專利名稱：新型煙塵濃度測量探頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煙塵濃度測量探頭，具體講，涉及一種對工業鍋爐、電廠鍋爐、工業窯爐的煙道氣中煙塵濃度進行在線連續測量的探頭。
背景技術：
為了保護環境，控制工業污染源煙道的煙塵排放濃度，制定了不同的煙塵排放標準，并且研制了煙塵濃度測量裝置，煙塵濃度測量探頭是煙塵濃度測量裝置的一個關鍵部件。煙塵濃度測量探頭普遍采用光學煙塵濃度測量探頭，煙塵濃度測量探頭和反光鏡分別安裝煙道口兩側，這種煙塵濃度測量探頭是根據煙塵微粒對光的吸收和散射，使光的強度發生變化，由光強度的損失比例來計算出煙塵中微粒的濃度。但因在測量過程中，有很多因素影響著光強度的變化，從而影響到測量的準確度，如外界環境及溫度的變化、光源長期使用老化光強度衰減，電源線路干擾等都會影響光源光強度的變化和光敏器件的接收。雖然采取一定措施，如用清潔氣吹和氣流保護，但因室外環境和使用條件惡劣，煙塵濃度測量探頭的保護鏡面隨時都會粘上煙塵中的微粒，影響光強度，使測量不準確，影響了測量的準確度。為此，必須根據情況校準或不斷清擦外露的保護鏡表面，這是不可能的。現有的煙塵濃度測量探頭沒有校正的必要結構，不能隨時校正，必須進行人工處理才能保證測量的準確度。

發明內容
為了克服現有煙塵濃度測量探頭保護鏡表面污染后不能隨時校準，進行人工擦鏡的難度大的不足，本實用新型提供一種能夠校準的煙塵濃度測量探頭。
本煙塵濃度測量探頭包括安裝在一起的探頭殼體、光源組件、聚光鏡組件、光接收組件、分光鏡組件、物鏡筒，光源組件安裝著激光發光管，聚光鏡組件安裝著聚光鏡，光接收組件安裝著光敏接收器，物鏡筒安裝著物鏡，分光鏡組件安裝在探頭殼體內，光源組件與聚光鏡組件安裝在一起，并與物鏡筒位于分光鏡組件的兩側，安裝在探頭殼體的兩邊，光源組件、聚光鏡組、分光鏡組件、物鏡筒的中心線在同一縱向軸線即在同一縱光軸上，分光鏡組件的半透明分光板與縱向軸線成45°，聚光鏡組件的焦點與物鏡筒物鏡的焦點位于分光鏡組件的半透明分光板上，光接收組件安裝在探頭殼體的另一邊，位于與縱向軸線即縱光軸垂直并通過物鏡焦點的橫向軸線上即橫光軸上，其特征是在物鏡筒外安裝著電動機和平面反射鏡，平面反射鏡的法線與縱向軸線平行，平面反射鏡安裝在可轉動的平面鏡座，在平面鏡座安裝在該電動機的軸上。
為了校正更多的技術參數，在探頭殼體的中部有一環形凹槽，探頭殼體的環形凹槽內的凸臺部分有兩個相互垂直的通光孔，其中縱向通光孔的軸線與縱向軸線重合，另一通光孔的軸線與橫向軸線重合，分光鏡組件安裝在縱向通光孔內，在探頭殼體還安裝著遮光圈轉動裝置，遮光圈轉動裝置有一個安裝座、電動機、遮光圈，遮光圈有一平板，經該平板安裝在電動機的軸上，該電動機安裝在安裝座，安裝座固定在探頭殼體，遮光圈與探頭殼體的環形凹槽相配，并伸到環形凹槽內，在遮光圈安裝著一個濾光片，在遮光圈有兩個長條形通光槽，當濾光片的光軸與半透明分光板平行時，其中一個通光槽的一端與光接收組件對應的通光孔相通并相對應，另一端與物鏡筒對應的縱向通光孔的一端相通并相對應，另一個通光槽與光源組件相對應的縱向通光孔的一端相通并相對應，該通光槽的長度大于縱向通光孔，并不大于縱向通光孔的兩倍，在遮光圈的下端面均勻安裝著若干個限位釘。
為了校正光源組件的光源的衰減，在探頭殼體還安裝著零點參照反光鏡組件，零點參照反光鏡組件安裝在與光接收組件相反的位置，零點參照反光鏡組件的軸線與橫光軸重合，在零點參照反光鏡組件安裝著聚光鏡和平面對反射鏡，平面反射鏡位于該聚光鏡后。
為了保護物鏡，在物鏡筒外安裝著保護鏡組件。
為了便于使用，配置著反射鏡組件。
本實用新型采取上述結構，在現有煙塵濃度測量探頭的物鏡外設置了平面反射鏡，在操作室便可對煙塵零點進行校正，操作方便，省時。加設可擋住光線的遮光圈的，還可對測量裝置量程、測量裝置零點進行校正。加設零點參照反光鏡組件時，可對光源的發光管的老化衰減引起的誤差進行校正。


圖1是本實用新型最佳實施例的沿縱光軸和橫光軸的剖視圖。
圖2是沿圖1中A-A線的局部剖視圖，圖中省略了物鏡筒。
圖3是遮光圈的軸向剖視圖。
圖4是與圖3相對應的左視圖。
圖5是測量煙塵濃度時的光路圖。
圖6是煙塵零點校正時的光路圖。
圖7是測量裝置量程校正時的光路圖。
圖8是測量裝置零點校正時的光路圖。
圖9是參照光測定光路圖。
上述圖中1、光源組件2、聚光鏡組件 3、光接收組件4、物鏡筒5、保護鏡組件 6、零點參照反光鏡組件 7、分光鏡組件8、安裝殼 9、接線頭 10、測溫探頭 11、恒溫器12、插頭 13、激光發光管 14、插頭 15、分離式聚光鏡16、濾光片 17、光敏接收器 18、安裝座 19、通光孔20、半透明分光板 21、通光孔 22、通光槽 23、鏡筒24、物鏡 25、保護 26、保護鏡罩 27、平面鏡座28、平面反射鏡 29、電動機 30、通光孔座 31、環形凹槽32、遮光圈 33、探頭殼體 34、通光槽 35、單片聚光鏡36、反光鏡 37、保溫殼 38、安裝座 39、電機安裝座40、遮光圈轉動裝置 41、電動機 42、軸孔 43、軸44、下端面 45、限位釘 46、限位釘47、煙塵流 48、平面反射鏡49、反射鏡組件 50、鏡殼 51、保護鏡具體實施方式
下面結合實施例及其附圖對本實用新型進行詳細說明，但本實用新型不局限于下述的實施例。
圖1、圖2給出的煙塵濃度測量探頭包括安裝在一起的探頭殼體33、光源組件1、聚光鏡組件2、光接收組件3、分光鏡組件7、物鏡筒4，光源組件安裝在探頭殼體33的安裝殼8內，在安裝殼8內安裝著保溫殼37，光源組件1的激光發光管13及聚光鏡組件2安裝在保溫殼37內，聚光鏡組件2安裝著雙片分離式聚光鏡15，光接收組件3有一安裝座18，在安裝座18安裝著光敏接收器17，物鏡筒4安裝著單片望遠物鏡24，分光鏡組件7安裝在探頭殼體33的通光孔21內，光源組件1與聚光鏡組件2安裝在一起位于圖1中探頭殼體33的左側，物鏡筒4位于探頭殼體44的右側，光源組件1、聚光鏡組件2、分光鏡組件7、物鏡筒4的軸線在同一縱向上軸線即在同一縱光軸上，分光鏡組件7的半透明分光板20與縱光軸成45°，分離式聚光鏡15的焦點與物鏡24的焦點位于半透明分光板20上，光接收組件3安裝在圖1中探頭殼體33的上邊，位于與縱向軸線垂直并通過物鏡24焦點的橫向軸線上即橫光軸上，其特征是在探頭殼體33的中部有一環形凹槽31，在探頭殼體33的環形凹槽31內的凸臺部分形成通光孔座30，在通光孔座30有兩個相互垂直的通光孔，縱向通光孔21的軸線與縱向軸線重合，通光孔19的軸線與橫向軸線重合，分光鏡組件7的半透明分光板20安裝在縱向通光孔21內。在探頭殼體33還安裝著遮光圈轉動裝置40與零點參照反光鏡組件6，遮光圈轉動裝置40有一個電機安裝座39、電動機41、遮光圈32，遮光圈32安裝在電動機41的軸43上，電動機41安裝在電機安裝座39，電機安裝座39固定在探頭殼體33，遮光圈32與探頭殼體33的環形凹槽31相配，并伸到環形凹槽31內，在遮光圈32安裝著一個濾光片16，在遮光圈32有兩個長條形通光槽，當濾光片16的光軸與半透明分光板20平行時，通光槽22的一端與光接收組件3對應的通光孔19相對應并相通，另一端與物鏡筒24對應的縱向通光孔21相對應并相通，通光槽34與光源組件1相對應的縱向通光孔21相對應，通光槽34的長度大于縱向通光孔21，并且不大于縱向通光孔21的兩倍。遮光圈32的形狀見圖3、圖4，在遮光圈32的下端面均勻安裝著八個限位釘如限位釘45、限位釘46。零點參照反光鏡組件6安裝在圖1中探頭殼體33的下方位置，零點參照反光鏡組件6的軸線與橫向軸線重合，在零點參照反光鏡組件6安裝著單片聚光鏡35和平面反射鏡36，平面反射鏡36位于聚光鏡35后。
為了保護物鏡24，有物鏡筒4外安裝著保護鏡組件5，在保護鏡組件5安裝著保護鏡25。
在保護鏡組件5外安裝著電動機29和平面反射鏡28，平面反射鏡28安裝在可轉動的平面鏡座27，平面鏡座27安裝在電動機29的軸上，電動機29安裝在保護鏡罩26。本實施例配置著反射鏡組件49，反射鏡組件49由平面反射鏡48、鏡殼50、保護鏡51構成，平面反射鏡48、保護鏡51安裝在鏡殼50內。
測量煙塵濃度的光路見圖5，把平面反射鏡28轉到縱向光路外，由激光發光管13發出的光經分離式聚光鏡15聚集到半光透明分光板20后有50％的光線經物鏡24成平行光，平行光經煙塵流47射到安裝在煙塵流47后的平面反射鏡48，經平面反射鏡48反射再經煙塵流47和物鏡24聚焦到半透明分光板20，反射到光敏接收器17由光敏接收器17接收，將光信號轉換為電信號，把電信號輸給信號處理裝置，由信號處理裝置將電信號的大小轉換為與之相應的煙塵濃度值。
煙塵濃度測量探頭使用一段時間后，保護鏡25的外表面被煙塵污染，整個煙塵濃度測量探頭的零點參照值漂移，影響測量的準確度，必須進行零點的校正。進行零點校正時，通過電動機29轉動平面反射鏡28，用平面反射鏡28擋住物鏡24，參見圖6，由激光發光管13發出的光射到平面反射鏡28，經平面反射鏡28反射后再經半透明分光板20反射到光敏接收器17，這時沒有煙塵的影響，如果保護鏡25表面沒有污染，整個煙塵濃度測量探頭的零點應保持不變，由于保護鏡25表面的污染層影響，零點參照值漂移到新的值，把該值作為新的參照值，在測量到新的煙塵濃度值時，減去該值即是測量的煙塵濃度值。保護鏡25表面污染嚴重時，再人工擦保護鏡25。
開動電動機41使遮光圈32由圖6向右轉動45°，把濾光鏡16轉到光接收組件3的光路中，光路參見圖7，經平面反射鏡28反射回的光線經濾光鏡16衰減后射到光敏接收器17。把濾光鏡16視作通過一定煙塵濃度的模擬值，進行對煙塵濃度測量探頭量程的校正。
整個煙塵濃度測量探頭的零位校正光路圖見圖8，使平面反射鏡28退出光路，使遮光圈32由圖7的位置再轉45°，遮光圈32把激光發光管13的光線擋住，光路封閉，沒有光線射到光敏接收器17，整個煙塵濃度測量探頭的顯示為零，否則進行調整。
把遮光圈32由圖6的位置向左轉90°，參照圖9，遮光圈32把射向物鏡24的光線擋住，同時射向零點參照反光鏡組件6的光路打開，激光發光管13發出的光線由半透明分光板20反射到零點參照反光鏡組件6，經單片聚光鏡35射到平面反射鏡36，再由平面反射鏡36反射到光敏接收器17，光敏接收器17輸出的電流值應為最大，通過信號處理裝置顯示出的煙塵應為零，否則表明激光發光管13長期使用老化而衰減，應對此進行補償，對整個煙塵濃度測量探頭進行調節。
權利要求1.一種新型煙塵濃度測量探頭，它包括安裝在一起的探頭殼體、光源組件、聚光鏡組件、光接收組件、分光鏡組件、物鏡筒，光源組件安裝著激光發光管，聚光鏡組件安裝著聚光鏡，光接收組件安裝著光敏接收器，物鏡筒安裝著物鏡，分光鏡組件安裝在探頭殼體內，光源組件與聚光鏡組件安裝在一起，并與物鏡筒位于分光鏡組件的兩側，安裝在探頭殼體的兩邊，光源組件、聚光鏡組、分光鏡組件、物鏡筒的中心線在同一縱向軸線上，分光鏡組件的半透明分光板與縱向軸線成45°，聚光鏡組件的焦點與物鏡筒物鏡的焦點位于分光鏡組件的半透明分光板上，光接收組件安裝在探頭殼體的另一邊，位于與縱向軸線垂直并通過物鏡焦點的橫向軸線上，其特征是在物鏡筒外安裝著電動機和平面反射鏡，平面反射鏡的法線與縱向軸線平行，平面反射鏡安裝在可轉動的平面鏡座，在平面鏡座安裝在該電動機的軸上。
2.根據權利要求1所述的煙塵濃度測量探頭，其特征是在探頭殼體的中部有一環形凹槽，探頭殼體的環形凹槽內的凸臺部分有兩個相互垂直的通光孔，其中縱向通光孔的軸線與縱向軸線重合，另一通光孔的軸線與橫向軸線重合，分光鏡組件安裝在縱向通光孔內，在探頭殼體還安裝著遮光圈轉動裝置，遮光圈轉動裝置有一個安裝座、電動機、遮光圈，遮光圈有一平板，經該平板安裝在電動機的軸上，該電動機安裝在安裝座，安裝座固定在探頭殼體，遮光圈與探頭殼體的環形凹槽相配，并伸到環形凹槽內，在遮光圈安裝著一個濾光片，在遮光圈有兩個長條形通光槽，當濾光片的光軸與半透明分光板平行時，其中一個通光槽的一端與光接收組件對應的通光孔相通并相對應，另一端與物鏡筒對應的縱向通光孔的一端相通并相對應，另一個通光槽與光源組件相對應的縱向通光孔的一端相通并相對應，該通光槽的長度大于縱向通光孔，并小于縱向通光孔的兩倍，在遮光圈的下端面均勻安裝著若干個限位釘。
3.根據權利要求1或2所述的煙塵濃度測量探頭，其特征是在探頭殼體還安裝著零點參照反光鏡組件，零點參照反光鏡組件安裝在與光接收組件相反的位置，零點參照反光鏡組件的軸線與橫光軸重合，在零點參照反光鏡組件安裝著聚光鏡和平面對反射鏡，平面反射鏡位于該聚光鏡后。
4.根據權利要求1或2所述的煙塵濃度測量探頭，其特征是還配置著反射鏡組件。
5.根據權利要求3所述的煙塵濃度測量探頭，其特征是還配置著反射鏡組件。
專利摘要一種新型煙塵濃度測量探頭，它包括探頭殼體、光源組件、聚光鏡組件、光接收組件、分光鏡組件、物鏡筒，其特征是在物鏡筒外安裝著電動機和平面反射鏡。可在探頭殼體設置環形凹槽，探頭殼體的環形凹槽內的部分有兩個相互垂直的通光孔，分光鏡組件安裝在縱向通光孔內，在探頭殼體還安裝著遮光圈轉動裝置，遮光圈轉動裝置的遮光圈伸到環形凹槽內，在遮光圈安裝著一個濾光片，在遮光圈有兩個長條形通光槽。還可在探頭殼體還安裝零點參照反光鏡組件，零點參照反光鏡組件安裝在與光接收組件相反的位置。本實用新型在操作室便可對煙塵零點進行校正，操作方便，省時。加設遮光圈，還可對測量裝置的量程、測量零點進行校正。
文檔編號G01N21/53GK2738244SQ200420092039
公開日2005年11月2日 申請日期2004年11月2日 優先權日2004年11月2日
發明者白惠峰, 閆興鈺, 白慧賓, 徐宗照, 蔣秋靜, 李吉生 申請人:太原中綠環保技術有限公司