本發(fā)明涉及檢測裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種粉塵檢測裝置。

背景技術(shù)：

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長和城市化進(jìn)程的加快，空氣污染問題在我國近二十年內(nèi)集中爆發(fā)。目前，我國空氣污染逐步由傳統(tǒng)的總懸浮顆粒物（TSP）及可吸入顆粒物（PM10)、SO₂污染轉(zhuǎn)向以細(xì)顆粒物（PM2.5)和污染氣體（O₃、SO₂、NO_x）等形成的復(fù)合型大氣污染。特別是2011年末以來，多次大范圍霧霾時(shí)間引起了國內(nèi)外廣泛關(guān)注，導(dǎo)致PM2.5的概念迅速被廣泛接受，人們對粒徑為PM2.5、PM10浮塵的監(jiān)測越來越受重視，這些細(xì)顆粒物是漂浮在空氣中的微粒，并成為當(dāng)前我國大多數(shù)城市的首要污染物。

復(fù)雜嚴(yán)峻的大氣污染形式，對監(jiān)測設(shè)備提出了更高的要求。大氣污染監(jiān)測與其他監(jiān)測不同，由于天氣經(jīng)常變化，因此對大氣污染物的監(jiān)測也需要滿足即時(shí)性、可靠性和準(zhǔn)確性的要求。這些都對現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)備提出了新的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種粉塵檢測裝置，其以丁達(dá)爾現(xiàn)象為依據(jù)，能夠?qū)諝庵械姆蹓m濃度進(jìn)行定量檢測，適用于各種研究機(jī)構(gòu)，氣象，公共衛(wèi)生，勞動(dòng)衛(wèi)生，大氣污染研究等，能夠廣泛應(yīng)用于疾病預(yù)防控制中心、礦山、冶金、電廠、化工制造、衛(wèi)生監(jiān)督、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境在線監(jiān)測等等。從而更加適于實(shí)用。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的粉塵檢測裝置的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供的粉塵檢測裝置包括光源、透鏡組一、檢測腔、透鏡組二、光檢測器、A/D轉(zhuǎn)換器、放大電路、數(shù)據(jù)采集器、采集泵，

所述檢測腔由透光材質(zhì)制成；

所述采集泵用于引導(dǎo)待測氣體沿所述檢測腔的軸向流經(jīng)所述檢測腔；

所述光源用于發(fā)出沿所述檢測腔徑向的發(fā)射光束，

所述發(fā)射光束經(jīng)過所述透鏡組一后形成射向所述檢測腔的入射光，

所述入射光經(jīng)過所述檢測腔后形成散射光，

所述散射光經(jīng)過所述透鏡組二后得到平行光，

所述光檢測器用于檢測所述平行光的光強(qiáng)信號，

所述A/D轉(zhuǎn)換器用于將所述光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，

所述放大器用于放大所述數(shù)字信號，

所述數(shù)據(jù)采集器用于顯示所述數(shù)字信號的波形圖，

根據(jù)所述波形圖，能夠定量分析得到所述待測氣體中的粉塵濃度。

本發(fā)明提供的粉塵檢測裝置還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

作為優(yōu)選，所述粉塵包括PM10、PM5、PM2.5、PM1中的若干種。

作為優(yōu)選，所述檢測腔呈圓筒狀結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述光源為可見光或者不可見光。

作為優(yōu)選，所述粉塵檢測裝置包括采樣頭、機(jī)箱主體、濾室蓋、地腳、電機(jī)座、控制板、第一電磁閥、第二電磁閥、緩沖室、過濾室、檢測腔、轉(zhuǎn)接板、按鍵、第一行程開關(guān)、第二行程開關(guān)、顯示屏、電主板、泵、電機(jī)、行程開關(guān)固定板、吸氣底座、聯(lián)軸器、限位板、激光前部、限位軸套、激光旋轉(zhuǎn)軸、遮光片、第三電磁閥、第四電磁閥、A濃度發(fā)塵罐、B濃度發(fā)塵罐；

所述遮光片固定在檢測腔分部內(nèi)，限位軸套套在旋轉(zhuǎn)軸上，組合好的限位軸套和激光旋轉(zhuǎn)軸固定在激光前部上，限位板固定在激光旋轉(zhuǎn)軸前部伸出一段的上并固定，組合好的激光前部部分固定在檢測腔上，組成一套紅外光模組；

所述電機(jī)固定在所述電機(jī)座上，第一行程開關(guān)、第二行程開關(guān)分別固定在行程開關(guān)固定板上，所述行程開關(guān)固定板固定在所述電機(jī)座上，組成一套帶有電機(jī)、行程限位組件的控制部分；

所述組合好的紅外光模組與組合好的電機(jī)控制部分通過所述聯(lián)軸器連接后，容置于所述機(jī)箱主體內(nèi)部；

所述A濃度發(fā)塵罐、B濃度發(fā)塵罐分別通過軟管與紅外光模組進(jìn)氣口連接，所述第三電磁閥、第四電磁閥通過固定板與機(jī)箱主體連接組成一套校準(zhǔn)裝置；通過第三、四電磁閥分別控制A、B發(fā)塵罐與紅外光模組之間的氣路通斷，達(dá)到利用標(biāo)準(zhǔn)濃度粉塵校準(zhǔn)所述粉塵檢測裝置的目的；

所述地腳設(shè)置于所述機(jī)箱主體的底部，用于承載所述機(jī)箱主體及其內(nèi)容物；

所述采樣頭罩在進(jìn)氣口上，通過O型圈與進(jìn)氣口緊密連接，用于對進(jìn)入裝置中的含塵氣體進(jìn)行粒徑的物理分割；

所述吸氣底座底部固定在紅外光模組的進(jìn)氣口上，頂部連接進(jìn)氣軟管，用于聯(lián)通進(jìn)氣管與紅外光模組間的氣路；

所述控制板用于控制第一行程開關(guān)、第二行程開關(guān)、電機(jī)、行程限位組件；

所述轉(zhuǎn)接板用于連接固定紅外光模組與電主板。

作為優(yōu)選，所述限位板固定在激光前部伸出一段的旋轉(zhuǎn)軸上用頂絲固定。

作為優(yōu)選，所述粉塵檢測裝置還包括提手，所述提手固定連接于所述機(jī)箱主體。

本發(fā)明提供的粉塵檢測裝置及粉塵檢測方法以丁達(dá)爾現(xiàn)象為依據(jù)，能夠?qū)諝庵械姆蹓m濃度進(jìn)行定量檢測，適用于各種研究機(jī)構(gòu)，氣象，公共衛(wèi)生，勞動(dòng)衛(wèi)生，大氣污染研究等，能夠廣泛應(yīng)用于疾病預(yù)防控制中心、礦山、冶金、電廠、化工制造、衛(wèi)生監(jiān)督、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境在線監(jiān)測等等。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置的應(yīng)用原理示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置裝配總裝圖主視示意圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置裝配總裝圖右視示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置裝配總裝圖上視剖面示意圖;

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置控制檢測腔部位(機(jī)箱主體、地腳、電主板、控制板、泵未示出) 的上視示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置控制檢測腔部位(機(jī)箱主體、地腳、電主板、控制板、泵未示出) 的左視示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置控制檢測腔部位(機(jī)箱主體、地腳、電主板、控制板、泵未示出) 的右視示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置控制檢測腔部位(不包括機(jī)箱主體、地腳、電主板、控制板、泵未示出)的剖面主視示意圖;

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置的爆炸圖。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置裝配總裝圖上視剖面示意圖（含A/B濃度發(fā)塵罐及第三、四電磁閥）;

具體實(shí)施方式

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種粉塵檢測裝置，其以丁達(dá)爾現(xiàn)象為依據(jù)，能夠?qū)諝庵械姆蹓m濃度進(jìn)行定量檢測，適用于各種研究機(jī)構(gòu)，氣象，公共衛(wèi)生，勞動(dòng)衛(wèi)生，大氣污染研究等，能夠廣泛應(yīng)用于疾病預(yù)防控制中心、礦山、冶金、電廠、化工制造、衛(wèi)生監(jiān)督、環(huán)境保護(hù)、環(huán)境在線監(jiān)測等等。從而更加適于實(shí)用。

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效,以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的粉塵檢測裝置，其具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。在下述說明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。

本文中術(shù)語“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，具體的理解為：可以同時(shí)包含有A與B，可以單獨(dú)存在A，也可以單獨(dú)存在B，能夠具備上述三種任一種情況。

實(shí)施例

參見附圖1，本發(fā)明提供的粉塵檢測裝置包括光源101（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖8中的36）、透鏡組一102（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖8中的33）、檢測腔103（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖8中的37）、透鏡組二104（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖8中的35）、光檢測器105（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖8中的17）、A/D轉(zhuǎn)換器（圖中未示出）、放大電路106（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖4中的22）、數(shù)據(jù)采集器107（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖4中的22）、采集泵（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖4中的23），檢測腔103由透光材質(zhì)制成；采集泵（機(jī)械結(jié)構(gòu)參見圖4中的23）用于引導(dǎo)待測氣體112沿檢測腔103的軸向流經(jīng)檢測腔103，從檢測腔103流出的氣體標(biāo)號為114；光源101用于發(fā)出沿檢測腔103徑向的發(fā)射光束108，發(fā)射光束108經(jīng)過透鏡組一102后形成射向檢測腔103的入射光109，入射光109經(jīng)過檢測腔103后形成散射光110，散射光110經(jīng)過透鏡組二104后得到平行光111，散射光110中心光束并沒有經(jīng)過透鏡組二104再發(fā)射出來，因?yàn)橥哥R組二104中心位置放有阻光介質(zhì)115，透射光110的中心光束被阻光介質(zhì)115所阻擋,使得經(jīng)過透鏡組二104的光束只有散射光110兩側(cè)的平行光束,光檢測器105用于檢測平行光111的光強(qiáng)信號， A/D轉(zhuǎn)換器（圖中未示出）用于將光強(qiáng)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，放大器106用于放大數(shù)字信號，數(shù)據(jù)采集器107用于顯示數(shù)字信號的波形圖，根據(jù)波形圖，能夠定量分析得到待測氣體中的粉塵113濃度。其中，透鏡組一102和透鏡組二104均為非球面鏡，在這種情況下，發(fā)射光束108經(jīng)過透鏡組一102后趨于平行光，根據(jù)光沿直線傳播的特性，經(jīng)過檢測腔113后，產(chǎn)生散射光110，為了避免到達(dá)光檢測器105的散射光110的光強(qiáng)損失，需要將散射光110轉(zhuǎn)換為平行光111，然后再由光檢測器105檢測到。如若沒有將散射光110轉(zhuǎn)換為平行光111，為了保證散射光110的光強(qiáng)不損失，則需要延長光檢測器105的長度，以使得散射光110能夠全部被光檢測器接收到。

其中，粉塵包括PM10、PM5、PM2.5、PM1中的若干種。

其中，檢測腔呈圓筒狀結(jié)構(gòu)。

其中，光源為可見光或者不可見光。

參見附圖2～10，本發(fā)明實(shí)施例提供的粉塵檢測裝置包括采樣頭1，機(jī)箱主體2，濾室蓋6，地腳7，電機(jī)座11，控制板12，第一電磁閥13、第二電磁閥14，緩沖室15，過濾室16，檢測腔17，轉(zhuǎn)接板18，按鍵19，第一行程開關(guān)20、第二行程開關(guān)27，液晶顯示屏21，電主板22，泵23，電機(jī)24，行程開關(guān)固定板25，吸氣底座28，聯(lián)軸器29，限位板30，激光前部31，限位軸套32，激光旋轉(zhuǎn)軸33，遮光片34，A濃度發(fā)塵罐（圖10中的40A）,B濃度發(fā)塵罐（圖10中的40B），第三電磁閥（圖10中的38），第四電磁閥（圖10中的39）。

遮光片34固定在檢測腔分部17內(nèi)，限位軸套32套在旋轉(zhuǎn)軸33上，組合好的軸套32和旋轉(zhuǎn)軸33固定在激光前部31上，限位板30固定在激光前部伸出一段的旋轉(zhuǎn)軸上，用頂絲固定，組合好的激光前部部分固定在檢測腔分部17上，組成一套紅外光模組。

電機(jī)24固定在電機(jī)座11上，第一行程開關(guān)20、第二行程開關(guān)27在分別固定在行程開關(guān)固定板25上，行程開關(guān)固定板25固定在電機(jī)座11上，組成一套帶有電機(jī)24、行程限位的控制部分。

組合好的紅外光模組與組合好的電機(jī)控制部分通過聯(lián)軸器29連接。

A濃度發(fā)塵罐（圖10中的40A）、B濃度發(fā)塵罐（圖10中的40B）分別固定在機(jī)箱主體2外殼上，通過軟管與紅外光模組進(jìn)氣口連接，所述第三電磁閥（圖10中的38）、第四電磁閥（圖10中的39）通過固定板與機(jī)箱主體連接組成一套校準(zhǔn)裝置。通過第三、四電磁閥分別控制A、B發(fā)塵罐與紅外光模組之間的氣路通斷，達(dá)到利用標(biāo)準(zhǔn)濃度粉塵校準(zhǔn)所述粉塵檢測裝置的目的。

參見附圖4、附圖7和附圖8，本粉塵檢測裝置的工作原理如下：

電機(jī)24是帶有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的電機(jī)，第二行程開關(guān)27是控制電機(jī)24正轉(zhuǎn)的行程開關(guān)，行程開關(guān)20是控制電機(jī)24反轉(zhuǎn)的行程開關(guān)，第一電磁閥13、第二電磁閥14有常開和常閉兩種狀態(tài)，裝置接通電源利用控制板12控制電機(jī)24的啟動(dòng)，通過聯(lián)軸器29帶動(dòng)組合好的紅外光模組的激光旋轉(zhuǎn)軸33旋轉(zhuǎn)，使其在紅外光模組內(nèi)遮光片34的扇形范圍內(nèi)活動(dòng)，達(dá)到測量、校準(zhǔn)的目的。

1、測量時(shí)，第一電磁閥13、第二電磁閥14為初始狀態(tài)（常開為常開、常閉為常閉），接通電源，使本發(fā)明提供的粉塵檢測裝置啟動(dòng)，外界氣體通過第二電磁閥14進(jìn)入檢測腔，通過紅外光模組內(nèi)，使需要測量的粉塵和粉塵的粒度分布通過激光的照射，從而得到不同粒徑的粉塵濃度，粉塵通過過濾室16內(nèi)部的濾膜使其過濾，干凈的氣體通過過濾室16的出氣孔進(jìn)入緩沖室15內(nèi)，從緩沖室15的排氣孔進(jìn)入泵23，泵23的排氣口進(jìn)入到第一電磁閥13的進(jìn)氣端（常開狀態(tài)時(shí)），第一電磁閥13的出氣端在連接外排氣嘴使其排出。

2、校零值時(shí)，接通電源，進(jìn)入校零位置，電機(jī)24正轉(zhuǎn)帶動(dòng)激光旋轉(zhuǎn)軸33正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使限位板30撞擊第二行程開關(guān)27，使第二行程開關(guān)27本身觸點(diǎn)接觸達(dá)到限位的作用，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)定位需要停止的位置，第一電磁閥13、第二電磁閥14同時(shí)啟動(dòng)（常開變常閉、常閉變常開），使外界氣體通過第二電磁閥14（常開變常閉、常閉變常開）無法進(jìn)入檢測腔17內(nèi)，同時(shí)，泵23的排氣端進(jìn)入第一電磁閥13（常開變常閉、常閉變常開），通過常閉變常開的狀態(tài)與第二電磁閥14連接形成一個(gè)回路，使氣體形成一個(gè)回路循環(huán)。

3、校散值時(shí)，接通電源，進(jìn)入校散位置，電機(jī)24反轉(zhuǎn)帶動(dòng)激光旋轉(zhuǎn)軸33反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使限位板30撞擊第一行程開關(guān)20，將第一行程開關(guān)的觸板下壓到校散位置，從而滿足機(jī)械校散時(shí)需要的位置條件，第一電磁閥13、第二電磁閥14同時(shí)啟動(dòng)（恢復(fù)初始位置），使外界氣體通過第二電磁閥14（常開變常閉、常閉變常開）無法進(jìn)入檢測腔17內(nèi)，同時(shí)，泵23的排氣端進(jìn)入第一電磁閥13（常開變常閉、常閉變常開），通過常閉變常開的狀態(tài)與第二電磁閥14連接形成一個(gè)回路，使氣體形成一個(gè)回路循環(huán)。

4、校準(zhǔn)測量值時(shí)，接通電源，進(jìn)入測量位置，第一電磁閥、第二電磁閥同時(shí)恢復(fù)初始位置，使外界氣體無法進(jìn)入檢測腔內(nèi)，同時(shí)，泵的排氣端進(jìn)入第一電磁閥，通過常閉變常開的狀態(tài)與第二電磁閥連接形成一個(gè)回路，使檢測設(shè)備內(nèi)的氣體形成一個(gè)回路循環(huán)。根據(jù)所需粉塵濃度，開啟第三或第四電磁閥，使A濃度發(fā)塵罐或B濃度發(fā)塵罐內(nèi)的含塵氣體進(jìn)入檢測設(shè)備的回路循環(huán)中，通過對標(biāo)準(zhǔn)濃度粉塵進(jìn)行測量來校準(zhǔn)粉塵檢測裝置。

其中，通過上述2、3、4的校準(zhǔn)，能夠使得應(yīng)用本發(fā)明提供的粉塵檢測裝置進(jìn)行粉塵檢測時(shí)得到的測量結(jié)果更加接近真實(shí)值。

為了使本發(fā)明便于攜帶，本發(fā)明還可以設(shè)計(jì)成帶有提手的。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。