頭的激光輸入端，三個(gè)氣體噴嘴在激光探頭橫截面圓周上均勻分布，氣體噴嘴斜向指向激光出射端的純石英鏡片的鏡面，氣體噴嘴呈鴨嘴型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器，特征在于所述激光光源， 光電探測(cè)器，激光探頭均為獨(dú)立元器件；所述發(fā)射端的激光光源輸出經(jīng)過(guò)光窄帶濾波后，再通過(guò)一個(gè)光隔離器后用帶不銹鋼鎧裝的純石英光纖與激光探頭連接；所述接收端的激光探頭將所接收的光通過(guò)帶不銹鋼鎧裝的純石英光纖傳輸?shù)焦庹瓗V波器再與光電探測(cè)器連接；芯徑為800 μ m的純石英光纖為無(wú)芯光纖，由純石英棒經(jīng)過(guò)拉制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器，特征在于激光檢測(cè)探頭具有自冷卻和自清潔能力；由一個(gè)5維調(diào)節(jié)架夾持激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭，此調(diào)節(jié)架通過(guò)位于激光探頭外側(cè)的旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)；氣體的輸入口位于激光探頭的激光輸入端，氣體噴嘴斜向指向激光出射端的純石英鏡片的外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器，特征在于所述激光探頭外側(cè)采用純銅導(dǎo)水管螺旋狀密致排列。
7.一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，特征在于包括步驟如下兩個(gè)激光探頭分別位于激光輸出端和激光接收端，激光輸出端的激光探頭將光纖所傳輸?shù)墓膺M(jìn)行擴(kuò)束準(zhǔn)直，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直后的光斑發(fā)散角為0. lmrad，激光接收端的激光探頭將穿過(guò)煙塵帶的激光經(jīng)過(guò)光斑壓縮再傳入到激光接收端的光纖，再經(jīng)過(guò)光窄帶濾波器后導(dǎo)入光電傳感探頭，光電傳感探頭通過(guò)探測(cè)此時(shí)的光功率而輸出對(duì)應(yīng)電壓值。這樣不同濃度的煙塵對(duì)應(yīng)不同的光電探測(cè)器輸出電壓值，即可實(shí)現(xiàn)煙塵濃度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，特征在于激光光源所出射光經(jīng)過(guò)一個(gè)光窄帶濾波器輸出特定波長(zhǎng)的光，在接收端安置有和發(fā)射端相同的光窄帶濾波器，消除因周圍環(huán)境光對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)造成的干擾；在激光發(fā)射端，激光先通過(guò)一個(gè)光窄帶濾波器后再通過(guò)一個(gè)光隔離器，然后再經(jīng)過(guò)芯徑為800 μ m且?guī)в胁讳P鋼鎧裝的純石英光纖接入激光探頭；在激光接收端，激光探頭將穿過(guò)煙塵帶的激光光斑經(jīng)過(guò)壓縮再傳入到接收端的光纖， 再經(jīng)過(guò)光窄帶濾波器后導(dǎo)入光電傳感探頭，光電傳感探頭通過(guò)探測(cè)此時(shí)的光功率而輸出對(duì)應(yīng)電壓值；所述發(fā)射端的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡先將光纖輸出激光光斑進(jìn)行擴(kuò)束，然后再對(duì)擴(kuò)束后的光斑進(jìn)行準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后光斑的光束發(fā)散角為0. lmrad，接收端的激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡先將所接受光斑進(jìn)行準(zhǔn)直再將光斑壓縮。
9.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，特征在于所述激光探頭在氣體輸入口輸入一定壓強(qiáng)的氣體后通過(guò)氣體噴嘴不間斷地向所述激光探頭激光輸出端的純石英鏡面外側(cè)高速噴出氣體，鴨嘴型的噴嘴能將氣體呈面狀噴出；在空氣通過(guò)激光探頭內(nèi)部時(shí)將置于高溫環(huán)境下的探頭進(jìn)行冷卻，同時(shí)氣體通過(guò)噴嘴噴出將附著在所述純石英鏡面外側(cè)的煙塵顆粒物清除。從而實(shí)現(xiàn)所述激光探頭的自冷卻和自清潔的雙重目的；輸入的氣體可以根據(jù)不同條件而定，可以通過(guò)普通的鼓風(fēng)機(jī)吹入空氣，也可以吹入氮?dú)狻?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，特征在于所述激光探頭置于溫度高于500°C環(huán)境下時(shí)，采用純銅水管將激光探頭進(jìn)行螺旋狀密致纏繞，當(dāng)激光探頭的工作環(huán)境溫度高于500°C時(shí)，將銅管內(nèi)導(dǎo)入流動(dòng)的水，對(duì)激光探頭進(jìn)行水冷。
全文摘要
一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器及實(shí)時(shí)檢測(cè)方法。激光光源所輻射出的光為可見(jiàn)光波段，純石英光纖的芯徑為800μm且?guī)в胁讳P鋼鎧裝，每個(gè)激光探頭由一套激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、一個(gè)5維調(diào)節(jié)架、一片純石英鏡片、一根800μm芯徑的純石英光纖、一個(gè)氣體輸入口、三個(gè)氣體噴嘴構(gòu)成。本發(fā)明所述的一種對(duì)射型耐高溫?zé)焿m傳感器采用了激光探頭與激光光源和光電探測(cè)器分離的方法。所采用的易受環(huán)境條件影響的激光器和光電探測(cè)器等器件遠(yuǎn)離高溫、高煙塵濃度環(huán)境的方法以及激光探頭的自冷卻、自清潔能力使得本發(fā)明所述的煙塵傳感器能在各種惡劣煙塵環(huán)境下工作，其具有耐高溫，免清洗，抗干擾性強(qiáng)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，高精度，高靈敏度，低成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/27GK102288555SQ201110210480
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者馮亭, 延鳳平, 李琦, 樊勇 申請(qǐng)人:山西維力科技有限責(zé)任公司