可攜式煙氣流速測定裝置的製作方法
2023-10-17 17:26:09 1
專利名稱：可攜式煙氣流速測定裝置的製作方法
技術領域：
本發明公開了一種可攜式煙氣流速測定裝置，特別是一種能夠隨身攜帶，對煙囪或煙道的煙氣排放流速進行測定，從而對汙染排放率和排放總量進行快速、準確測量的測定裝置。屬於電子測量技術領域。
背景技術：
隨著社會的前進，工業的飛速發展，環境保護日趨顯得非常重要。世界上許多國家為了控制和減少固定汙染源的汙染物排放，開展了對汙染源排放的顆粒物(也稱煙塵)、氣態汙染物(包括二氧化硫、氮氧化物等)進行濃度和排放總量的監測，並為汙染顆粒的允許排放量、排放濃度設定了相應的標準。
大氣汙染防治法明確強調不允許超標、總量要控制、排汙要收費。這就要求對排放量必須進行準確的計量。對於行政管理部門來說，準確計量是嚴格監管的基礎，因此，必須具有強有力的檢測手段。
對於煙氣排放的測量方法有多種，通過長期的實踐檢驗，證明熱平衡法對測量煙氣的流量是比較有效的方法，該方法具有其它方法所無法比擬的優越性。
目前，利用熱平衡法對煙氣排放量進行測定的裝置都是固定式的。即，將測量探頭固定在煙道中，將測定、計算設備設置在遠離測量點的監測控制室中，這種測定裝置及方法存在著以下幾點不足1、定點安裝，缺乏靈活性這種固定檢測裝置，對排放源的監測只能限制在某個指定的管道中，而對於具有多路排放管道的排煙體系，只能監測總出口處的排放量，無法測定各分路管道的具體排放量數值，進而無法對排放的空氣汙染物進行有效的控制。
2、無法對流動設備的排放進行監測。
3、不利於執法檢查機關對排汙源的監控管理。
安裝、維護成本較高當排放測定裝置對較大的煙囪或排放管道進行連續監測時，其安裝成本相對比較高，而該裝置的探測頭因常年工作在環境惡劣的條件下，為使其保持提供準確的探測信號，必須經常對其進行清理。這就使得日常的維護保養費用增加。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可攜式煙氣流速測定裝置，該裝置便於攜帶，可以隨機地對任何需要監測的排放源進行實時煙氣排放測定，特別是對於不同尺寸、不同形狀、不同構造的被測管路進行靈活方便的測量。該裝置還為執法檢查機關對排汙源的監控管理提供了良好的監測手段，大大降低了使用及維護成本。
本發明的目的是這樣實現的一種可攜式煙氣流速測定裝置，它包括傳感器以及測定計算顯示裝置，傳感器固定安裝在探杆前端部，探杆與測定計算顯示裝置分體設置，探杆後端部設有操持把手；傳感器輸出信號通過信號導線與測定計算顯示裝置的信號輸入端連接。
探杆為中空結構，傳感器信號導線穿過中空的探杆與測定計算顯示裝置的信號輸入端連接。
探杆由一節或一節以上伸縮拉杆式中空管組成。
所述的傳感器是由溫度檢測元件依據熱平衡原理組成的煙氣流速傳感器。
所述的測量儀包括測量儀殼體本身、殼體表面設置的顯示器、操作按鍵及標準數據通訊接口；顯示器、操作按鍵及標準數據通訊接口分別與設置在測量儀殼體內的控制電路連接。
所述的控制電路中包括中央處理器(CPU)、信號採集調理電路、電源系統；信號採集調理電路的信號輸出端與中央處理器(CPU)連接；電源系統與中央處理器(CPU)連接。
所述的信號採集調理電路包括具有兩個鉑電阻組成的橋電路、放大器、電流信號輸出單元；橋電路的輸出端與放大器的輸入端連接；放大器的輸出端與電流信號輸出單元的信號輸入端連接。
所述的信號導線線為八芯屏蔽傳輸線，該傳輸線一端與傳感器連接，另一端與標準數據通訊接口連接。
本發明所提供的可攜式煙氣流速測定裝置採用熱平衡原理，可自動跟蹤煙氣流速等速採樣，具有操作簡單，適應性強，跟蹤精度高等特點。具有體積小，重量輕，結構緊湊，經濟實用等優點。
該裝置的探頭安裝在可伸縮的探杆測量端，該伸縮探杆可根據實際測量場合的不同，進行長度的調整。測量人員能夠方便地對管徑較大或較小的管體以及距測量點較遠或人員不便接近的被測源通過探杆的延伸將探頭伸入測量位置。當測量工作結束後，可以將探杆收縮，放入專用儀器盒保存、運送或隨身攜帶。
另外，該裝置可以通過其測量儀中設有的標準數據通訊接口與計算機進行通訊，將儀器測量的採樣數據直接傳送給計算機，進行處理存儲、查詢、列印。
圖1為本發明具體實施例的構成示意圖；圖2為本發明中空管連接的探杆結構示意圖；圖3為本發明測量儀的電路框圖；圖4為本發明測量儀的信號採集調理電路原理圖。
具體實施例方式
以下通過具體實施例，對本發明作進一步的詳細說明。
如圖1所示，本發明的一具體實施例主要是由傳感器1、信號導線2、測量儀3組成。傳感器1被固定在中空探杆4的端部，與其連接的信號導線2穿過中空的探杆4與測量儀3的信號輸入接口31連接。
為了使本實施例具有較為靈活、便於攜帶的使用特點，並能夠適應多種複雜的應用環境，例如檢測管徑較大或較小管體的排放氣體、對距測量點較遠或人員不便接近的被測源進行測量。探杆4往往被製成多節連接的形式。
圖2所示為本實施例探杆4的一種連接方式，該探杆4由中空管41、中空管42滑動套設而成，中空管41套設在中空管42中。使用時，可根據使用需要將中空管41滑動伸出，使探杆4的長度加長；使用後，可將中空管41縮回中空管42，使探杆4的長度縮短，以便於攜帶、保存。為防止中空管41滑動脫離中空管42，在中空管41的連接端環周設置有限位凸緣411；中空管42的連接端環周設有限位凹槽421，當探杆4拉伸加長至極限時，凸緣411與凹槽421相牴觸，防止滑動脫離。
為便於使用，在探杆4相對與固定傳感器端部的另一端設置有一手把5以便操作者握持，該手把5的內部可以穿過信號導線2(圖1所示)。信號導線2為八芯屏蔽傳輸線，該線與測量儀連接。
如圖3所示，測量儀3是由表面設置的顯示器、操作鍵盤、標準數據輸入、輸出接口以及內部設置的中央處理器(CPU)、信號採集調理電路、電源組成。顯示器、操作鍵盤、標準數據輸入、輸出接口以及信號採集調理電路、電源分別與中央處理器(CPU)連接。
信號採集調理電路是由測溫電橋、信號調整電路組成。信號採集調理電路將因煙氣流動引起溫度變化而產生的電流變化信號，經整理放大後傳送到中央處理器(CPU)。中央處理器(CPU)根據操作鍵盤輸入的計算參數、工作模式參數將採集的信號數據換算為煙氣流速值，並通過顯示器顯示該數值或通過標準數據輸入、輸出接口將數值傳送到印表機進行列印。
如圖4所示，在信號採集調理電路中，鉑電阻PT20、PT1000構成熱平衡信號採集電橋。PT20處於測量氣體環境中，由於PT1000為被加熱電阻，所以這兩個電阻測得的溫度不同，其差值為ΔT。當煙氣通過PT1000時，帶走熱量，使PT1000的溫度值下降，煙氣的流速越大，溫度值下降越多，所以差值ΔT變得越小，ΔT與煙氣流速之間建立了函數關係。
在由鉑電阻PT20、PT1000所構成的熱平衡信號採集電橋電路中，ΔT的變化被反映為電橋電路中的電壓變化信號，該變化信號通過放大器進行放大並供給電晶體Q1的基極。電晶體Q1則伴隨基極電壓的變化，通過集電極發出變化的電流信號，並將該電流信號傳送至中央處理器(CPU)。
本實施例中，ΔT的信號轉換成電信號，輸出標準的4-20mA電流信號。
本發明所提供的可攜式煙氣流速測定裝置，在實際使用中，用戶可選擇圓形煙道、矩形煙道及其它類型煙道進行靈活的煙氣排放測定。當選擇圓形煙道時，可根據用戶輸入的煙道直徑及測量孔外端距煙道內壁距離L，自動計算出每一測點距套管外端距離(單位m)；選擇矩形煙道時，可根據用戶輸入的煙道邊長，測孔外端距煙道內壁距離L，測孔數及單位測點數，自動計算出每一測點距套管外端距離(單位m)；選擇其它類型煙道時，可根據用戶輸入的煙道截面積，採樣點數目，自動計算出每一測點距套管外端距離(單位m)。
本發明所提供的測量裝置還可測量煙氣溫度。在0-5m/s低流速的範圍內，它可以做到精確測量，是其他測速儀表無法比擬的。
最後所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種可攜式煙氣流速測定裝置，它包括傳感器以及測定計算顯示裝置，傳感器固定安裝在探杆前端部，其特徵在於所述的探杆與測定計算顯示裝置分體設置，探杆後端部設有操持把手；傳感器輸出信號通過信號導線與測定計算顯示裝置的信號輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的探杆為中空結構，傳感器信號導線穿過中空的探杆與測定計算顯示裝置的信號輸入端連接。
3.根據權利要求1所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的探杆由一節或一節以上伸縮拉杆式中空管組成。
4.根據權利要求3所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的一節以上伸縮拉杆式中空管探杆為節節套合或螺合。
5.根據權利要求1所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的操持把手為槍託手柄狀。
6.根據權利要求1所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的傳感器是由溫度檢測元件依據熱平衡原理組成的煙氣流速傳感器。
7.根據權利要求1所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的測量儀包括測量儀殼體本身、殼體表面設置的顯示器、操作按鍵及標準數據通訊接口；顯示器、操作按鍵及標準數據通訊接口分別與設置在測量儀殼體內的控制電路連接。
8.根據權利要求7所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的控制電路中包括中央處理器(CPU)、信號採集調理電路、電源系統；信號採集調理電路的信號輸出端與中央處理器(CPU)連接；電源系統與中央處理器(CPU)連接。
9.根據權利要求8所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的信號採集調理電路包括具有兩個鉑電阻組成的橋電路、放大器、電流信號輸出單元；橋電路的輸出端與放大器的輸入端連接；放大器的輸出端與電流信號輸出單元的信號輸入端連接。
10.根據權利要求1所述的可攜式煙氣流速測定裝置，其特徵在於所述的信號導線線為八芯屏蔽傳輸線，該傳輸線一端與傳感器連接，另一端與標準數據通訊接口連接。
全文摘要
一種可攜式煙氣流速測定裝置，它包括傳感器以及測定計算顯示裝置，傳感器固定安裝在探杆前端部，探杆與測定計算顯示裝置分體設置，探杆後端部設有操持把手；傳感器輸出信號通過信號導線與測定計算顯示裝置的信號輸入端連接；探杆為中空結構，傳感器信號導線穿過中空的探杆與測定計算顯示裝置的信號輸入端連接；測量儀包括測量儀殼體本身、殼體表面設置的顯示器、操作按鍵及標準數據通訊接口；顯示器、操作按鍵及標準數據通訊接口分別與設置在測量儀殼體內的控制電路連接。本發明採用熱平衡原理，可自動跟蹤煙氣流速等速採樣，具有操作簡單，適應性強，跟蹤精度高等特點。具有體積小，重量輕，結構緊湊，經濟實用等優點。
文檔編號G01P5/10GK1506685SQ0215534
公開日2004年6月23日 申請日期2002年12月10日 優先權日2002年12月10日
發明者林培陸 申請人:林培陸