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专利名称：嵌入式多功能烟尘粉尘在线监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种嵌入式多功能烟尘粉尘在线监测系统。
背景技术：
随着我国国民经济的迅速发展，除废气、废水外，颗粒状粉尘、烟尘向大气排放所造成的环境污染已成为一个十分突出的问题。由于烟尘粉尘排放的颗粒粒径很小(微米数量级)，加上工业现场的恶劣环境(如高温)，给烟尘粉尘排放的监控和检测带来极大的困难。目前烟尘、粉尘测量方法主要有光学法、采样称重法和静电法三种。采样称重法不适合于在线测量，静电法易受干扰，国内技术并不成熟，光学法又进一步分为浊度法和散射法。而浊度法是目前国外普遍采用的用来测量烟尘、粉尘浓度的方法，采用这种方法的国外仪器在国内许多单位也都得到了成功应用。但是，国外烟尘粉尘在线监测系统有以下缺点1、价格昂贵，是国产同类仪器几倍，不利于推广；2、仪器中红外光源寿命短，稳定性差；3、设计复杂，可靠性低，灵活性差；4、不能进行远程参数设定及数据传输。

发明内容
本实用新型的目的是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种成本低、光源使用寿命长、工作稳定性高，结构简单、可靠性高、灵活性好、可实现远程仪器参数设定及数据传输，便于现场调试，不受外界光线、水分影响及静电干扰的嵌入式多功能烟尘粉尘在线监测系统。
本实用新型是这样实现的它有一个红外发射装置和红外接收装置，所说的红外发射装置和红外接收装置通过信号线与用于控制红外发射装置、红外接收装置及整个系统工作的主控制器相连接，所说的主控制器由单片机及分别与单片机相连接的按键、显示器和用于存储测量数据的存储器组成，其特殊之处是所说的红外发射装置是由双回路红外发光器、输出端与红外发光器的电源端相连接并用于给红外发光器提供恒定的电源以使红外发光器发出光强均匀的红外光的恒功率电源构成，所说的红外接收装置是由光电探测器、接在光电探测器输出端的前置放大器和接在前置放大器输出端并用于将接收的信号转换成可供主控制器进行定量分析的电压信号的信号转换器构成，且光电探测器和前置放大器集于一个机盒内，在单片机的输入/输出口上接有用于实现远程仪器参数设定及数据传输的RS232接口。
本实用新型的优点是1、成本低，便于推广应用；2、采用恒功率红外光双光路测量，在长时间测量的情况下仍不影响红外光源的寿命，从而提高了仪器的稳定性。
3、将前置放大器、光电探测器集于一个机盒内，既简化了设计，又提高了整机的可靠性和灵活性；
4、通过RS232接口，可实现远程仪器参数设定及数据传输；5、与光散射法比较，不受外界光线影响，不考虑水分影响；与静电法比较，不受静电干扰。


图1是本实用新型的电路方框图；图2是本实用新型中红外发射装置电路及光路原理图；图3是本实用新型中红外接收装置的电路原理图。
具体实施方式
如图1～图3所示，本实用新型有一个红外发射装置1和红外接收装置2，所说的红外发射装置1和红外接收装置2通过信号线3与用于控制红外发射装置1、红外接收装置2及整个系统工作的主控制器4相连接，所说的主控制器4由单片机4A以及分别与单片机相连接的按键5、显示器6和用于存储测量数据的存储器7组成，且在主控制器4上设有电源端9和信号输出端10，所说的单片机4A可采用Cygnal公司的C8051F005，红外发射装置1是由双回路红外发光器12、用于给红外发光器12提供恒定电源并使红外发光器12发出的红外光光强均匀的恒功率电源11构成，所说的恒功率电源11的输出端与红外发光器12的电源端相连接。所说的红外接收装置2是由光电探测器21、接在光电探测器21输出端的前置放大器22和接在前置放大器22输出端并用于将接收的信号转换成可供主控制器4进行定量分析的电压信号的信号转换器23组成，且光电探测器21和前置放大器22集于一个机盒内，以简化设计结构，提高整机的可靠性和灵活性。在单片机4A的输入/输出口上接有通讯接口-RS232接口8，用于远程进行仪器参数设定及数据传输。
安装时，将红外发射装置1的红外发光器12和红外接收装置2中的光电探测器21安装在烟道15两侧，以确保测量含尘量时，测量路径穿过烟道直径，测量值是整个路径的平均值，使测量更具有代表性，而且可用于大直径管道或烟道的测量。工作时，接通系统电源，恒功率电源11给红外发光器12提供恒定的电源，使红外发光器12发出光强均匀的双回路红外光，其中光路13的光信号送给红外接收装置2，光路14做为参比光送回主控制器4，以提高系统的测量精度。光电探测器21接收红外发射装置1发出的红外光，经前置放大器22将信号放大，再通过信号转换器23将信号转换成可供主控制器4进行定量分析的电压信号，传送给主控制器4，并由主控制器4的信号输出端10输出4-20毫安的电流信号。该嵌入式多功能烟尘粉尘在线监测系统可以通过RS232接口8进行远程参数设定，可进行的设定包括1、校正；2、在必要的时候需要设置烟道直径，吸收系数，高、低报警，以及修正公式中的数据存储间隔，例如烟道直径一般取值范围为1～6米，高报警在70％左右，低报警在30％左右，数据存储间隔取值范围为1秒到120分，每隔此时间间隔下位机均要存储一次测得的数据。3、时间设置，将上位机时间或者自己设置的时间参数传送给下位机；4、数据传输，包括单次纪录传输和历史纪录传输，单次纪录由下位机传送上来那一时刻测得的数据到上位机硬盘中；历史纪录有两种输出形式图形和表格。
权利要求1.一种嵌入式多功能烟尘粉尘在线监测系统，包括红外发射装置和红外接收装置，所说的红外发射装置和红外接收装置通过信号线与用于控制红外发射装置、红外接收装置及整个系统工作的主控制器相连接，所说的主控制器由单片机及分别与单片机相连接的按键、显示器和用于存储测量数据的存储器组成，其特征是所说的红外发射装置是由双回路红外发光器、输出端与红外发光器的电源端相连接并用于给红外发光器提供恒定的电源以使红外发光器发出光强均匀的红外光的恒功率电源构成，所说的红外接收装置是由光电探测器、接在光电探测器输出端的前置放大器和接在前置放大器输出端并用于将接收的信号转换成可供主控制器进行定量分析的电压信号的信号转换器构成，且光电探测器和前置放大器集于一个机盒内，在单片机的输入/输出口上接有用于实现远程仪器参数设定及数据传输的RS232接口。
专利摘要一种嵌入式多功能烟尘粉尘在线监测系统，包括红外发射装置、红外接收装置和主控制器，主控制器由单片机、按键、显示器和存储器组成，红外发射装置是由双回路红外发光器、用于给红外发光器提供恒定的电源并使红外发光器发出光强均匀的红外光的恒功率电源构成，红外接收装置是由光电探测器、接在光电探测器输出端的前置放大器和接在前置放大器输出端的信号转换器构成，且光电探测器和前置放大器集于一个机盒内，在单片机的输入/输出口上接有用于实现远程仪器参数设定及数据传输的RS232接口，优点是成本低、使用寿命长、稳定性高，结构简单、可靠性高、灵活性好、可实现远程仪器参数设定及数据传输，便于现场调试，不受外界光线、水分影响及静电干扰。
文档编号G01N21/31GK2751300SQ20042003177
公开日2006年1月11日 申请日期2004年5月28日 优先权日2004年5月28日
发明者李卫东, 金振兴, 钱建华, 李铁军, 刘华, 曹福德, 王直 申请人:锦州华冠环境科技实业公司, 渤海大学