CN109357982B - 粉尘仪自动校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉尘仪自动校准装置，包括接收探头、校准单元以及从右向左依次设置的直准光源、分光棱镜、第一智能调光玻璃和光陷阱；所述第一智能调光玻璃设置在所述分光棱镜的主光轴上；所述校准单元包括反射镜和模拟镜，所述反射镜设置在所述分光棱镜的主光轴的垂线上，所述模拟镜设置在所述反射镜的右侧；本申请利用智能调光玻璃及散射光模拟透镜的方式来实现粉尘的自动校准；通过利用散射光模拟透镜来真实地反映现场情况，通过改变智能调光玻璃的状态对光源进行控制，可实现任时间段仪器的零点及量程自动校准。所述接收探头设置在所述模拟镜的右侧，用于接收粉尘颗粒散射出的光信号或用于接收模拟镜发射出的光信号。

Description

粉尘仪自动校准装置

技术领域

本发明涉及一种粉尘仪自动校准装置。

背景技术

粉尘仪是检测污染源中粉尘含量的设备，现有的粉尘仪多采用基于比尔朗博定律的光电检测设备，其原理是通过检测光穿过污染源，检测光穿过带有粉尘的污染源时，污染源中的粉尘会造成检测光产生散射，通过检测器接收散射光并分析散射光的能量数据，不太的能量数据对应唯一的粉尘含量值，通过换算即可得到污染源中的粉尘含量值。然而，在一段时间使用后，发出检测光的光源会产生一定程度的衰减，光源发生改变后，光源发出的检测光的能量也会相应的减弱，最终导致检测器接收到的散射光能量变小，分析得到的粉尘含量相比于实际的粉尘含量偏低。

为了解决这个问题，现有的粉尘含量采用在检测模块内放置校准块来对粉尘仪进行校准，其校准过程如下：首先排空检测模块内的污染源，保证检测模块内没有粉尘，在检测模块内手动插入校准块，校准块实际是经过打磨的校准镜片，当检测光经过校准块时，检测光相应的产生散射，检测器接收散射光得到散射光的能量，检测器比较初始光源产生的散射光能量和校准时光源产生的散射光能量来得到光源的衰减比例，并根据两次散射光能量的变化比例来调整散射光能量与污染源中粉尘含量的对应关系，从而完成校准。

但是目前的校准块多采用电机驱动的方式来实现对光源方向的转换，增加了系统复杂性，同时增添了故障源；并且各镜片之间调试困难，不便于现场维护。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉尘仪自动校准装置，以解决现有粉尘仪自动校准装置结构复杂、不便于现场调试的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种粉尘仪自动校准装置，包括接收探头、校准单元以及从右向左依次设置的直准光源、分光棱镜、第一智能调光玻璃和光陷阱；

所述第一智能调光玻璃设置在所述分光棱镜的主光轴上；

所述校准单元包括反射镜和模拟镜，所述反射镜设置在所述分光棱镜的主光轴的垂线上，所述模拟镜设置在所述反射镜的右侧；

所述接收探头设置在所述模拟镜的右侧，用于接收粉尘颗粒散射出的光信号或用于接收模拟镜发射出的光信号。

进一步地，所述分光棱镜为消偏振分光棱镜。

进一步地，所述模拟镜包括贴合在一起的第二智能调光玻璃和散射光模拟透镜。

进一步地，所述光陷阱的内部呈蜂窝状，光信号在其内部经反复折射后衰减。

本发明的有益效果为：本申请利用智能调光玻璃及散射光模拟透镜的方式来实现粉尘的自动校准；通过利用散射光模拟透镜来真实地反映现场情况，通过改变智能调光玻璃的状态对光源进行控制，可实现任时间段仪器的零点及量程自动校准。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为该低浓度粉尘仪处于工作状态时的原理图。

图2为该低浓度粉尘仪处于校准状态时的原理图。

其中：1、接收探头；2、模拟镜；3、反射镜；4、准直光源；5、棱镜；6、第一智能调光玻璃；7、粉尘颗粒；8、光陷阱。

具体实施方式

如图1和图2所示的粉尘仪自动校准装置，包括接收探头1、校准单元以及从右向左依次设置的直准光源、分光棱镜5、第一智能调光玻璃6和光陷阱8，且所述第一智能调光玻璃6设置在所述分光棱镜5的主光轴上；所述校准单元包括反射镜3和模拟镜2，所述反射镜3设置在所述分光棱镜5的主光轴的垂线上，所述模拟镜2设置在所述反射镜3的右侧；所述接收探头1设置在所述模拟镜2的右侧，用于接收粉尘颗粒7散射出的光信号或用于接收模拟镜2发射出的光信号。

上述智能调光玻璃是两层玻璃之间夹着一层液晶膜(俗称调光膜，LC film)，液晶膜由PVB膜覆盖在最中央，然后置于高压釜或一般的一步法炉子里经过高温高压的过程胶合而成。使用者通过控制电流的通断与否控制玻璃的透明与不透明状态。当调光玻璃关闭电源时，电控调光玻璃里面的液晶分子会呈现不规则的散布状态，此时电控玻璃呈现透光而不透明的外观状态；当给调光玻璃通电后，里面的液晶分子呈现整齐排列，光线可以自由穿透，此时调光玻璃瞬间呈现透明状态。

根据本申请的一个实施例，所述分光棱镜5为消偏振分光棱镜5。消偏振分光棱镜5是通过在直角棱镜5的斜面进行镀制多层干涉膜，然后胶合成一个立方体结构，使入射光的P偏振分量和S偏振分量具有相似的分光特性。经分光棱镜5分光后能尽可能地保持入射光中原有水平偏振和垂直偏振的比例关系，P光与S光的光学特性分离度<5％，色散低，颜色中性度好。根据本申请的一个实施例，所述模拟镜2包括贴合在一起的第二智能调光玻璃和散射光模拟透镜。

根据本申请的一个实施例，所述光陷阱8的内部呈蜂窝状，光信号在其内部经反复折射后衰减。

该申请的工作过程如下：

当仪器处于工作状态时，如图1所示。此时第一智能调光玻璃6处于透明状态，光可以穿透第一智能调光玻璃6从而照射到有粉尘颗粒7的环境中。照射到粉尘颗粒7时，会产生米氏散射，探测器即可完成前向散射光的探测。而此时模拟镜2中的第二智能调光玻璃处于不透明状态，此时参比光无法穿透，被阻挡在模拟镜2右侧。

仪器处于校准状态时，如图2所示。此时第一智能调光玻璃6处于不透明状态，光无法穿透第二智能调光玻璃从而被阻挡在其右侧。而此时模拟镜2中的第二智能调光玻璃处于透明状态，经分光棱镜5分理出的参比光经过反射镜3后直接通过模拟镜2，模拟镜2中的散射光模拟透镜能够模拟散射光信号，探测器接收散射光模拟透镜模拟的散射光线的能量，最后通过检测器(图中未示出)比较初始光源产生的散射光能量和校准时光源产生的散射光能量来得到光源的衰减比例，并根据两次散射光能量的变化比例来调整散射光能量与污染源中粉尘含量的对应关系，从而完成系统的精确校准。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种粉尘仪自动校准装置，其特征在于，包括接收探头、校准单元以及从右向左依次设置的直准光源、分光棱镜、第一智能调光玻璃和光陷阱；

所述第一智能调光玻璃设置在所述分光棱镜的主光轴上；所述智能调光玻璃是两层玻璃之间夹着一层液晶膜，液晶膜由PVB膜覆盖在最中央，然后经过高温高压的过程胶合而成；使用者通过控制电流的通断与否控制玻璃的透明与不透明状态；

所述校准单元包括反射镜和模拟镜，所述反射镜设置在所述分光棱镜的主光轴的垂线上，所述模拟镜设置在所述反射镜的右侧；所述模拟镜包括贴合在一起的第二智能调光玻璃和散射光模拟透镜；模拟镜中的散射光模拟透镜能够模拟散射光信号；

所述接收探头设置在所述模拟镜的右侧，用于接收粉尘颗粒散射出的光信号或用于接收模拟镜发射出的光信号。

2.根据权利要求1所述的粉尘仪自动校准装置，其特征在于，所述分光棱镜为消偏振分光棱镜。

3.根据权利要求1所述的粉尘仪自动校准装置，其特征在于，所述光陷阱的内部呈蜂窝状，光信号在其内部经反复折射后衰减。