激光粉塵檢測(cè)儀是一種專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量空氣中粉塵濃度的儀器,是利用光散射原理進(jìn)行粉塵濃度測(cè)量的設(shè)備。當(dāng)激光光束通過(guò)空氣中的粉塵顆粒時(shí),會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。散射光的強(qiáng)弱與空氣中粉塵的濃度有直接關(guān)系,粉塵顆粒濃度越高,散射光的強(qiáng)度就越強(qiáng)。通過(guò)測(cè)量散射光的強(qiáng)度,可以計(jì)算出空氣中的粉塵濃度。
1、光學(xué)系統(tǒng)
激光源:通常為半導(dǎo)體激光器,能夠產(chǎn)生單色性、方向性好的激光束,常見(jiàn)的波長(zhǎng)有650nm等。激光束作為檢測(cè)的光源,其功率穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量精度影響較大。
光束整形與聚焦系統(tǒng):一般包括透鏡組等光學(xué)元件,將激光源發(fā)出的激光束進(jìn)行整形和聚焦,使其成為具有一定直徑和發(fā)散角度的薄層面光源,以便更好地照射在待測(cè)粉塵上,提高散射光的強(qiáng)度和測(cè)量的準(zhǔn)確性。
散射光收集系統(tǒng):由光電探測(cè)器等組成,安裝在與激光束垂直的方向或特定的角度位置,用于收集粉塵顆粒散射后的光信號(hào)。光電探測(cè)器的種類(lèi)多樣,如光電二極管、光電倍增管等,其性能直接影響到儀器的靈敏度和檢測(cè)限。
2、氣路系統(tǒng)
采樣入口:通常設(shè)計(jì)有進(jìn)氣口,通過(guò)內(nèi)置的抽氣泵或外部氣泵抽取空氣,使待測(cè)粉塵進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域。進(jìn)氣口的設(shè)計(jì)要考慮到氣流的均勻性和穩(wěn)定性,避免產(chǎn)生渦流或死角,影響測(cè)量結(jié)果。
流量控制部件:為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性,需要對(duì)進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域的氣體流量進(jìn)行精確控制。流量控制部件一般采用質(zhì)量流量控制器等設(shè)備,根據(jù)設(shè)定的流量值自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。
排氣口:經(jīng)過(guò)檢測(cè)的氣體從排氣口排出,排氣口的設(shè)計(jì)要確保氣體能夠順暢排出,同時(shí)防止外界氣體的倒灌和污染。
3、電路與控制系統(tǒng)
信號(hào)處理電路:光電探測(cè)器將收集到的散射光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后,需要經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路進(jìn)行放大、濾波、積分等處理,以提高信號(hào)的信噪比和穩(wěn)定性,便于后續(xù)的分析和顯示。
微處理器與控制系統(tǒng):是激光粉塵檢測(cè)儀的核心部件之一,負(fù)責(zé)控制整個(gè)儀器的運(yùn)行和數(shù)據(jù)處理。它接收來(lái)自各個(gè)傳感器的信號(hào),按照預(yù)設(shè)的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、分析和存儲(chǔ),并根據(jù)測(cè)量結(jié)果控制相關(guān)的輸出設(shè)備,如顯示屏、報(bào)警器等。
電源模塊:為儀器的各個(gè)部件提供穩(wěn)定的電源供應(yīng),保證儀器的正常運(yùn)行。電源模塊的性能直接影響到儀器的穩(wěn)定性和可靠性,一般采用直流電源,并具有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)等功能。
4、校準(zhǔn)與補(bǔ)償系統(tǒng)
校準(zhǔn)裝置:用于對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn),確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。校準(zhǔn)裝置通常包括標(biāo)準(zhǔn)粉塵源、反射片等部件,通過(guò)與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)粉塵進(jìn)行對(duì)比測(cè)量,得到儀器的校準(zhǔn)系數(shù)。
溫度補(bǔ)償系統(tǒng):由于氣體的溫度變化會(huì)影響粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)速度和散射特性,進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此需要設(shè)置溫度補(bǔ)償系統(tǒng)。溫度補(bǔ)償系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量氣體的溫度,并根據(jù)溫度變化對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的修正。
濕度補(bǔ)償系統(tǒng):在一些高濕度環(huán)境下,水蒸氣可能會(huì)與粉塵顆粒結(jié)合形成較大的顆?;蚋淖兎蹓m的物理性質(zhì),從而影響測(cè)量結(jié)果。濕度補(bǔ)償系統(tǒng)可以通過(guò)測(cè)量氣體的濕度,對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,以消除濕度的影響。
5、顯示與操作界面
顯示屏:用于實(shí)時(shí)顯示測(cè)量的粉塵濃度值、粒徑分布、溫度、濕度等信息,以及儀器的工作狀態(tài)、報(bào)警信息等。顯示屏的類(lèi)型有多種,如液晶顯示屏(LCD)、數(shù)碼顯示屏等。
操作按鈕與鍵盤(pán):用于設(shè)置儀器的參數(shù)、啟動(dòng)和停止測(cè)量、切換顯示模式等操作。操作按鈕和鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)潔明了,方便用戶(hù)使用。
通信接口:為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和遠(yuǎn)程控制,激光粉塵檢測(cè)儀通常配備有通信接口,如RS232、RS485、USB等標(biāo)準(zhǔn)接口,可以與計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器等設(shè)備進(jìn)行連接。
