[实用新型]一种火灾烟雾散射和消光特性测量装置

权利要求书

1.一种火灾烟雾散射和消光特性测量装置，其特征在于：包括烟雾发生输送部分、散射和消光测量部分以及信号处理部分，其中烟雾发生输送部分包括烟箱(1)、进烟风机(2)、进气管(3)、整流蜂巢(4)、喷嘴(5)、光敏区(6)、排气管(7)和排烟风机(8)，散射和消光测量部分包括激光器、光阑、光阱、光电倍增管、光电二极管、滤光片和环形导轨(20)，信号处理部分包括前置放大器、跨阻放大器、采集卡和计算机；激光器包括波长λ₁的散射光源(9)和波长为λ₂的消光光源(16)，波长λ₁的散射光源(9)发射波长为λ₁的激光，波长为λ₂的消光光源(16)发射波长为λ₂的激光，滤光片包括波长为λ₁的滤光片和波长为λ₂的滤光片，烟箱(1)中生成的火灾烟雾由进烟风机(2)引流并通过整流蜂巢(4)进行整流，然后经由喷嘴(5)离开进气管(3)进入光敏区(6)，再被排烟风机(8)引流由排气管(7)排出；波长为λ₁的激光通过烟雾后的透射光由位于同一直线的光阱吸收，其散射光通过波长为λ₁的滤光片后分别由两个光电倍增管进行检测；波长为λ₂的激光通过烟雾后的透射光经过波长为λ₂的滤光片后由位于同一直线的光电二极管进行检测；光电倍增管将检测到的光强信号转换为电压信号，通过前置放大器对电压信号进行进一步处理后由数据采集卡进行采集并保存到计算机中以便于数据处理；而光电二极管将检测到的光强信号转换为电流信号，再由跨阻放大器将电流信号转化为电压信号，最后通过数据采集卡进行采集并保存到计算机中。

2.根据权利要求1所述的一种火灾烟雾散射和消光特性测量装置，其特征在于：所述激光器、光阑、光阱、光电倍增管、光电二极管、滤光片全部封装在不同壳体中，所有壳体通过螺栓和夹持件装配在横截面为梯形的环形导轨上，并且可以在导轨上移动和拆卸，各元件的光轴位于同一水平面并交汇于一点，交汇点与导轨圆心位于同一竖线上，导轨内侧分布有角度刻度，在校准刻线的辅助下，通过封装壳体基座上的通孔可以读取元件光轴当前的角度值，并且能够精确调节元件在导轨上的位置。

3.根据权利要求1所述的一种火灾烟雾散射和消光特性测量装置，其特征在于：所述散射光源(9)和消光光源(16)所发射激光的波长λ₁和λ₂应具有一定的差异，在对应波长滤光片的辅助下可以排除不同波长的激光对光电倍增管或光电二极管的影响，所述散射光源(9)的功率要比消光光源(16)的功率大，通过更换不同波长和功率的光源，可以测量火灾烟雾在不同激光中的散射和消光特性，散射特性以某一角度下光电倍增管接收到的散射光强为基准进行归一化后的相对比值进行表征，而消光特性以未通入火灾烟雾时光电二极管接收到的光强为基准进行归一化后的相对比值进行表征。

4.根据权利要求1所述的一种火灾烟雾散射和消光特性测量装置，其特征在于：所述火灾烟雾在进气管与排气管之间的光敏区形成一个细小烟柱，烟柱中心与激光器、光阑、光阱、光电倍增管、光电二极管、滤光片的光轴交汇点重合，激光光斑的大小可以通过壳体内激光器前方的光阑进行调节，使得光斑尺寸与烟柱直径一致，排烟风机的功率可以改变，进而改变光敏区的烟雾流速，实现不同流速下散射和消光特性的测量，进气喷嘴通过螺纹接入进气管，更换不同内径的喷嘴可以改变光敏区的烟雾浓度，实现不同烟雾浓度下散射和消光特性的测量。