[发明专利]气体颗粒物测量装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种能够快速、自动测量气体中颗粒物含量的颗粒物测量装置，能够应用于需要进行气体中颗粒物含量测量的各种场合。

背景技术

目前，现有气体中颗粒物测量仪器大致有三种，一种是利用滤膜过滤气体中颗粒物，然后根据过滤前后质量差和流经滤膜的气体体积得出气体中颗粒物含量，该方法精度较高，但是测量操作繁琐，自动化程度低；二是利用气体中颗粒物对光的散射进行测量，该方法自动化程度高，但是精度低；三是利用白色反光滤膜收集待测气体中的颗粒物，再通过测量白色反光滤膜的反射率的变化和流经滤膜的体积计算出颗粒物含量，该方法自动化程度高，精度较高，但是需要预先获得气体中颗粒物的反射特性，否则将出现较大误差。

发明内容

为了提高气体颗粒物测量精度和自动化程度，本发明提供一种气体中颗粒物测量装置，用抽气泵使己知体积的气体同时流经反射率较高的反光滤膜和反射率较低的吸光滤膜，反光滤膜和吸光滤膜过滤气体中的颗粒物，利用光源照射反光滤膜和吸光滤膜，反光滤膜的反射光强随着颗粒物的沉积增加而减小，吸光滤膜的反射光强随着颗粒物的沉积增加而增加，并且反光滤膜和吸光滤膜对气流的阻力比为固定值，因此流经反光滤膜和吸光滤膜的气体体积比为固定值，可以分别计算出流经反光滤膜和吸光滤膜的气体体积。利用光电探测及数据处理装置分别测出反光滤膜和吸光的反射光强变化，从而计算出气体中颗粒物含量。采用该方法无需对滤膜称重，还可以采用带状滤膜和滤膜输送装置，间歇输送滤膜从而实现长时间多次自动化测量。并且，和散射法测量气体中颗粒物方法相比，具有较高的测量精度。由于该装置考虑了气体中颗粒物的对光的反射和吸收，因此不会受到颗粒物反射率的影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1.一种气体颗粒物浓度测量装置，由带有通气孔的滤膜基座、反光滤膜、吸光滤膜、抽气泵及流量测量装置、光源、光电探测及数据处理装置构成，其特征为：反光滤膜和吸光滤膜盖紧在滤膜基座的通气孔上，滤膜基座的通气孔和抽气泵及流量测量装置相连，光源发出的光能够照射到反光滤膜和吸光滤膜上，光电探测及数据处理装置能够探测反光滤膜和吸光滤膜反射的光强度值并进行数据处理。

2.根据权利要求1所述反光滤膜，其特征为：对特定波长反射率大于90％的滤膜；

3.根据权利要求1所述吸光滤膜，其特征为：对特定波长反射率小于10％的滤膜；

4.根据权利要求1所述反光滤膜和吸光滤膜，其特征为：反光滤膜和吸光滤膜为各自独立的滤膜，两种滤膜对气流的阻力比值为定值；

5.根据权利要求1所述反光滤膜和吸光滤膜，其特征为：反光滤膜和吸光滤膜为同一滤膜的不同部分，且两部分对气流的阻力比为定值；

6.根据权利要求1所述滤膜基座，其特征为：反光滤膜和吸光滤膜覆盖的通气孔为两个或两个以上的孔且气路相通；

7.根据权利要求1所述滤膜基座，其特征为：反光滤膜和吸光滤膜覆盖的通气孔为一个孔；

8.根据权利要求1所述抽气泵及流量测量装置，其特征为：能够对滤膜基座的通气孔进行抽气并且能够测量出流经反光滤膜和吸光滤膜的气体体积。

利用抽气泵及流量测量装置抽取已知体积的待测气体经反光滤膜和吸光滤膜，由于反光滤膜和吸光滤膜对气流的阻力比固定，因此可以分别计算出流经反光滤膜和吸光滤膜的气体体积。使用光源照射反光滤膜和吸光滤膜，通过光电传感器分别得到的反光滤膜和吸光滤膜反射的光强度变化数值，结合流经反光滤膜和吸光滤膜的气体的体积，即可计算出被测气体中颗粒物的含量。

本发明的有益效果是，结构简单，测量精度高，能够实现气体中颗粒物的自动测量。

附图说明

附图为本发明示意图，下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图中1.抽气泵及流量测量装置；2.滤膜基座；3.反光滤膜；4.光源；5.光电探测及数据处理装置；6.吸光滤膜。

具体实施方式

在图中，反光滤膜3和吸光滤膜6安装在滤膜基座2的通气孔上，在滤膜基座2的反光滤膜3和吸光滤膜6同侧一定距离上安装有光源4和光电探测及数据处理装置5，其中光源4能够发射光波照射到反光滤膜3和吸光滤膜6上，而光电探测及数据处理装置5能够分别收集并探测反光滤膜3和吸光滤膜6反射的光强度数值并由进行数据处理。利用抽气泵及流量测量装置1使已知体积的被测气体流经反光滤膜3和吸光滤膜6，被测气体中的颗粒物会沉积在反光滤膜3和吸光滤膜6上，并且反光滤膜3和吸光滤膜6上沉积的颗粒物的量和流经该滤膜的待测气体体积及待测气体中颗粒物的含量成正比。由于颗粒物具有一定的反射率和吸收率，光源4照射到反光滤膜3上的光一部分被吸收，另外一部分被反射，由于反光滤膜3具有比颗粒物高的反射率，因此反光滤膜3上沉积的颗粒物越多，则反射回去的光强越低(若颗粒物反射率与反光滤膜3相等，则反射光强不变)；同理由于吸光滤膜6具有比颗粒物低的反射率，因此吸光滤膜6上沉积的颗粒物越多，则反射回的光强越高(若颗粒物反射率等于吸光滤膜，则反射光强不变)。通过光电探测及数据处理装置5可以分别获得反光滤膜3由颗粒物的吸光特性造成的反射强度降低的数值，以及吸光滤膜6上由颗粒物的反射增加的光强度数值。由于反光滤膜3和吸光滤膜6具有固定的对气流的阻力，因此可以根据流经反光滤膜3和吸光滤膜6上的总的气体体积分别计算出流经反光滤膜3的气体体积以及流经吸光滤膜6的气体体积。利用流经反光滤膜3的气体体积和流经吸光滤膜6的气体体积，以及反光滤膜3和吸光滤膜6反射的光强的变化数值，就能够得出待测气体中任意反射特性的颗粒物的含量。