雾场浓度测定装置的制作方法

本发明涉及喷雾雾场浓度测量设备，具体而言，涉及一种雾场浓度测定装置。

背景技术：

1、近年来，随着我国煤炭行业机械化程度的逐渐提高，采掘工作面存在的高浓度粉尘问题也随之变得越来越严重。据实测，在不采取任何防尘措施的情况下，综掘工作面迎头的粉尘浓度为1500～2000mg/m3，一般综采工作面的粉尘浓度可达4000～5000mg/m3，而且呼吸性粉尘在粉尘中的浓度接近40％，大颗粒的煤尘漂浮在空中往往存在有极大的安全隐患，加上掘进工作面瓦斯的含量较高，在一定温度下，极易产生爆炸事故，此外煤尘还会影响掘进机的运行和寿命，造成掘进机的磨损加剧、零件和掘进的精度和效率下降等问题；并且，对于掘进工作面的工作人员来说，高浓度的粉尘使得能见度降低，在原本昏暗的工作环境中，可见度的进一步降低，会增强工作人员在工作时在生理和心理上的不舒适感，降低工作人员的工作效率和劳动热情，同时煤尘也是导致工作人员出现尘肺病等永久性职业病的主要致病因素，严重威胁着人员的生命健康以及矿井的生产安全，同时，采掘工种发病的概率在逐渐增加，不但给患者造成巨大的生理痛苦，而且还会消耗大量的人力、物力及财力去治疗，因此，降低煤矿井下粉尘浓度和减少呼吸性粉尘的危害已成为煤矿职业安全健康的重要研究课题。

2、喷雾降尘技术是目前采掘工作面中最为常见的粉尘防治手段。但目前对于喷雾雾场的研究中，较难精确地确定雾场在不同区域内的雾滴浓度，无法高效地对不同的喷嘴产生的雾场区域浓度进行对比，因此，针对不同型号的喷嘴所产生的雾场在不同区域内雾滴浓度的测定，常用的方式是通过模拟软件的计算得出模糊的结果，模拟计算雾场浓度分布的测定方式存在局限性和不准确性；现有的雾场浓度测定装置往往采用液滴与激光物理作用的原理进行测量，雾滴浓度检测原理和过程较为复杂，对雾滴浓度的测定具有局限性，雾滴浓度无法多点针对性地实现区域化的测量，并且现有的雾场浓度测定装置在测量时对雾场的形态分布会产生较大干扰，导致测量结果的代表性较差。

3、现有的采用海绵雾滴接收器的雾场浓度测定装置，在雾滴接收器中的海绵吸纳雾滴以进行检测时，因海绵会止挡雾滴的运动，可能出现对于雾场产生扰流的问题，进而既影响雾场浓度测量结果的准确性，又扰动待测雾场的正常状态。

技术实现思路

1、本发明提供了一种雾场浓度测定装置，以解决现有技术中的雾场浓度测定装置对于雾场浓度测量不精确且测量时可能扰动雾场正常状态的问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种雾场浓度测定装置，包括：雾滴接收器，用于吸附待测雾场中的雾滴；雾滴接收器包括吸附管道和吸水组件，吸水组件可拆卸地设置在吸附管道内；抽风器械，抽风器械包括抽风机和抽风管，抽风管一端与抽风机连通，抽风管的另一端与吸附管道的出口连通；抽风机控制吸附管道内气体的流速；激光测速组件，用于测量待测雾场中雾滴的运动速度；控制单元，分别与抽风机和激光测速组件电连接；其中，控制单元根据激光测速组件测量出的待测雾场中雾滴的运动速度，控制抽风机工作，以使吸附管道内的气流流速与待测雾场中雾滴的运动速度相同；待测雾场中的雾滴从吸附管道的入口进入，吸水组件吸附雾滴，根据吸水组件吸附雾滴前后的质量变化，测定待测雾场的雾滴浓度。

3、进一步地，吸附管道包括依次连通的入口段、拐角段和出口段，拐角段的中轴线分别与入口段的中轴线、出口段的中轴线具有夹角；其中，出口段的出口与抽风管连通；吸水组件可拆卸地设置在拐角段内。

4、进一步地，入口段的中轴线和出口段的中轴线平行；拐角段的中轴线分别与入口段的中轴线、出口段的中轴线垂直；吸水组件包括吸水海绵，吸水海绵可拆卸地设置在拐角段内的一侧，且吸水海绵的延伸方向与拐角段的中轴线平行。

5、进一步地，雾场浓度测定装置还包括：基座，固定设置；接收器支架，用于承载抽风管的至少一部分和雾滴接收器；接收器支架可移动地设置在基座上。

6、进一步地，接收器支架包括：承载架，承载架的下方设置有多个滚轮，基座上具有导向轨道，滚轮与导向轨道配合，以约束承载架沿导向轨道运动；横向支架，水平设置在承载架上；纵向支架，竖直设置在承载架上；管道约束架，设置在承载架上，用于约束和承载抽风管的至少一部分；其中，雾滴接收器为多个，至少一个雾滴接收器位置可调节地设置在横向支架上，至少一个雾滴接收器位置可调节地设置在纵向支架上；抽风管为多个，与多个雾滴接收器一一对应设置。

7、进一步地，接收器支架包括横向支架，横向支架包括：平行且间隔设置的第一约束杆和第二约束杆，吸附管道设置在第一约束杆和第二约束杆之间，且分别与第一约束杆和第二约束杆的外壁限位配合，以沿第一约束杆和第二约束杆的延伸方向运动；第一约束杆上具有沿第一约束杆轴向间隔设置的多个定位通孔，雾滴接收器还包括定位组件，定位组件的一端设置在吸附管道上，定位组件的另一端可选择地与一个定位通孔限位配合，以固定吸附管道。

8、进一步地，第一约束杆和第二约束杆均为中空管结构，中空管结构的内部具有导向腔，导向腔的延伸方向与第一约束杆和/或第二约束杆的轴向平行；吸附管道的外部设置有多个转轮，至少一个转轮可转动地设置在第一约束杆的导向腔内，且与导向腔的内壁配合；至少一个转轮可转动地设置在第二约束杆的导向腔内，且与导向腔的内壁配合。

9、进一步地，定位组件包括：弹簧座，固定设置在吸附管道的外壁上；弹簧，套设在弹簧座上，弹簧的弹力方向与弹簧座的轴向平行；下齿柱，套设在弹簧座上，且与弹簧抵接；上齿柱，套设在弹簧座上，且与下齿柱配合；定位柱，设置在上齿柱上，可选择地与定位通孔配合；其中，上齿柱的周向具有多个间隔设置的上斜齿，下齿柱的周向具有多个间隔设置的下斜齿，上斜齿与下斜齿啮合；通过按压定位柱，切换至少具有两种不同尺寸的上斜齿与至少具有两种不同尺寸的下斜齿啮合，以改变定位柱远离弹簧座一端距离弹簧座的距离；通过改变定位柱远离弹簧座一端距离弹簧座的距离，调节定位柱与定位通孔限位配合或脱离。

10、进一步地，雾滴接收器还包括风速仪，风速仪设置在吸附管道上，风速仪用于测量吸附管道内的风速，风速仪与控制单元电连接。

11、进一步地，激光测速组件包括：第一激光调节架和第二激光调节架；第一光发射器，位置可调节地设置在第一激光调节架上；第二光发射器，位置可调节地设置在第一激光调节架上；光接收器，位置可调节地设置在第二激光调节架上；多普勒信号分析仪，通过电缆分别与第一光发射器、第二光发射器和光接收器电连接；其中，第一激光调节架和第二激光调节架间隔设置在待测雾场的两侧，光接收器分别接收第一光发射器和第二光发射器发出的光，产生光信号，多普勒信号分析仪根据光信号得出待测雾场中雾滴的运动速度。

12、进一步地，雾场浓度测定装置还包括雾场模拟组件，雾场模拟组件通过喷出设定速度的雾滴，产生模拟的待测雾场。

13、进一步地，雾场模拟组件包括：支撑架；喷嘴，可调节地设置在支撑架上，用于喷出雾滴；驱动泵，用于驱动喷嘴以设定速度喷出雾滴；液体箱，用于储存待喷射液体；其中，液体箱、驱动泵和喷嘴通过液体管路依次连通；驱动泵与控制单元电连接。

14、应用本发明的技术方案，本发明提供了一种雾场浓度测定装置，包括：雾滴接收器，用于吸附待测雾场中的雾滴；雾滴接收器包括吸附管道和吸水组件，吸水组件可拆卸地设置在吸附管道内；抽风器械，抽风器械包括抽风机和抽风管，抽风管一端与抽风机连通，抽风管的另一端与吸附管道的出口连通；抽风机控制吸附管道内气体的流速；激光测速组件，用于测量待测雾场中雾滴的运动速度；控制单元，分别与抽风机和激光测速组件电连接；其中，控制单元根据激光测速组件测量出的待测雾场中雾滴的运动速度，控制抽风机工作，以使吸附管道内的气流流速与待测雾场中雾滴的运动速度相同；待测雾场中的雾滴从吸附管道的入口进入，吸水组件吸附雾滴，根据吸水组件吸附雾滴前后的质量变化，测定待测雾场的雾滴浓度。通过设置抽风器械和雾滴接收器配合工作，对比现有的采用海绵雾滴接收器的雾场浓度测定装置，本发明中的吸水组件在吸纳雾滴以进行检测时，不会止挡雾滴的运动，避免了雾场扰流问题的出现，进而既保证了雾场浓度测量结果的准确性，又保证了待测雾场的正常状态不受干扰；通过设置激光测速组件，在结构上保证了吸附管道内的气流流速与待测雾场中雾滴的运动速度相同，进而最大限度地实现了气流模拟，同时也有效避免了雾场扰流问题的出现。本发明操作简单且测定省时省力，能在不扰动待测雾场的情况下对雾场不同区域内的雾滴浓度进行较为精确地测定，测定成本低廉，测定方法灵活，可以对不同的喷嘴类型及位置、不同的喷雾压力等影响因素下所产生的待测雾场进行空间三维测定，对研究喷雾浓度、比较喷嘴优劣，研发新型喷嘴产品具有重要意义。