油煙濃度測量裝置的製作方法

2023-05-08 20:28:06 2

專利名稱：油煙濃度測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬一種用於測量氣體濃度的裝置，具體涉及一種油煙排放濃度的測量裝置。
背景技術：
現有對飲食行業煙囪排放油煙的測量，多採用等速採樣法先抽取油煙排氣筒內的氣體，將油煙吸附在油煙採樣頭採集濾芯內，再將收集了油煙的採集濾芯置於帶蓋並密封的聚四氯乙烯套筒中，拿回實驗室用四氯化碳作溶劑進行超聲清洗，移入比色管中定容，用紅外分光法進行油煙的含量分析，並通過計算得出被測單位的油煙排放濃度。排煙筒排出油煙的含量由波數分別為2930cm-1(波長3.41μm)、(CH2基因中C-H鍵的伸縮振動)、2960cm-1(波長3.38μm)、(CH3基因中C-H鍵的伸縮振動)和3030cm-1(波長3.30μm)、(芳香環C-H鍵的伸縮振動)譜帶處的吸光度(A2930、A2960和A6060)進行計算。
該方法所需的採樣時間和得出數據時間周期長，僅採樣時間就近一個小時，而且在對所採油煙進行萃取時，四氯化碳溶劑是有毒有機揮發性物質，而飲食油煙是環保必測項目，需要被檢測的飲食企業又很多，這就導致監測人員工作量大，勞動強度大，同時長期應用四氯化碳溶劑萃取會對監測人員身體造成極大的危害。

發明內容
本實用新型要解決的技術問題是克服上述不足，提供一種能夠實現現場適時、快速測量，並能當即得到檢測數據的油煙濃度測量儀。
解決上述問題的技術方案是本實用新型設有檢測光發射裝置和檢測光接收裝置，在檢測光發送裝置至檢測光接收裝置的光路上設有被檢測油煙通道，檢測光接收裝置與檢測光光電轉換電路連接，將光信號轉換為電信號，檢測光光電轉換電路輸出端與單片機連接；本實用新型還設有基準光源和基準光接收裝置，基準光接收裝置與能將基準光信號轉換成電信號的基準光光電轉換電路連接，基準光光電轉換電路輸出端接單片機，單片機設有比較數據結果輸出裝置，所述的光學裝置與位於光路上的被檢測油煙通道之間設有由高壓潔淨氣流形成的空氣幕。
本實用新型的進一步方案是所述的檢測光發射裝置設有紅外光發生器(1a)和可將紅外光轉換成平行光的凸透鏡(2a)，檢測光接收裝置設有檢測光濾光片、可將平行光轉成聚焦光的凸透鏡(2b)，和設在檢測光接收凸透鏡(2b)光路上的檢測光光電傳感部件(1b)，光電傳感部件(1b)接檢測光光電轉換電路輸入端；所述的基準光接收裝置設有基準光濾光片和基準光凸透鏡，基準光凸透鏡的光路上設有基準光光電傳感部件，基準光光電傳感部件接基準光光電轉換電路輸入端。
本實用新型的工作原理是使被測油煙流過檢測油煙通道，檢測光發射裝置發出的光通過被檢測油煙時，被油煙部分吸收，到達光接收器後，通過檢測光光電傳感器給出的信號來判斷油煙濃度，由於油煙分子具有特徵吸收峰，不同的油煙濃度會有不同的特徵吸收峰，所以輸入到單片機的電信號會隨著油煙濃度的不同而變化，單片機將其與基準光信號轉換成的基準光電信號進行比較，即可換算出其吸收光度值，進而得出被測油煙的濃度值，並輸出計算結果；光學裝置通過空氣幕與位於光路上的檢測油煙通道隔離開，可保護光學部件免受油煙汙染，同時不會影響檢測光穿過油煙區。所述的檢測光和基準光濾光片的主要作用是過濾掉一定波長範圍內的光，只允許待定波長範圍內的光通過。
與現有技術相比，本實用新型省去了先採樣，再萃取的過程，可直接檢測煙囪中排放的油煙濃度，便於環保監測部門即時獲取相關數據，及時採取相應措施，並減輕了勞動強度，提高了工作效率。本實用新型具有結構簡單，壽命長，測量速度快，檢測精度高的優點。


圖1、本實用新型方框結構示意圖圖2、本實用新型實施例1檢測光發射裝置和檢測光接收裝置結構示意圖圖3、本實用新型實施例1外觀結構示意圖圖4、實用新型實施例2檢測光發射裝置和檢測光接收裝置結構示意圖圖5、本實用新型實施例2外觀結構示意圖圖6、本實用新型實施例1電路圖1a-檢測光光源1b-檢測光光電傳感部件2a-凸透鏡2b-凸透鏡3a、3b-隔熱平面透鏡4-濾光片5a、5b-空氣幕6-氣泵7-筒形殼體8-檢測油煙入口9-檢測油煙油通道10a-高壓氣流進口10b-高壓氣流出口 11-反射鏡面12-高壓氣流通道具體實施方案實施例1參見圖2、圖3，本例被檢測油煙通道方向與光路大至垂直，檢測光發射裝置和檢測光接收裝置分別設置在被檢測油煙通道9的橫向兩側，具體結構為所述的檢測光發射裝置和檢測光接收裝置分別裝在圓筒形殼體7兩埠部位，圓筒形殼體7上開有與筒形殼體軸線呈垂直方向的檢測油煙入口8，在筒形殼體兩端分別設有與筒形殼體軸線呈垂直方向的高壓氣流進口10a和對應的高壓氣流出口10b，高壓氣流進、出口之間形成的空氣幕5a、5b氣流通道分別位於檢測光發射裝置與檢測油煙通道9之間，以及檢測光接收裝置與檢測油煙通道9之間，在檢測光發射裝置與對應的空氣幕5a之間，以及檢測光接收裝置與對應的空氣幕5b之間，分設有隔熱平面透鏡3a、3b。
設有與高壓氣泵6連通的氣流通道12，筒形殼體7的兩高壓氣流進口10a與高壓氣流通道12連通。；上述圓筒形殼體13長0.6m，直徑60mm，兩空氣幕5a、5b之間檢測油煙通道9的寬度約30mm，(所述的圓筒形殼體長度可在0.01-2m範圍內取值)。
參見圖1、圖2，所述的檢測光發射裝置設有紅外光發生器1a和可將紅外光轉換成平行光的凸透鏡2a，檢測光接收裝置設有檢測光濾光片4、可將平行光轉成聚焦光的凸透鏡2b，和設在檢測光接收凸透鏡2b光路上的檢測光光電傳感部件1b，光電傳感部件1b接檢測光光電轉換電路；還設有基準光光源和基準光接收裝置，基準光接收裝置設有基準光濾光片和基準光凸透鏡(圖中未示出)，基準光凸透鏡的光路上設有基準光光電傳感器，基準光光電傳感器與能將基準光信號轉換成電信號的的基準光光電轉換電路連接，檢測光光電轉換電路輸出端與基準光光電轉換電路輸出端接單片機，進行數據比較，單片機輸出端接有顯示器和印表機。
上述凸透鏡2a、2b的焦距為79mm，曲率半徑為40mm，中心厚度7.9mm，平凸透鏡和平面透鏡用光學玻璃，所述光學玻璃可以是石英玻璃或光學石英玻璃，也可採用透射率高的透鏡鍍增透膜。
基準光接收裝置的基準濾光片波長是3.90μm，帶寬0.2μm，檢測光接收器的檢測光濾光片波長是3.41μm，帶寬0.2μm。
實際檢測時，按國家採樣規範讓油煙氣體從圓筒形殼體7的檢測油煙入口8流入殼體內的油煙通道9，再從兩側高壓氣流出口10b流出，通過檢測光發射裝置與檢測光接收裝置之間的光路；紅外光發生器發出的紅外光通過凸透鏡2a形成平行光，經過油煙區到達檢測光接收裝置，再經濾光片和凸透鏡2b匯集到檢測光光電傳感器1b，當紅外光通過被測油煙時，由於油煙分子的甲基(-CH3)和亞甲基(CH2)在近紅外區具有特徵的吸收峰，當油煙濃度發生變化時，紅外光被吸收的程度也發生變化，到達檢測光光接收器後所轉換成的電信號即隨之變化，單片機將此檢測電信號與基準電信號進行比較，即換算出油煙濃度。
由於油煙有很強的附著力，所以用高壓氣流形成的空氣幕對光學部件進行保護，而空氣幕與光學部件之間的隔熱平透鏡3a、3b則起隔熱保護作用。
圖6為本實施例的電路圖設有分別由TIP122、TPL521-1、8050組成的兩個結構相同的放大電路，分別用於放大檢測光光電傳感部件1b轉換成的電信號和基準光光電傳感部件轉換成的電信號，兩放大電路輸出端分別經AD轉換後再輸入到單片機中，由8255(U09)組成的I/O控制器及外圍電路也與單片機80C32(U05)輸入端連接，單片機再通過由MAX485和MAX233組成的輸出電路與列印輸出設備進行連接和通訊，並接有顯示器LCD。
其信號流程為檢測光透過氣室後再經濾光片過濾、凸透鏡2b聚焦後被檢測光光電傳感器1b接收，，將光信號轉換成電信號，再經NO7、GIO03、NO5組成的功率放大電路放大，再經模數轉換後輸入到單片機80C32，基準光源經基準光濾光片過濾，再經凸透鏡聚焦後被基準光光電傳感器接收，將光信號轉換成電信號，再經NO8、GIO04、NO6組成的功率放大電路放大，再經模數轉換後輸入到單片機80C32，單片機將檢測光轉換成的電信號與基準光轉換成的電信號進行比較，換算出油煙濃度，通過顯示器或印表機輸出檢測數據。
實施例2本例與實施例1不同之處是所述的檢測光發射裝置檢測光接收裝置設置在被檢測油煙通道9橫向的同一側，檢測光發射裝置和接收裝置之間通過設置在被檢測油煙通道9橫向另一側的反射面11形成檢測光發射裝置至接收裝置的光路。
具體結構如圖4、圖5所示，在被檢測油煙通道9橫向一側設有檢測光光源1a，其發射路徑為依次經過帶濾光片的凸透鏡2a、隔熱平面透鏡3a、空氣幕5a、橫向穿過被檢測油煙通道9，到達被測油煙通道橫向另一側，繼續依次經過空氣幕5b、隔熱平面透鏡3b，經反射面11反射折回，再依次順來時的路徑返回到與發射光源在同一側的檢測光光電傳感部件1b。
權利要求1.油煙濃度測量裝置，其特徵在於設有檢測光發射裝置和檢測光接收裝置，在檢測光發送裝置至檢測光接收裝置的光路上設有被檢測油煙通道，檢測光接收裝置與檢測光光電轉換電路連接，將光信號轉換為電信號，檢測光光電轉換電路輸出端與單片機連接；本實用新型還設有基準光源和基準光接收裝置，基準光接收裝置與能將基準光信號轉換成電信號的基準光光電轉換電路連接，基準光光電轉換電路輸出端接單片機，單片機設有比較數據結果輸出裝置，所述的光學裝置與位於光路上的被檢測油煙通道之間設有由高壓潔淨氣流形成的空氣幕。
2.根據權利要求1所述的油煙濃度測量裝置，其特徵在於所述的檢測光發射裝置設有紅外光發生器(1a)和可將紅外光轉換成平行光的凸透鏡(2a)，檢測光接收裝置設有檢測光濾光片、可將平行光轉成聚焦光的凸透鏡(2b)，和設在檢測光接收凸透鏡(2b)光路上的檢測光光電傳感部件(1b)，光電傳感部件(1b)接檢測光光電轉換電路輸入端；所述的基準光接收裝置設有基準光濾光片和基準光凸透鏡，基準光凸透鏡的光路上設有基準光光電傳感部件，基準光光電傳感部件接基準光光電轉換電路輸入端。
3.根據權利要求2所述的油煙濃度測量裝置，其特徵在於所述基準光接收器的基準濾光片波長是3.90μm，帶寬0.2μm，檢測光接收器的檢測光濾光片波長是3.41μm，帶寬0.2μm。
4.根據權利要求1、2或3所述的油煙濃度測量裝置，其特徵在於所述檢測光發射裝置和檢測光接收裝置分別設置在被檢測油煙通道(9)的橫向兩側。
5.根據權利要求4所述的油煙濃度測量裝置，其特徵在於所述的檢測光發射裝置和檢測光接收裝置分別裝在圓筒形殼體(7)兩埠部位，圓筒形殼體(7)上開有與筒形殼體軸線呈垂直方向的檢測油煙入口(8)，在筒形殼體兩端分別設有與筒形殼體軸線呈垂直方向的高壓氣流進口(10a)和對應的高壓氣流出口(10b)，高壓氣流進、出口之間形成的空氣幕(5a、5b)氣流通道分別位於檢測光發射裝置與檢測油煙通道(9)之間，以及檢測光接收裝置與檢測油煙通道(9)之間，在檢測光發射裝置與對應的空氣幕(5a)之間，以及檢測光接收裝置與對應的空氣幕(5b)之間，分設有隔熱平面透鏡(3a、3b)。
6.根據權利要求1、2或3所述的油煙濃度測量裝置，其特徵在於所述檢測光發射裝置和檢測光接收裝置設置在被檢測油煙通道(9)橫向的同一側，檢測光發射裝置和接收裝置之間通過設置在被檢測油煙通道(9)橫向另一側的反射面(11)形成檢測光發射裝置至接收裝置的光路。
專利摘要油煙濃度測量裝置，設有檢測光發射裝置和檢測光接收裝置，在檢測光發送裝置至檢測光接收裝置的光路上設有被檢測油煙通道，檢測光接收裝置與檢測光光電轉換電路連接，將光信號轉換為電信號，檢測光光電轉換電路輸出端與單片機連接；本實用新型還設有基準光源和基準光接收裝置，基準光接收裝置與能將基準光信號轉換成電信號的基準光光電轉換電路連接，基準光光電轉換電路輸出端接單片機，單片機設有比較數據結果輸出裝置，所述的光學裝置與位於光路上的被檢測油煙通道之間設有由高壓潔淨氣流形成的空氣幕，本實用新型具有結構簡單，壽命長，測量速度快，檢測精度高的優點。
文檔編號G01N21/25GK2837833SQ200520132940
公開日2006年11月15日 申請日期2005年11月15日 優先權日2005年11月15日
發明者李虹傑, 範新峰, 陳長生 申請人:武漢宇虹環保產業發展有限公司