[发明专利]一种基于拉曼光谱的呼吸性粉尘多参数在线测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于拉曼光谱的呼吸性粉尘多参数在线测量装置，其特征在于：该装置包括预处理单元、采样单元、传动单元、控制单元、测量分析单元和交互显示单元；

所述预处理单元包括采样保护罩、过滤器、流量计A、流量计B和混合腔；所述过滤器与流量计A连接后再与混合腔连接；所述采样保护罩与流量计B连接后再与混合腔连接；

所述采样保护罩用于防止杂物进入采样单元，同时减少风速对采样的干扰；

所述过滤器用于过滤采样气流中的粉尘；

所述流量计A和流量计B分别用来计量采样气流和洁净气流的流量Q1和Q2，采样总流量Q＝Q1+Q2；

采样气流和洁净气流在混合腔中混合，洁净气流用于稀释采样气流，防止气流中粉尘浓度过大，采样时在滤带上造成粉尘的重叠；

稀释比例K＝(Q1+Q2)/Q2，若经分析计算后，粉尘浓度为c’，则真实的粉尘浓度c＝Kc’；粉尘粒度与成分与稀释比例无关；

所述采样单元包括采样泵、滤带、滤带夹紧密封及松开装置；

所述混合腔依次与滤带和采样泵连接；

所述滤带夹紧密封及松开装置用于调节滤带的状态；

所述采样泵无需外置过滤保护，滤带用于过滤采样气流中的粉尘；

所述测量分析单元包括激光器、滤光器和拉曼分析仪；

所述激光器通过滤光器与拉曼分析仪连接；

所述传动单元包括步进或者伺服电机、电机驱动器、滤带滚轴、滤带位置控制开关；电机带动滤带滚轴旋转，滤带随滚轴旋转运动；滤带位置控制开关用于控制滤带实现采样位置和检测位置的切换；

所述控制单元与传动单元、测量分析单元和采样单元连接，交互显示单元与控制单元连接。

2.基于权利要求1所述装置的于拉曼光谱的呼吸性粉尘多参数在线测量方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

系统复位；

滤带在传动单元作用下移动到空白检测位置O；

采样单元夹紧并密封滤带，延时2s，启动采样泵；

采样一定时间后，采样泵停止运行，延时2s，采样单元夹紧密封装置松开；

在传动单元作用下，滤带开始移动；若滤带由O移动至O’，则测量分析单元对采样滤带进行粉尘浓度、粒度及成分测量；若滤带没有由O移动至O’，则在传动单元作用下，滤带继续移动；

测量分析单元开始进行数据测量，采样时间小于测量分析时间，同时启动下一轮采样工作，无需测量完成后再启动；

计算出的粉尘浓度为总粉尘浓度，根据呼吸性粉尘分离效能曲线，对粉尘粒度分布进行插值计算，获得呼吸性粉尘浓度、粒度和成分。