技术摘要：
本发明提供了一种定形机尾气烟气颗粒物浓度检测系统及方法，检测及系统包括激光器、空间滤波器、激光扩束器、激光分束器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一前置放大电路、第二前置放大电路、第一带通滤波电路、第二带通滤波电路、上位机以及湿度检测模块，检测方  全部
背景技术：
纺织定形机尾气烟气颗粒物浓度是控制定形机烘箱对纺织品是否造成过烘的重 要判断指标，对纺织工业能源节省具有重大的意义。目前，大多数是通过检测定形机烘箱内 水蒸气的浓度来判断定形机对织物的烘干程度，但是这种方法不能够及时的反应织物的烘 干程度，并且由于检测过程具有一定的延时，存在很大的使用局限性。 再有，该种检测方法在检测湿度时，通常采用与氧原子法，使用二氧化锆传感器， 通过氧原子检测时，由于空气中存在氧气，因此通过二氧化锆检测水蒸气浓度存在较大的 误差，同时二氧化锆传感器是根据化学反应来检测出水气浓度，所以在工作过程中会对二 氧化锆产生损耗，因此在工业实际中一般每三年需要更换一次检测传感探头，增大了实时 在线检测的成本，并且检测精度较低。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种定形机尾气烟气颗粒物浓度检 测系统及方法，以解决上述技术背景中提出的问题。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种定形机尾气烟气颗粒物浓度检测系统,检测系统包括激光器、空间滤波器、激 光扩束器、激光分束器、第一光电探测器、第二光电探测器、第一前置放大电路、第二前置放 大电路、第一带通滤波电路、第二带通滤波电路、上位机以及湿度检测模块；激光器发出的 激光经空间滤波器滤除杂光后射入所述激光扩束器后再射入所述激光分束器，激光分束器 将射入的激光分束成1：1的第一束激光和第二束激光；第一束激光垂直穿过待测气体区域 后经第一傅里叶透镜射入第一光电探测器，第二束激光垂直穿过大气环境后经第二傅里叶 透镜射入第二光电探测器；第一光电探测器和第一前置放大电路电性连接，第二光电探测 器和第二前置放大电路电性连接，第一前置放大电路和第二前置放大电路分别和所述第一 带通滤波电路和第二带通滤波电路电性连接，上位机分别和第一带通滤波电路和第二带通 滤波电路电性连接，湿度检测模块设于定形机尾气的阀门排气口且与上位机电性连接。 进一步的，激光器的出光口设有第一激光准直器，所述激光扩束器的出光口设有 第二激光准直器，所述激光分束器的第一出光口和第二出光口分别设有第三激光准直器和 第四激光准直器。 进一步的，第一傅里叶透镜、第一光电探测器、激光分束器的第一出光口以及第三 激光准直器的中心在同一水平线上，所述第二傅里叶透镜、第二光电探测器、激光分束器的 第二出光口以及第四激光准直器的中心在同一水平线上。 进一步的，激光器为532nm全固态半导体绿光激光器。 4 CN 111595741 A 说　明　书 2/5 页 进一步的，湿度检测模块为采用石英晶体振荡天平(QCM)湿度传感器的传感变送 模块。 进一步的，所述第一激光准直器、第二激光准直器、第三激光准直器以及第四激光 准直器采用采用增加了宽带增透膜的激光准直器。 一种定形机尾气烟气颗粒物浓度检测方法，其检测方法包括以下步骤： S1、启动激光器，激光器发出532nm绿光光束； S2、激光器发出的光束经空间滤波器滤除杂光； S3、滤除杂光后的激光光束经激光扩束器扩束； S4、扩束后的激光经激光分束器分成1：1的第一束激光和第二束激光； S5a、第一束激光垂直穿过待测气体区域后经第一傅里叶透镜汇聚射入第一光电 探测器，并通过第一光探测器转换为电信号； S5b、第二束激光垂直穿过大气环境区域后经第二傅里叶透镜汇聚射入第二光电 探测器，并通过第二光电探测器转换为电信号； S6a、第一前置放大电路和第一带通滤波电路对第一光电探测器的电信号进行放 大滤波处理后，将信号传输到上位机中； S6b、第二前置放大电路和第二带通滤波电路对第二光电探测器的电信号进行放 大滤波处理后，将信号传输到上位机中； S7、湿度检测模块检测定形机尾气中所含的水气浓度，并将浓度信号转换成电信 号传输到上位机中； S8、上位机对得到的电信号进行反演计算，并扣除背景大气中的光强损失，同时补 偿尾气中水气消光作用而损失的光照强度，得到纺织定形机尾气中烟气颗粒物的浓度及变 化曲线。 本发明的有益效果是：本发明通过激光分束器将激光器发出的激光分束成两束1: 1激光束，一束垂直穿过定形机尾气的阀门排气口的待测气体区域后射入到第一光电探测 器转换为电信号，另一束垂直穿过大气环境区域后射入到第二光电探测器转换为电信号， 湿度检测模块检测定形机尾气中所含的水气浓度，并将浓度信号转换成电信号传输到上位 机中，再利用上位机对两束激光的电信号进行采样，根据HITRAN数据库的相关参数和湿度 传感模块得到的水汽浓度数据，补偿水气造成的的光强损失，计算出通过待测气体区域散 射后的光照强度和入射的光照强度，根据MIE散射理论对颗粒粒径和散射系数进行反演计 算之后得出两次光照强度值比(吸光度)，再通过比尔朗博定律得出检测待测气体所含烟气 颗粒物浓度，进而能够实时反应织物的烘干程度，有效避免过烘现象的发生，相比传统的湿 度检测方法，具有更好的实时性、快速性和准确性。 附图说明 图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明光路结构示意图； 图3为本发明定形机尾气湿度检测方法的流程图。 图中，1-激光器，2-空间滤波器，3-激光扩束器，4-激光分束器，5-第一光电探测 器，6-第二光电探测器，7-第一前置放大电路，8-第二前置放大电路，9-第一带通滤波电路， 5 CN 111595741 A 说　明　书 3/5 页 10-第二带通滤波电路，11-上位机，12-湿度检测模块，13-待测气体区域，14-第一傅里叶透 镜，15-大气环境区域，16-第二傅里叶透镜，17-第一激光准直器，18-第二激光准直器，19- 第三激光准直器，20-第四激光准直器。