一種粘性顆粒物濃度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于油煙檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種粘性顆粒物濃度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]餐飲業(yè)在烹飪過程中產(chǎn)生大量的油煙是造成城市空氣污染的主要來源。其排放的大氣污染物主要為氣、液和固三相組成的氣溶膠，其中含有食用油及食品在高溫下的揮發(fā)物，食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛類、酮類、鏈烷類和鏈烯類、多環(huán)芳烴等產(chǎn)物，成分極為復(fù)雜。油煙液固相顆粒物的粒徑一般小于ΙΟμπι，粘著性強(qiáng)，大部分不溶于水，極性小。隨著各研究機(jī)構(gòu)對廚房油煙研究的深入，廚房油煙對人體的危害越來越引起人們的廣泛關(guān)注。
[0003]隨著人們生活水平的提高，物質(zhì)的豐富，餐飲行業(yè)得到了快速的發(fā)展，但隨之而來的餐飲業(yè)油煙排放對環(huán)境造成的污染，擾民遭到的投訴也引起越來越多的關(guān)注，成為了環(huán)境監(jiān)管的新問題，因此加強(qiáng)對餐飲業(yè)油煙排放的監(jiān)管已非常迫切。國家環(huán)境保護(hù)總局頒布的GB18483-2001《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)(試行)》附錄A中規(guī)定的油煙采樣及分析方法為現(xiàn)場不銹鋼金屬濾筒采樣，實(shí)驗(yàn)室紅外分光光度法分析(簡稱國標(biāo)法)。國標(biāo)法樣品需帶回實(shí)驗(yàn)室分析，監(jiān)測周期長、費(fèi)用高、步驟繁瑣、現(xiàn)場測試條件要求高，監(jiān)測數(shù)據(jù)的時(shí)效性極差，難以滿足餐飲業(yè)油煙監(jiān)督檢查和現(xiàn)場執(zhí)法監(jiān)測的需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種粘性顆粒物濃度傳感器，能夠解決上述問題。
[0005]本實(shí)用新型要解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種粘性顆粒物濃度傳感器，包括散射光測量室、光室，在散射光測量室前端設(shè)置樣氣參數(shù)測量室，樣氣參數(shù)測量室前設(shè)置樣氣入孔，在散射光測量室壁設(shè)置聚光透鏡，聚光透鏡設(shè)置有測量透鏡組，在聚光透鏡焦點(diǎn)設(shè)置光敏測量元件及信號處理電路板，在散射光功率測量室激光出射一側(cè)設(shè)置消光室，在散射光功率測量室的激光束入射一側(cè)設(shè)置一個以上光闌，在光闌之前設(shè)置激光發(fā)生器，激光發(fā)生器設(shè)置有激光透鏡組，激光發(fā)生器通過光闌微孔連接消光室;在所述的光室內(nèi)聚光透鏡、光闌、消光室處設(shè)置鞘氣進(jìn)氣孔。
[0006]優(yōu)選的，在所述的散射光測量室和信號處理電路板之間設(shè)置蓋子，在蓋子上設(shè)置氣密硅膠板或膠線，除樣氣進(jìn)氣口、鞘氣入口可與外界氣體聯(lián)通之外，傳感器整體氣密。
[0007]優(yōu)選的，所述的激光器選用半導(dǎo)體激光器，對于顆粒物粒徑偏小的柴油機(jī)尾氣、高溫油煙等顆粒物粒徑偏小粒徑的廢氣可采用短波長(例如405nm)半導(dǎo)體藍(lán)光激光器，對于顆粒物粒徑偏大例如餐飲業(yè)油煙廢氣可選用可見光(例如650nm)半導(dǎo)體激光器，對于粒徑巨大的例如瀝青、石蠟煙塵可選用近紅外(例如1550nm)半導(dǎo)體激光器，激光器波長的選擇合理性直接影響可測粒徑下限以及測量精度。
[0008]優(yōu)選的，所述的光敏信號處理電路采用二路信號處理，以積分信號獲取散射光光通量信號，從而獲取顆粒物總表面積信息，以微分信號脈沖幅度獲取單個顆粒物散射光脈沖幅度，從而獲取顆粒物粒徑信息，從總表面積信息及粒徑分布信息反推顆粒物體積濃度信息，再提供比重?fù)Q算獲取顆粒物質(zhì)量濃度信息。
[0009]優(yōu)選的，在所述的樣氣參數(shù)測量室中設(shè)置微型的氣壓、氣溫、相對濕度傳感裝置，通過所測得的樣氣氣溫、氣壓、相對濕度參數(shù)修正光散射法測得的顆粒物質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)，從而獲得標(biāo)況下的顆粒物質(zhì)量濃度。
[0010]本實(shí)用新型所具有的有益效果是:
[0011]1、。本適用新型采用光散射原理，將準(zhǔn)直后的激光光束與被測樣氣交匯，激光束與樣氣氣流交匯處的顆粒物產(chǎn)生光散射，光敏元件接收到散射光后輸出相應(yīng)的光電流信號，信號處理電路采用二路信號處理，分別獲取散射光光通量積分信號及微分信號，經(jīng)過換算后獲取顆粒物質(zhì)量濃度信息。通過所述的樣氣參數(shù)測量室中設(shè)置微型的質(zhì)量流速、氣壓、氣溫、相對濕度傳感裝置，通過所測得的樣氣氣溫、氣壓、相對濕度等參數(shù)修正光散射法測得的顆粒物質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)，從而獲得標(biāo)況下的顆粒物質(zhì)量濃度。傳統(tǒng)的紅外分光光度法檢測油煙則需要完成“現(xiàn)場采樣”以及實(shí)驗(yàn)室“清洗”、“定容”、“紅外分光光度法測定”、“人工換算”等一系列過程，全程需要手工操作，需要一至數(shù)個工作日才能提交檢測結(jié)果，采用本實(shí)用新型可以非常方便地構(gòu)建時(shí)間分辨率達(dá)到毫秒數(shù)量級的便攜式或在線式粘性顆粒物污染源檢測設(shè)備，同時(shí)可將檢測精度從0.lmg/m3數(shù)量級提升至0.00 lmg/m3數(shù)量級。
[0012]2、本實(shí)用新型測量對象為油煙總顆粒物的質(zhì)量濃度，與傳統(tǒng)的紅外分光光度測油法僅僅能檢測油脂濃度不同，本實(shí)用新型的檢測結(jié)果包含了非油脂類的其它固態(tài)及液態(tài)污染物的質(zhì)量濃度，還包含了被顆粒物吸附的VOCs等其它揮發(fā)性污染物，其測量結(jié)果與實(shí)際的顆粒污染程度更為接近。對于石蠟、瀝青等傳統(tǒng)紅外分光光度法無法測量的顆粒物對象，也能提供與普通油煙相當(dāng)?shù)木_檢測結(jié)果。。
[0013]3、本實(shí)用新型通過鞘氣裝置避免了粘性顆粒物對傳感器敏感表面的污染，因此特別適合對粘性顆粒物污染氣體進(jìn)行檢測，同時(shí)也適合對其它類型的顆粒物污染氣體進(jìn)行檢測，尤其在對高濃度的各類顆粒物污染氣體進(jìn)行檢測時(shí)具備防止內(nèi)部敏感器件表面污染的優(yōu)勢，可以獲得比普通同類傳感器更長的清洗維護(hù)周期。
[0014]4、本實(shí)用新型在所述的散射光測量室最近位置設(shè)置了包含“質(zhì)量流速、氣壓、氣溫、相對濕度傳感器”的樣氣參數(shù)測量室，可以精確地校正光學(xué)檢測數(shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)獲取標(biāo)況下的顆粒物質(zhì)量濃度。傳統(tǒng)的紅外分光光度法無法提供精確的校正。
[0015]5、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]附圖標(biāo)記:1、散射光測量室，2、信號處理電路，3、蓋子，4、氣密娃膠板，5、聚光透鏡，6、鞘氣進(jìn)氣孔，7、樣氣入孔，8、光室，9、光闌，10、散射光功率測量室，11、光闌微孔，12、激光發(fā)生器，13、消光室，14、激光透鏡組，15、測量透鏡組，16、樣氣參數(shù)測量室，17、鞘氣孔，18鞘氣總?cè)肟凇?br>【具體實(shí)施方式】
[0018]1、如圖1所述的一種粘性顆粒物濃度傳感器，包括散射光測量室1、光室8，在散射光測量室I前端設(shè)置樣氣參數(shù)測量室16，樣氣參數(shù)測量室16前設(shè)置樣氣入孔7，在散射光測量室I壁設(shè)置聚光透鏡5，聚光透鏡5設(shè)置有測量透鏡組15，在聚光透鏡焦點(diǎn)設(shè)置光敏測量元件及信號處理電路板2，在散射光功率測量室I激光出射一側(cè)設(shè)置消光室13，在散射光功率測量室10的激光束入射一側(cè)設(shè)置一個以上光闌9，在光闌之前設(shè)置激光發(fā)生器12，激光發(fā)生器12設(shè)置有激光透鏡組14，激光發(fā)生器12通過光闌微孔11連接消光室13;在所述的光室8內(nèi)聚光透鏡5、光闌9、消光室13處設(shè)置鞘氣進(jìn)氣孔6，在所述的散射光測量室I和信號處理電路板2之間設(shè)置蓋子3，在蓋子3上設(shè)置氣密硅膠板4，蓋子、氣密硅膠板上設(shè)置有鞘氣孔17、鞘氣總?cè)肟?18，除樣氣入孔7、鞘氣進(jìn)氣孔6可與外界氣體聯(lián)通之外，傳感器整體氣密，所述的激光發(fā)生器選用半導(dǎo)體激光發(fā)生器，所述半導(dǎo)體激光發(fā)生器可以是短波長半導(dǎo)體藍(lán)光激光發(fā)生器、可見光半導(dǎo)體激光發(fā)生器或近紅外半導(dǎo)體激光發(fā)生器，所述的信號處理電路2采用二路信號處理，在所述的樣氣參數(shù)測量室16中設(shè)置微型的氣壓、氣溫、相對濕度傳感裝置。
[0019]最后所應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解:依然可以對本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粘性顆粒物濃度傳感器，其特征在于:包括散射光測量室、光室，在散射光測量室前端設(shè)置樣氣參數(shù)測量室，樣氣參數(shù)測量室前設(shè)置樣氣入孔，在散射光測量室壁設(shè)置聚光透鏡，聚光透鏡設(shè)置有測量透鏡組，在聚光透鏡焦點(diǎn)設(shè)置光敏測量元件及信號處理電路板，在散射光功率測量室激光出射一側(cè)設(shè)置消光室，在散射光功率測量室的激光束入射一側(cè)設(shè)置一個以上光闌，在光闌之前設(shè)置激光發(fā)生器，激光發(fā)生器設(shè)置有激光透鏡組，激光發(fā)生器通過光闌微孔連接消光室；在所述的光室內(nèi)聚光透鏡、光闌、消光室處設(shè)置鞘氣進(jìn)氣孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘性顆粒物濃度傳感器，其特征在于:在所述的散射光測量室和信號處理電路板之間設(shè)置蓋子，在蓋子上設(shè)置氣密硅膠板，蓋子、氣密硅膠板上設(shè)置有鞘氣孔、鞘氣總?cè)肟?，除樣氣入孔、鞘氣進(jìn)氣孔可與外界氣體聯(lián)通之外，傳感器整體氣密。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘性顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述的激光發(fā)生器選用半導(dǎo)體激光發(fā)生器，所述半導(dǎo)體激光發(fā)生器可以是短波長半導(dǎo)體藍(lán)光激光發(fā)生器、可見光半導(dǎo)體激光發(fā)生器或近紅外半導(dǎo)體激光發(fā)生器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘性顆粒物濃度傳感器，其特征在于:所述的信號處理電路米用二路?目號處理。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粘性顆粒物濃度傳感器，其特征在于:在所述的樣氣參數(shù)測量室中設(shè)置微型的氣壓、氣溫、相對濕度傳感裝置。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于油煙檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種粘性顆粒物濃度傳感器。包括散射光測量室，在散射光測量室前端設(shè)置樣氣質(zhì)量流速、相對濕度、氣壓、溫度等樣氣參數(shù)測量室，樣氣參數(shù)測量室前設(shè)置樣氣入孔，在散射光測量室壁設(shè)置聚光透鏡，在聚光鏡焦點(diǎn)設(shè)置光敏測量元件，在散射光功率測量室激光出射一側(cè)設(shè)置消光室。激光器發(fā)射的準(zhǔn)直光束經(jīng)過光闌消除雜散光后進(jìn)入測量室與被測氣體交匯產(chǎn)生光散射被聚光鏡聚集后由光敏元件轉(zhuǎn)換為光電流進(jìn)行測量，透射的光束進(jìn)入消光室進(jìn)行消光，在光闌、聚光鏡、消光室設(shè)置鞘氣入孔，用潔凈鞘氣保護(hù)測量室光學(xué)器件表面及光路潔凈，在延長清洗維護(hù)周期的同時(shí)確保測量精度。
【IPC分類】G01N15/06
【公開號】CN205175881
【申請?zhí)枴緾N201520943052
【發(fā)明人】許楷楠, 劉欣, 戴飛鴻, 伍曉光, 張義祥, 余生鎮(zhèn), 賴佩佩, 張家雙, 詹偉忠, 黃期輝, 俞獻(xiàn)東
【申請人】深圳市力德環(huán)保工程有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月23日