[发明专利]一种对射型耐高温烟尘传感器及实时检测方法

权利要求书

1.一种对射型耐高温烟尘传感器，特征在于包括：一个激光光源，两个光窄带滤波器，一个光隔离器，两个激光探头，两根纯石英光纤，一个光电探测器；其中纯石英光纤的芯径为800μm且带有不锈钢铠装，每个激光探头由一套激光扩束准直镜、一个5维调节架、一片纯石英镜片、一根800μm芯径的纯石英光纤、一个气体输入口、三个气体喷嘴构成；

光隔离器输入端与所述光窄带滤波器输出端连接，使得所述激光光源不受所述系统中光路的后向反射和散射光的影响，在系统工作时能够稳定地工作；

所述输入、输出端芯径为800μm且带有不锈钢铠装的纯石英光纤的最高耐温为1000℃；

所述激光探头由一套激光扩束准直镜、一个5维调节架、一片纯石英镜片、一根800μm芯径的纯石英光纤、一个气体输入口、三个气体喷嘴构成；

系统所述的发射端激光探头与接收端激光探头的结构相同；

所述5维调节架置于激光探头内，其调节旋钮位于激光探头外侧。

2.根据权利要求1中所述的一种对射型耐高温烟尘传感器，特征在于：所述激光扩束准直镜固定在5维调节架上，安装时通过5维调节架对激光准直镜头进行调节，使得两个激光探头中的激光扩束准直镜能位于同一轴线上。

3.根据权利要求1中所述的一种对射型耐高温烟尘传感器，特征在于：所述激光探头的壳体材质为不锈钢，除了气体输入口和气体喷嘴孔，其余地方均密闭不通气，气体的输入口位于激光探头的激光输入端，三个气体喷嘴在激光探头横截面圆周上均匀分布，气体喷嘴斜向指向激光出射端的纯石英镜片的镜面，气体喷嘴呈鸭嘴型。

4.根据权利要求1中所述的一种对射型耐高温烟尘传感器，特征在于：所述激光光源，光电探测器，激光探头均为独立元器件；

所述发射端的激光光源输出经过光窄带滤波后，再通过一个光隔离器后用带不锈钢铠装的纯石英光纤与激光探头连接；

所述接收端的激光探头将所接收的光通过带不锈钢铠装的纯石英光纤传输到光窄带滤波器再与光电探测器连接；

芯径为800μm的纯石英光纤为无芯光纤，由纯石英棒经过拉制而成。

5.根据权利要求1中所述的一种对射型耐高温烟尘传感器，特征在于：激光检测探头具有自冷却和自清洁能力；

由一个5维调节架夹持激光扩束准直镜头，此调节架通过位于激光探头外侧的旋钮进行调节；

气体的输入口位于激光探头的激光输入端，气体喷嘴斜向指向激光出射端的纯石英镜片的外侧。

6.根据权利要求1中所述的一种对射型耐高温烟尘传感器，特征在于：所述激光探头外侧采用纯铜导水管螺旋状密致排列。

7.一种对射型耐高温烟尘实时检测方法，特征在于包括步骤如下：

两个激光探头分别位于激光输出端和激光接收端，激光输出端的激光探头将光纤所传输的光进行扩束准直，经过准直后的光斑发散角为0.1mrad，激光接收端的激光探头将穿过烟尘带的激光经过光斑压缩再传入到激光接收端的光纤，再经过光窄带滤波器后导入光电传感探头，光电传感探头通过探测此时的光功率而输出对应电压值。这样不同浓度的烟尘对应不同的光电探测器输出电压值，即可实现烟尘浓度的实时检测。

8.根据权利要求7中所述的一种对射型耐高温烟尘实时检测方法，特征在于：激光光源所出射光经过一个光窄带滤波器输出特定波长的光，在接收端安置有和发射端相同的光窄带滤波器，消除因周围环境光对检测系统造成的干扰；

在激光发射端，激光先通过一个光窄带滤波器后再通过一个光隔离器，然后再经过芯径为800μm且带有不锈钢铠装的纯石英光纤接入激光探头；

在激光接收端，激光探头将穿过烟尘带的激光光斑经过压缩再传入到接收端的光纤，再经过光窄带滤波器后导入光电传感探头，光电传感探头通过探测此时的光功率而输出对应电压值；

所述发射端的激光扩束准直镜先将光纤输出激光光斑进行扩束，然后再对扩束后的光斑进行准直，准直后光斑的光束发散角为0.1mrad，接收端的激光扩束准直镜先将所接受光斑进行准直再将光斑压缩。