一種全自動油煙檢測設備的製作方法

2023-05-17 16:45:55

本發明涉及油煙檢測設備技術領域，具體涉及一種全自動油煙檢測設備。

背景技術：

公知的，我國於2001年頒布了gb18483-2001《飲食業油煙排放標準》，該標準附錄ａ《飲食業油煙採樣方法及分析方法》中規定了金屬濾筒吸收和紅外分光光度法測定油煙的採樣及分析方法為法定的標準油煙檢測方法，附錄b《油煙採樣器技術規範》中規定了採集油煙的鋼絲濾筒技術指標，在此基礎上形成了一直沿用至今的「現場人工檢測管道內油煙溫度、相對溼度、氣壓，現場手動採樣，現場手動更換採樣頭、實驗室人工超聲波衝洗鋼絲濾筒、人工定標、人工檢測、人工計算校正」等全部由人工完成的油煙排放濃度檢測程序。標準的油煙監測報告提交周期為15個工作日，因此一般情況下從油煙監測到提交油煙監測報告需要20個自然日左右，導致監測報告提交周期過長主要原因之一就是油煙檢測設備太過落後，需要分為現場採樣與實驗室檢測分析兩個部分的工作，全部工作均需由專業人員手動操作。現有的油煙檢測方法時效性差與人力資源成本高這兩個缺陷一直受到業內人士與被測對象的詬病。現階段常規的油煙檢測使用普通紅外分光光度計，需要至少一小時的設備預熱時間，同時需要人工配製標準系列後由人工完成比對測試，檢測周期長，精度極低，只能達到±0.02mg/m3的測量精度。現有的油煙檢測方法檢測過程中會揮發大量四氯化碳，直接對操作人員健康造成不良影響，且四氯化碳只能一次性使用，廢棄的四氯化碳同樣對環境造成威脅。

技術實現要素：

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在於提供一種全自動油煙檢測設備，符合中華人民共和國國家標準gb18483-2001《飲食業油煙排放標準》附錄a《飲食業油煙採樣方法及分析方法》、附錄b《油煙採樣器技術規範》、附錄c《油煙去除效率的測定方法》等規定的全自動油煙檢測儀，將gb18483-2001標準方法的「現場人工採樣、實驗室人工清洗、實驗室人工定容、實驗室人工紅外分光吸收法檢測」等一系列人工操作過程全自動完成，並且實現有機溶劑的循環再利用，同時，通過採用可調製紅外光源、鎖相放大等技術，將所述國標方法的檢測下限降低了一個數量級以上，檢測精度提升了一個數量級以上，將原來的數小時至數日的提交檢測數據周期縮短到60分鐘以內；以解決上述背景技術中提出的問題。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種全自動油煙檢測設備，包括等速採樣槍、煙氣輸送管道、檢測設備本體；在所述的等速採樣槍頭部位設置薄壁等速採樣進氣口以及管道煙氣流速傳感器、管道煙溫傳感器、管道煙氣溼度傳感器、管道煙氣氣壓傳感器，所述的煙氣傳送管道為防靜電吸附軟管，在所述檢測儀本體設置氣液分離罐、氣路及電磁閥、有機溶劑管路及電磁閥、鋼絲濾筒、有機溶劑過濾及吸水處理罐、有機溶劑吸附處理罐、有機溶劑儲存罐、液壓平衡裝置、過濾後精密氣體質量流量計、過濾後相對溼度傳感器、過濾後氣溫傳感器、過濾後氣壓傳感器、可控變速採樣氣泵、精密加料泵、循環衝洗泵、超聲波發生器、標準溶劑參比吸收池、樣本採樣檢測分析吸收池、可調製非分散紅外光源、標準溶劑參比吸收池、樣本分析吸收池、紅外窄帶濾波片、熱釋電紅外光敏檢測器、前置信號放大器、鎖相放大器、高精度數據採集模塊、微型計算機主機、顯示屏、無線通信模塊、電源模塊、散熱風扇。

作為本發明更進一步的改進，所述的等速採樣槍薄壁等速採樣進氣口可以更換以適配0.5m/s至60m/s的風速範圍。

優選的，所述的氣液分離罐內填充有親油憎水的填料。

優選的，所述的氣路及電磁閥內表面導通無阻礙暢通，不會攔截阻礙油煙顆粒物的輸送，氣路及電磁閥內表面鍍有能長期耐受油脂、耐腐蝕的材料。

優選的，所述的有機溶劑儲存罐內的有機溶劑為四氯化碳或四氯乙烯。

優選的，所述的有機溶劑過濾及吸水處理罐、有機溶劑吸附處理罐、有機溶劑儲存罐和液壓平衡裝置採用一體化設計，在一個罐體內包含所述全部裝置及其功能。

優選的，所述的可調製非分散紅外光源採用簡諧波調製，調製頻率在0.1hz與1000hz之間，調製信號周期大於所述可調製非分散紅外光源及所述熱釋電紅外光敏檢測器的時間常數。

優選的，所述的精密加料泵的計量精度須優於±0.1ml，最大加料速率不小於10ml/min，所述循環衝洗泵最大流量不小於100ml/min，揚程不小於3m。

優選的，所述的鋼絲濾筒油煙採集效率不小於95％，鋼絲濾筒長度為56.00±0.05mm，鋼絲濾筒直徑17.00±0.05mm，設有不少於兩個鋼絲濾筒。

優選的，所述的循環溶劑本底分析池可對使用過的有機溶劑進行減本底後循環利用，標準溶劑參比吸收池與循環溶劑本底分析池的溶劑可進行參比，當超過限制時提示更換有機溶液。

3.有益效果

採用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

（1）本發明的油煙監測設備將現行的人工採樣與分析計算過程全部在採樣現場自動完成，採樣與檢測分析、校準計算等全部工作完全自動完成。檢測下限可達到0.001mg/m3，比人工方法降低了一個數量級以上，檢測精度提升了一個數量級以上，將原來的數小時至數日的提交檢測數據周期縮短到60分鐘以內。

（2）本發明的油煙監測設備，利用微型計算機作為主控制設備，利用電腦程式採集各傳感器數據並控制電磁閥及氣泵、溶劑輸送泵、超聲波發生器、顯示器等執行機構完成「過濾採樣」、「溶劑衝洗」、「紅外吸收測量」、「濾筒清潔」、「溶劑回收」、「溶劑再生」、「數據處理」、「數據輸出」等全部檢測過程。其要點在於：本發明不僅僅是簡單將原本需要人工完成的操作改為自動完成，而是在實現全自動檢測的基礎之上通過採用調製非分散紅外光源與鎖相放大器技術，在大幅度提高了紅外吸收檢測的靈敏度、大幅度縮短了最短採樣周期、大幅度減少了有機溶劑使用量的同時，將檢測下限與檢測精度優化了一個數量級以上；還通過全封閉的有機溶劑溶劑回收與再生循環使用，避免了有機溶劑對操作人員健康的損害，避免了檢測過程溶劑揮發造成的大氣汙染，避免了廢棄溶劑造成的環境汙染負擔。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明工藝流程步驟1採樣示意圖；

圖3是本發明工藝流程步驟2加溶劑示意圖；

圖4是本發明工藝流程步驟3溶解和測量示意圖；

圖5是本發明工藝流程步驟4溶劑回收示意圖；

圖6是本發明工藝流程步驟5加溶劑示意圖；

圖7是本發明工藝流程步驟6清洗管道示意圖；

圖8是本發明工藝流程步驟7溶劑回收示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例1

請參閱圖1-圖8，本發明提供一種技術方案：一種全自動油煙檢測設備，包括等速採樣槍、煙氣輸送管道、檢測設備本體三個部分，經等速採樣槍採樣的油煙樣氣經煙氣輸送管道進入檢測設備本體後通過鋼絲濾筒過濾後排出設備，採樣周期結束後微電腦主機自動控制完成溶劑注入、超聲波衝洗鋼絲濾筒、紅外分光吸收法檢測、多參數換算校正等程序，最終輸出油煙濃度檢測結果。在所述的等速採樣槍頭部位設置薄壁等速採樣進氣口以及管道煙氣流速、煙溫、煙氣溼度、煙氣氣壓等煙氣物理參數傳感器，所述的煙氣傳送管道為防靜電吸附軟管，在所述檢測儀本體設置氣液分離罐、氣路電磁閥、有機溶劑管路電磁閥、鋼絲濾筒、有機溶劑過濾及吸水處理罐、有機溶劑吸附處理罐、有機溶劑儲存罐、液壓平衡裝置、過濾後精密氣體質量流量計、過濾後相對溼度傳感器、過濾後氣溫傳感器、過濾後氣壓傳感器、可控變速採樣氣泵、精密加料泵、循環衝洗泵、超聲波發生器、標準溶劑參比吸收池、採樣檢測分析吸收池、循環溶劑本底分析池、可調製非分散紅外光源、紅外窄帶濾波片、熱釋電紅外光敏檢測器、前置信號放大器、鎖相放大器、高精度數據採集模塊、微型計算機主機、顯示屏、無線通信模塊、電源模塊、散熱風扇。從所述等速採樣口進入採樣槍的煙氣，通過所述煙氣輸送管道進入檢測儀本體，煙氣中的液態油及冷凝水混合物被所述氣液分離罐吸收並完成油水分離，分離出的水可以隨樣氣自由揮發而不會長期累積，氣液分離後的樣氣體經電磁閥進入所述鋼絲濾筒，樣氣中的油煙顆粒物被鋼絲濾筒過濾截獲，過濾後的尾氣經過氣體質量流量傳感器及相對溼度傳感器後進入所述可控變速採樣氣泵，採樣氣泵將尾氣排出設備本體之外，至此採樣周期結束，開始衝洗周期。所述電磁閥將採樣氣路封閉同時將有機溶劑液路開啟，由所述精密加料泵從所述儲存罐內抽取並向所述鋼絲濾筒及所述循環衝洗泵注入額定容量的有機溶劑，注入之後啟動超聲波發生器及循環衝洗泵極，以與進氣方向相反的方向用有機溶劑在超聲波配合下反覆衝洗鋼絲濾筒的過濾網，將濾網上的攔截的物質衝洗進入有機溶劑，衝洗周期結束後，開始測量周期。所述調製非分散紅外光源開始工作，光源發出的非分散紅外光分別經過標準溶劑樣品池與被測溶劑樣品池，被樣品池吸收後的紅外光達到相對方向的中心波長分別為3413nm、3378nm、3300nm的所述紅外窄帶濾波片，濾波後的窄帶紅外光到達每一濾波片後相應的所述熱釋電紅外光敏檢測器，檢測器輸出的信號電流分別進入所述前置放大器、鎖相放大器，鎖相放大器輸出的六路信號分別經所述高精度數字採集模塊完成a/d轉換後輸入所述微型計算機主機，至此檢測周期結束，進入恢復周期。完成檢測後的汙染有機溶劑經過電磁閥排入所述有機溶劑過濾及吸水處理罐，排放結束後重新注入潔淨有機溶劑並啟動超聲波發生器及循環泵進行清洗，清洗後的溶劑再次排入有機溶劑過濾及吸水處理罐，如此重複至程序設定的衝洗次數後清潔程序結束。衝洗及清潔程序排入有機溶劑過濾及吸水處理罐的有機溶劑其中的固態顆粒物被過濾，液態混合物進入處理罐內填充的分子篩，溶劑中混入的水分被分子篩吸附，除水後的溶劑進入所述溶劑吸附處理罐，吸附處理後的潔淨溶劑進入所述溶劑儲存罐備用。採樣過程中，所述採樣槍前端的傳感器將煙管內煙氣的風速、煙溫、相對溼度、氣壓等參數傳送至所述微型計算機主機，經過主機控制程序換算後輸出控制信號至可控變速採樣氣泵，實現等速採樣，所述過濾後精密氣體質量流量計、過濾後相對溼度傳感器、過濾後氣溫傳感器、過濾後氣壓傳感器將所採樣氣物理參數傳送至所述微型計算機主機，經過主機程序校正換算後參與檢測結果標況換算。

本發明的工作原理：採用微型計算機主機控制的氣路電磁閥組與有機溶劑液路電磁閥組完成採樣氣路與有機溶劑衝洗、清洗液路的自動切換，使被測樣氣通過採樣槍及樣氣輸送管道進入檢測儀器本體，經過不鏽鋼絲濾筒過濾後，用有機溶劑對過濾到的油煙顆粒物進行衝洗，油脂被有機溶劑分散後會改變有機溶劑的紅外吸收特性，並在3413nm、3378nm、3300nm三個波長處形成吸收峰，通過對這三個波長紅外被溶有油脂的有機溶劑吸收能力變化的測量獲取油脂質量濃度信息，經過一系列校正計算後獲得標準狀況下的油煙濃度數據，由至少兩個鋼絲濾筒交替完成採樣與檢測工作，實現不間斷自動採樣連續測量；完成測量後的濾筒經過程序控制自動清洗後可開始下一個採樣周期，檢測前的衝洗及檢測後的清洗所用有機溶劑全部在檢測儀本體內自動完成淨化再生過程。

本發明涉及一種全自動油煙檢測設備的工藝流程，包括以下步驟：

1）採樣周期：與所述鋼絲濾筒連通的有機溶劑液路全部關閉，採樣氣路全部開通，所述可調速氣泵開始抽氣；從所述採樣槍經過所述煙氣輸送管道進入設備本體，經電磁閥及氣路管道到達鋼絲濾筒，油煙中的顆粒物被濾筒的鋼絲過濾截留，經過濾筒的氣體通過所述過濾後精密氣體質量流量計、過濾後相對溼度傳感器、過濾後氣溫傳感器、過濾後氣壓傳感器後經可控變速採樣氣泵排出。採樣周期可以在主機數字設定，設定範圍為1分鐘至600分鐘，最小間隔1分鐘，默認值為10分鐘。採用等速採樣，採樣周期內煙道風速、氣壓、氣溫、相對溼度等煙氣參數自動記錄，煙氣參數記錄時間間隔1秒。

2）衝洗周期：採樣周期結束後抽氣泵自動停止工作，與所述鋼絲濾筒相連通的全部所述氣路電磁閥關閉，相連通的有機溶劑液路電磁閥除排放電磁閥外全部開啟，所述精密加料泵開始工作，有機溶劑開始注入與鋼絲濾筒連通的循環溶劑本底分析池，注入有機溶劑數量達到設定值後精密加料泵自動停止工作，與之連接的有機溶劑液路電磁閥也自動關閉，所述循環衝洗泵及超聲波發生器開始工作，循環泵以與採樣氣流相反的方向驅動有機溶劑液流衝洗鋼絲濾筒，鋼絲濾筒上截留的油煙顆粒物被衝入有機溶劑中，循環衝洗有機溶劑液路上包含鋼絲濾筒、採樣檢測分析吸收池、循環衝洗泵。注入有機溶劑容量可以在主機數字設定，設定範圍為5.0ml至50.0ml，最小間隔0.1ml，默認值為25.0ml；循環泵驅動溶劑循環衝洗次數可以在主機數字設定，設定範圍為5次至500次，最小間隔1次，默認值為40次。

3）測量周期：與所述採樣檢測分析吸收池對應的可調製非分散紅外光源開始在周期信號調製下工作，所發出的紅外光同時穿過所述標準溶劑參比吸收池與採樣檢測分析吸收池併到達各自對應的所述窄帶紅外濾波片，進過濾波後的紅外光束到達各自對應的所述熱釋電紅外檢測器，檢測信號與參比信號分別經過前置放大、鎖相放大後進入所述高精度數字採集模塊，經a/d轉換後進入所述微型計算機主機，與採樣周期記錄的煙氣參數一起計算，最終得出油煙濃度。

4）清洗周期：完成測量過程之後，開啟有機溶劑排放電磁閥，啟動所述循環衝洗泵，將溶劑排入所述有機溶劑過濾及吸水處理罐，排放結束後關閉所述有機溶劑排放電磁閥，然後啟動所述精密加料泵，有機溶劑開始注入與鋼絲濾筒連通的循環溶劑本底分析池，注入有機溶劑數量達到設定值後精密加料泵自動停止工作，與之連接的有機溶劑液路電磁閥也自動關閉，所述循環衝洗泵及超聲波發生器開始工作，循環泵以與採樣氣流相反的方向驅動有機溶劑液流衝洗鋼絲濾筒，清洗結束後開啟有機溶劑排放電磁閥，啟動所述循環衝洗泵，將溶劑排入所述有機溶劑過濾及吸水處理罐，重複清洗的次數從1次到30次可在所述微型計算機主機設定，默認值為3次。

儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。