一種粉塵在線監測系統的製作方法

2023-05-10 10:39:01 1

本實用新型涉及粉塵監測技術領域，特別涉及一種粉塵在線監測系統。

背景技術：

工業廢氣是大氣的主要汙染源之一，工業生產所排放的廢氣必須符合國家環保部門的標準，因此，對工業廢氣的監測尤為重要。在電廠等行業需要對排放實行連續、實時監測，如何高效、便捷地開展煙氣中的粉塵在線監測成為行業內的難題。

現有煙氣中的粉塵監測方法分為直接法和間接法；直接法為手工稱重法，間接法採用粉塵濃度傳感器。手工稱重法是直接法，嚴格按照粉塵濃度計算公式進行測量，檢測結果與抽氣泵取氣體體積和天平稱重兩個因素有關，不受外界其它因素影響，測量精度較高，但是在操作中比較繁瑣，檢測周期比較長，在現場很難實現。

粉塵濃度傳感器可以實現粉塵的在線檢測，但是仍存在很多問題，主要表現在：其光學檢測窗口容易被粉塵汙染、氣路容易阻塞，造成維護頻繁，是此方法最大的弊端，也是粉塵濃度傳感器發展所面臨的難題。

因此，提供一種檢測效率、精度高，使用壽命長，不易堵塞氣路的煙氣粉塵監測系統成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

為了解決目前粉塵監測裝置存在的問題，本實用新型一種一種粉塵在線監測系統，其具體的技術方案如下：

一種粉塵在線監測系統，其包括取樣單元、檢測單元、監測單元、電氣控制系統；其中：

所述取樣單元包括通過管路順序連接的氣體取樣管1、伴熱管線2、旋風加熱筒5、氣體測量室6，所述氣體測量室6後方連接抽氣管路，所述抽氣管路上設置有抽氣裝置；

所述檢測單元包括雷射粉塵測量儀，所述雷射粉塵測量儀包括發射器7、接收器8，所述發射器7、接收器8分別安裝於氣體測量室6的兩端，發射器7發出的雷射穿過氣體測量室6由接收器8接收；所述雷射粉塵與電氣控制系統連接，雷射粉塵測量儀測量儀輸出其測量數據到電氣控制系統，得到被測量體總的粉塵含量；

所述監測單元包括設置於取樣單元管線上的孔板4、差壓變送器11；

內孔板4設置於伴熱管線2與旋風加熱筒5之間的管路上，取出的樣氣通過此部件會產生氣壓差，將氣壓差通過管路送入差壓變送器11；

所述差壓變送器11設置於氣體測量室6後方的管路上，並與電氣控制系統連接，將氣體壓力差值變換成電流信號，由電氣控制系統換算成流量、流速。

進一步，所述抽氣裝置包括射流泵10、送風機12，所述送風機12為射流泵的動力源，將測量樣氣抽取到氣體測量室6。

進一步，其還包括安裝櫃體13，所述安裝櫃體13包括上櫃體與下櫃體，所述氣體測量室6設置於上櫃體內；所述抽氣管路、電氣控制系統設置於下櫃體內。

進一步，所述氣體取樣管1與旋風加熱筒5之間的取樣管路上設置電動三通球閥3，通過電動三通球閥3切換，可實現管路的取樣、清掃兩種工作模式。

進一步，所述氣體測量室6後方連接抽氣管路上設置流量調節球閥9。

本實用新型所提供的一種粉塵在線監測系統，具有以下優點：

在本實用新型的一種粉塵在線監測系統中，當樣氣通過氣體取樣管進入到監測系統內是，通過孔板和差壓變送器的配合，使電氣控制系統能夠計算出樣氣流入系統內的流速、流量，根據流量波動的變化狀態，定期、定時通過控制電動三通閥的轉換，外接壓縮空氣吹掃氣體取樣管和伴熱管線內結塵，使管路時時保持清潔，使樣氣抽取的流量和流速基本穩定，提高粉塵測量的精度；

樣氣進入氣體測量室之前經過旋風加熱筒，進入到筒內的樣氣螺旋狀的沿筒壁流動，使樣氣內的水蒸氣充分的氣化，從而保證流入到氣體測量室的樣氣不含有水滴和水霧，提高粉塵測量的精度；

安裝櫃體設計成上下兩個獨立空間，上部空間安裝了孔板、旋風加熱筒和氣體測量室主要氣體測量部件，下部空間安裝了差壓變送器和電氣測量和控制部件，使整個系統結構緊湊，易於安裝，通用性強。

附圖說明

圖1為本實用新型一種粉塵在線監測系統的結構示意圖。

【主要部件符號說明】

1. 氣體取樣管、2. 伴熱管線、3. 電動三通球閥、4. 孔板、5. 旋風加熱筒、6. 氣體測量室、7. 雷射粉塵測量儀發射器、8.雷射粉塵測量儀接收器、9. 流量調節球閥、10. 射流泵、11. 差壓變送器、12. 送風機、13. 安裝櫃體。

具體實施方式

下面結合附圖及本實用新型的實施例對本實用新型的一種粉塵在線監測系統作進一步詳細的說明。

參照圖1，一種粉塵在線監測系統，其包括取樣單元、檢測單元、監測單元、電氣控制系統、安裝櫃體13，其中：

所述取樣單元包括通過管路順序連接的氣體取樣管1、伴熱管線2、旋風加熱筒5、氣體測量室6，所述氣體測量室6後方連接抽氣管路，所述抽氣管路上設置有抽氣裝置；所述抽氣裝置包括射流泵10、送風機12，所述送風機12為射流泵的動力源，將測量樣氣抽取到氣體測量室6。所述安裝櫃體13包括上櫃體與下櫃體，所述氣體測量室6設置於上櫃體內；所述抽氣管路、電氣控制系統設置於下櫃體內。

所述檢測單元包括雷射粉塵測量儀，所述雷射粉塵測量儀包括發射器7、接收器8，所述發射器7、接收器8分別安裝於氣體測量室6的兩端，發射器7發出的雷射穿過氣體測量室6由接收器8接收；所述雷射粉塵與電氣控制系統連接，雷射粉塵測量儀測量儀輸出其測量數據到電氣控制系統，得到被測量體總的粉塵含量；

所述監測單元包括設置於取樣單元管線上的孔板4、差壓變送器11；

內孔板4設置於伴熱管線2與旋風加熱筒5之間的管路上，取出的樣氣通過此部件會產生氣壓差，將氣壓差通過管路送入差壓變送器11；

所述差壓變送器11設置於氣體測量室6後方的管路上，並與電氣控制系統連接，將氣體壓力差值變換成電流信號，由電氣控制系統換算成流量、流速。

作為優選方案，所述氣體取樣管1與旋風加熱筒5之間的取樣管路上設置電動三通球閥3，通過電動三通球閥3切換，可實現管路的取樣、清掃兩種工作模式，當其中清掃模式工作時，其外接壓縮空氣吹掃氣體取樣管和伴熱管線內結塵，使管路時時保持清潔，使樣氣抽取的流量和流速基本穩定，提高粉塵測量的精度。

所述氣體測量室6後方連接抽氣管路上設置流量調節球閥9，方便對流量對行調節。

為了進一步對本系統進行說明，下面對各部件功能一一介紹。

1. 氣體取樣管：探入到需要監測的煙囪或氣體管道中，將需要監測的氣體抽取到監測儀系統中。

2. 伴熱管線：氣體取樣管和監測儀系統連接的過渡管線，通過加熱，防止抽取樣氣中的水蒸氣凝結成水露。

3. 電動三通球閥：定期、定時的進行切換，用壓縮空氣清掃氣體取樣管和伴熱管線內沉積的粉塵，達到管線內清潔的目的。

4. 孔板：取出的樣氣通過此部件會產生氣壓差，將氣壓差通過管路送入差壓變送器內。

5. 旋風加熱筒：抽取的樣氣，通過此部件進一步加熱，使樣氣內的水蒸氣充分氣化，減小粉塵測量的誤差。

6. 氣體測量室：是保證氣體測量精度的核心部件之一，雷射在此測量室內穿過。

7. 雷射粉塵測量儀發射器：此測量儀是國際粉塵測量的高精度監測儀，此部件是雷射發出的器件。

8. 雷射粉塵測量儀接收器：此測量儀是國際粉塵測量的高精度監測儀，此部件是雷射發出的器件。

9. 流量調節閥：通過調整流量，保證監測儀在高精度的測量範圍內。

10.射流泵：使測量樣氣進入到系統內的部件。

11.差壓變送器：將氣體壓力差值變換成電流信號，是電氣控制系統換算成流量值的部件。

12.送風機：射流泵的動力源。

13.安裝箱體：箱體內安裝了系統主要的監測及控制器件，箱體設計緊湊，各部件安裝和維護都很便捷，箱體上部分四周、底面及箱蓋均採用最新型的氣凝膠保溫材料進行保溫，使熱量損失減小到最小，有效保證監測儀的測量精度。

本實用新型的一種粉塵在線監測系統的主要工作過程如下：

由送風機為射流泵提供動力源，使射流泵產生抽取監測樣氣的功能，樣氣會通過氣體取樣管進入到監測系統內。

通過孔板和差壓變送器的配合，使電氣控制系統能夠計算出樣氣流入系統內的流速、流量，樣氣進入到旋風加熱筒後，進一步加熱升溫，使樣氣內的水蒸氣充分氣化，保證進入到氣體測量室的樣氣沒有凝結的水露，樣氣從旋風筒進入到氣體測量室，在氣體測量室的兩端安裝了雷射粉塵測量儀，雷射粉塵測量儀通過雷射散射原理，監測流入到氣體測量室內樣氣的粉塵含量；雷射粉塵測量儀測量儀會輸出其測量數據到本在線檢測儀的電氣控制系統，電控系統通過軟體的計算，得到被測量體總的粉塵含量。

電控系統會根據流量波動的變化狀態，定期、定時通過控制電動三通閥的轉換，採用壓縮空氣吹掃氣體取樣管和伴熱管線內結塵，使樣氣抽取的流量和流速基本穩定，提高粉塵測量的精度。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施方式，凡依本實用新型申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本實用新型專利的涵蓋範圍。