油烟浓度测量装置

技术领域

本实用新型属一种用于测量气体浓度的装置，具体涉及一种油烟排放浓 度的测量装置。

背景技术

现有对饮食行业烟囱排放油烟的测量，多采用等速采样法先抽取油烟排 气筒内的气体，将油烟吸附在油烟采样头采集滤芯内，再将收集了油烟的采 集滤芯置于带盖并密封的聚四氯乙烯套筒中，拿回实验室用四氯化碳作溶剂 进行超声清洗，移入比管中定容，用红外分光法进行油烟的含量分析，并 通过计算得出被测单位的油烟排放浓度。排烟筒排出油烟的含量由波数分别 为2930cm-1(波长3.41μm)、(CH2基因中C-H键的伸缩振动)、2960cm-1 (波长3.38μm)、(CH3基因中C-H键的伸缩振动)和3030cm-1(波长 3.30μm)、(芳香环C-H键的伸缩振动)谱带处的吸光度(A2930、A2960和 A6060)进行计算。

该方法所需的采样时间和得出数据时间周期长，仅采样时间就近一个小 时，而且在对所采油烟进行萃取时，四氯化碳溶剂是有毒有机挥发性物质， 而饮食油烟是环保必测项目，需要被检测的饮食企业又很多，这就导致监测 人员工作量大，劳动强度大，同时长期应用四氯化碳溶剂萃取会对监测人员 身体造成极大的危害。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种能够实现现场 适时、快速测量，并能当即得到检测数据的油烟浓度测量仪。

解决上述问题的技术方案是：本实用新型设有检测光发射装置和检测光 接收装置，在检测光发送装置至检测光接收装置的光路上设有被检测油烟通 道，检测光接收装置与检测光光电转换电路连接，将光信号转换为电信号， 检测光光电转换电路输出端与单片机连接；本实用新型还设有基准光源和基 准光接收装置，基准光接收装置与能将基准光信号转换成电信号的基准光光 电转换电路连接，基准光光电转换电路输出端接单片机，单片机设有比较数 据结果输出装置，所述的光学装置与位于光路上的被检测油烟通道之间设有 由高压洁净气流形成地空气幕。

本实用新型的进一步方案是：所述的检测光发射装置设有红外光发生器 (1a)和可将红外光转换成平行光的凸透镜(2a)，检测光接收装置设有检 测光滤光片、可将平行光转成聚焦光的凸透镜(2b)，和设在检测光接收凸 透镜(2b)光路上的检测光光电传感部件(1b)，光电传感部件(1b)接检 测光光电转换电路输入端；所述的基准光接收装置设有基准光滤光片和基准 光凸透镜，基准光凸透镜的光路上设有基准光光电传感部件，基准光光电传 感部件接基准光光电转换电路输入端。

本实用新型的工作原理是：使被测油烟流过检测油烟通道，检测光发射 装置发出的光通过被检测油烟时，被油烟部分吸收，到达光接收器后，通过 检测光光电传感器给出的信号来判断油烟浓度，由于油烟分子具有特征吸收 峰，不同的油烟浓度会有不同的特征吸收峰，所以输入到单片机的电信号会 随着油烟浓度的不同而变化，单片机将其与基准光信号转换成的基准光电信 号进行比较，即可换算出其吸收光度值，进而得出被测油烟的浓度值，并输 出计算结果；光学装置通过空气幕与位于光路上的检测油烟通道隔离开，可 保护光学部件免受油烟污染，同时不会影响检测光穿过油烟区。所述的检测 光和基准光滤光片的主要作用是过滤掉一定波长范围内的光，只允许待定波 长范围内的光通过。

与现有技术相比，本实用新型省去了先采样，再萃取的过程，可直接检 测烟囱中排放的油烟浓度，便于环保监测部门即时获取相关数据，及时采取 相应措施，并减轻了劳动强度，提高了工作效率。本实用新型具有结构简 单，寿命长，测量速度快，检测精度高的优点。

附图说明

图1、本实用新型方框结构示意图

图2、本实用新型实施例1检测光发射装置和检测光接收装置结构示意图

图3、本实用新型实施例1外观结构示意图

图4、实用新型实施例2检测光发射装置和检测光接收装置结构示意图

图5、本实用新型实施例2外观结构示意图

图6、本实用新型实施例1电路图

1a-检测光光源    1b-检测光光电传感部件    2a-凸透镜    2b-凸透镜 3a、3b-隔热平面透镜    4-滤光片    5a、5b-空气幕    6-气泵 7-筒形壳体    8-检测油烟入口    9-检测油烟油通道    10a-高压气流进口 10b-高压气流出口   11-反射镜面    12-高压气流通道

具体实施方案

实施例1

参见图2、图3，本例被检测油烟通道方向与光路大至垂直，检测光发 射装置和检测光接收装置分别设置在被检测油烟通道9的横向两侧，具体结 构为：所述的检测光发射装置和检测光接收装置分别装在圆筒形壳体7两端 口部位，圆筒形壳体7上开有与筒形壳体轴线呈垂直方向的检测油烟入口 8，在筒形壳体两端分别设有与筒形壳体轴线呈垂直方向的高压气流进口 10a和对应的高压气流出口10b，高压气流进、出口之间形成的空气幕5a、 5b气流通道分别位于检测光发射装置与检测油烟通道9之间，以及检测光 接收装置与检测油烟通道9之间，在检测光发射装置与对应的空气幕5a之 间，以及检测光接收装置与对应的空气幕5b之间，分设有隔热平面透镜 3a、3b。

设有与高压气泵6连通的气流通道12，筒形壳体7的两高压气流进口 10a与高压气流通道12连通。；

上述圆筒形壳体13长0.6m，直径60mm，两空气幕5a、5b之间检测油 烟通道9的宽度约30mm，(所述的圆筒形壳体长度可在0.01-2m范围内取 值)。

参见图1、图2，所述的检测光发射装置设有红外光发生器1a和可将红 外光转换成平行光的凸透镜2a，检测光接收装置设有检测光滤光片4、可将 平行光转成聚焦光的凸透镜2b，和设在检测光接收凸透镜2b光路上的检测 光光电传感部件1b，光电传感部件1b接检测光光电转换电路；还设有基准 光光源和基准光接收装置，基准光接收装置设有基准光滤光片和基准光凸透 镜(图中未示出)，基准光凸透镜的光路上设有基准光光电传感器，基准光 光电传感器与能将基准光信号转换成电信号的的基准光光电转换电路连接， 检测光光电转换电路输出端与基准光光电转换电路输出端接单片机，进行数 据比较，单片机输出端接有显示器和打印机。

上述凸透镜2a、2b的焦距为79mm，曲率半径为40mm，中心厚度 7.9mm，平凸透镜和平面透镜用光学玻璃，所述光学玻璃可以是石英玻璃或 光学石英玻璃，也可采用透射率高的透镜镀增透膜。

基准光接收装置的基准滤光片波长是3.90μm，带宽0.2μm，检测光接 收器的检测光滤光片波长是3.41μm，带宽0.2μm。

实际检测时，按国家采样规范让油烟气体从圆筒形壳体7的检测油烟入 口8流入壳体内的油烟通道9，再从两侧高压气流出口10b流出，通过检测 光发射装置与检测光接收装置之间的光路；红外光发生器发出的红外光通过 凸透镜2a形成平行光，经过油烟区到达检测光接收装置，再经滤光片和凸 透镜2b汇集到检测光光电传感器1b，当红外光通过被测油烟时，由于油烟 分子的甲基(-CH3)和亚甲基(CH2)在近红外区具有特征的吸收峰，当油 烟浓度发生变化时，红外光被吸收的程度也发生变化，到达检测光光接收器 后所转换成的电信号即随之变化，单片机将此检测电信号与基准电信号进行 比较，即换算出油烟浓度。

由于油烟有很强的附着力，所以用高压气流形成的空气幕对光学部件进 行保护，而空气幕与光学部件之间的隔热平透镜3a、3b则起隔热保护作 用。

图6为本实施例的电路图：设有分别由TIP122、TPL521-1、8050组成 的两个结构相同的放大电路，分别用于放大检测光光电传感部件1b转换成 的电信号和基准光光电传感部件转换成的电信号，两放大电路输出端分别经 AD转换后再输入到单片机中，由8255(U09)组成的I/O控制器及外围电路 也与单片机80C32(U05)输入端连接，单片机再通过由MAX485和MAX233组 成的输出电路与打印输出设备进行连接和通讯，并接有显示器LCD。

其信号流程为：检测光透过气室后再经滤光片过滤、凸透镜2b聚焦后 被检测光光电传感器1b接收，，将光信号转换成电信号，再经NO7、 GIO03、NO5组成的功率放大电路放大，再经模数转换后输入到单片机 80C32，基准光源经基准光滤光片过滤，再经凸透镜聚焦后被基准光光电传 感器接收，将光信号转换成电信号，再经NO8、GIO04、NO6组成的功率放大 电路放大，再经模数转换后输入到单片机80C32，单片机将检测光转换成的 电信号与基准光转换成的电信号进行比较，换算出油烟浓度，通过显示器或 打印机输出检测数据。

实施例2

本例与实施例1不同之处是：所述的检测光发射装置检测光接收装置设 置在被检测油烟通道9横向的同一侧，检测光发射装置和接收装置之间通过 设置在被检测油烟通道9横向另一侧的反射面11形成检测光发射装置至接 收装置的光路。

具体结构如图4、图5所示，在被检测油烟通道9横向一侧设有检测光 光源1a，其发射路径为：依次经过带滤光片的凸透镜2a、隔热平面透镜 3a、空气幕5a、横向穿过被检测油烟通道9，到达被测油烟通道横向另一 侧，继续依次经过空气幕5b、隔热平面透镜3b，经反射面11反射折回，再 依次顺来时的路径返回到与发射光源在同一侧的检测光光电传感部件1b。