专利名称：直射式激光自动监测烟道中烟尘的装置的光路结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光检测应用领域，具体涉及一种直射式激光自动监测烟道中烟尘的装置的光路结构。
背景技术：
在工业生产中，烟囱排放大量的有害气体的同时，也会产生大量的烟尘颗粒，对环境造成污染，因此，必须监测烟囱中固体颗粒物即被测物烟尘的含量，其测量系统是根据透过率原理，光源发出的光经系统被测物被烟尘衰减，通过测量未衰减光强与衰减后光强，我们可以求得烟尘的浓度，原理虽然简单，然而在已有技术的仪器中，在光源发射装置内，就使用了一个普通发光二极管LED和三个光电探测器，第一个作为光强监测用，第二个是作未经被测物衰减的光电探测器，第三个是被衰减的光电探测器，为了这三个光电探测器正常工作，还在装置中设置了三个半透半反镜，以及采用反射结构必须的角反射器。该光路具有如下缺点1、光源采用普通发光二极管LED光源，平行度不高，而且需要增加一个光电探测器以监测发射光强的变化。
2、光源与光电探测器同在一个箱体内，还有三个半透半反镜，后相散射光不可避免，一旦被三个不同位置的光电探测器接收，定会引起测量误差。
3、多探测器、多光学镜片和角反射器的安装增加了成本和仪器的复杂性。
4、在现代的工业生产中，为了去除在烟道中排放气体的大量硫化物、氮氧化物等有害物质，必须安装喷淋设备，而且烟道中的温度一般高达100度以上，因此，必然充满了大量的水蒸气，而水蒸气在很多光波长上有非常显著的吸收作用，因此用普通发光二极管发出的可见光对水蒸气的吸收难以避免。
发明内容
本实用新型设计了一种结构简单、成本低、光源发射效果好，对烟尘被测物选择性好，不受水蒸气影响的烟道中烟尘的自监测装置的光路结构，采用直射式光学结构，即在烟道中烟尘被测物后面设有光电探测器，二极管激光器发出的光束会聚在扩束镜上，使光束更加平行发射出去，经烟尘路径后到达光电探测器。
一种直射式激光自动监测烟道中烟尘的装置的光路结构，包括有光电探测器，其特征在于光路的同一光轴线上安装有红外二极管激光器、扩束镜、和光电探测器，烟尘被测物在扩束镜与光电探测器的光束路径中间，红外二极管激光器发出的光束会聚到扩束镜上，经烟尘路径后，到达光电探测器。
所述的光路结构，其特征在于所述的二极管激光器光源为650nm光波的红外二极管激光器。
所用的二极管激光器是选用650nm光波的红外二极管激光器，在650nm光波的红外二极管激光器对水汽吸收截面应为10的负24次方的量级，与其它成份的吸收作用相比显然可以忽略不计，而且650nm光波的红外二极管激光器价格相对较低。
本实用新型所述的红外二极管激光器还具有自带光强监测功能，即该光源自身具有一路光强监测功能、一路发射，这样就可以减少光路上器件的数量，简化结构，降低成本。
本实用新型的效果本实用新型是一种结构简单，成本低，光源发射效率高，对烟尘被测物选择性好，不受水蒸气影响的光路结构。
图1是已有技术的反射式烟道中烟尘的检测装置光学结构示意图。
图2为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
参见附图1、2，其中，1、普通发光二极管光源，2、4、5、半透半反镜，3、光强监测光电探测器，6、未衰减光电探测器，7、被测物，即烟道中的烟尘，8、角反射镜，9、被烟尘衰减的光电探测器，10、自带光强监测的红外二极管激光器，11、扩束镜。
参见图1，已有技术的光路分三路A，普通发光二极管光源1经半透半反镜2反射到光电探测器3，作为光强监测。
B，经镜2透射到镜4反射到镜5，又反射到光电探测器6作为未经被测物7衰减的比较信号。
C，经镜4透射发射出去经被测物7和角反射镜8再经被测物7，反回到镜4后反射到光电探测器9，光电探测器9所测的信号为被衰减信号。最后经计算机给出测量结果。
本装置如图2，结构简单，光源采用650nm的红外二极管激光器10，650nm波段对水蒸气的吸收，几乎不受影响，或忽略不计，而且这一波段的红外二极管激光器相对价格便宜，并自带一路光强监测功能，另一路发射，在光路中使用扩束镜11，进一步提高了光束的平行度。使用红外二极管激光器10，扩束镜11和光电探测器9并在同一光轴线上，是直射式光学结构，所测量的烟道中的烟尘被测物7是在扩束镜11和光电探测器9的光束路径上。
这种结构，仍自带光强监测光强功能的红外二极管激光器可以将自动监测光强的光电探测器取代未衰减的光电探测器和原光强监测的光电探测器，相应的也去掉了半透半反镜，本光电探测器又远离光源消除了后相散射的影响。
由于采用了直射式结构省去了角反射镜也免去了角反射镜的安装和相应的净化设备。
权利要求1.一种直射式激光自动监测烟道中烟尘的装置的光路结构，包括有光电探测器，其特征在于光路的同一光轴线上安装有红外二极管激光器、扩束镜、和光电探测器，烟尘被测物在扩束镜与光电探测器的光束路径中间，红外二极管激光器发出的光束会聚到扩束镜上，经烟尘路径后，到达光电探测器。
2.根据权利要求1所述的光路结构，其特征在于所述的二极管激光器光源为650nm光波的红外二极管激光器。
专利摘要本实用新型公开了一种直射式激光自动监测烟道中烟尘的装置的光路结构，包括有光电探测器，其特征在于光路的同一光轴线上安装有红外二极管激光器、扩束镜、和光电探测器，烟尘被测物在扩束镜与光电探测器的光束路径中间，红外二极管激光器发出的光束会聚到扩束镜上，经烟尘路径后，到达光电探测器。本实用新型是一种结构简单，成本低，光源发射效率高，对烟尘被测物选择性好，不受水蒸气影响，自动监测烟道中烟尘的装置的光路结构。
文档编号G01N21/53GK2762113SQ0321960
公开日2006年3月1日 申请日期2003年1月23日 优先权日2003年1月23日
发明者郑歆明, 陆亦怀, 魏庆农, 方武 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所
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