CN105424609A - 一种废气排放强制监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种废气排放强制监控系统，用于对工业废气进行强制监控，所述废气排放强制监控系统包括：废气接收口、废气传送通道、抽气机、废气存储盒、取样机、废气分析仪、报警器、外壳、监测设备异常检测模块、远程通讯模块以及远程服务器。本发明的废气排放强制监控系统通过检测设备异常检测模块可以检测检测设备是否被私自改动，是否存在破损，并且可以直接将检测的信号直接传送给环保部门。因此，可以保证这种设备不会被污染排放企业私下改装或损毁，更好地保障环境安全。

Description

一种废气排放强制监控系统

技术领域

本发明涉及废气排放强制监控系统，属于污染物监测技术领域。

背景技术

近期，环境问题凸显。总结开来，归为两点，一是能源短缺，二是排放控制不良。让国民建立环境保护意识固然重要，但是，废气排放问题、能源短缺问题从根本来说是发展经济带来的。工厂产生的污染是环境污染的最重要的组成部分。

虽然目前我国大部分的污染企业都会被要求强制安装污染处理设备，尤其是废气处理设备，但是，由于污染处理的成本相对较高，还存在很多企业为了降低成本而在夜间关停废气处理设备，偷偷进行污染气体的排放。

针对这样的问题，有必要建立起一种能够实时对企业废气排放进行监控的设备，而且必须要保证这种设备不会被污染排放企业私下改装或损毁，而现有技术中没有这种能够防止生产企业私自改动的废气监控设备。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种废气排放强制监控系统，其直接与废气排放通道相连通，提高了数据的真实性，并且所述废气排放强制监控系统，能够通过光谱分析仪准确地分析出废气中的各种成分。此外，本发明的强制监控系统中添加了防止企业对其进行私下改装的异常检测模块，更加安全可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种废气排放强制监控系统，用于对工业废气进行强制监控，其特征在于，所述废气排放强制监控系统包括：废气接收口、废气传送通道、抽气机、废气存储盒、取样机、废气分析仪、检测室、报警器、外壳、监测设备异常检测模块、远程通讯模块以及远程服务器。

在一种优选实现方式中，所述外壳将所述废气接收口、废气传送通道、抽气机、废气存储盒、取样机、废气分析仪、检测室、报警器以及监测设备异常检测模块封装在其内，仅留出所述废气接收口的入口。

在一种优选实现方式中，所述检测设备异常检测模块包括：GPS定位模块、破损检测模块以及气压检测模块，所述GPS定位模块实时或以预定周期检测废气排放强制监控系统的位置信息并发送给远程服务器，所述破损检测模块实时检测所述废气排放强制监控系统的外壳是否破损，并发送给远程服务器；所述气压检测模块位于所述废气接收口内侧，用于实时测量传入所述废气排放强制监控系统的气压并发送给远程服务器。

在一种优选实现方式中，所述废气接收口与废气排放通道相连通，用于从所述废气排放通道接收排放的废气，所述废气传送通道与所述废气接收口和所述废气存储盒相连，用于将从所述废气接收口接收到的废气输送至所述废气存储盒，所述抽气机安装在所述废气传送通道中间，所述取样机与所述废气存储盒相连，用于将所述废气存储盒中的废气取样至检测室中，所述废气分析仪对所述检测室中的气体进行检测，并且所述废气分析仪与所述报警器相连，一旦所述废气分析仪分析出废气不符合预定标准，则通过所述报警器进行报警，所述废气接收口呈喇叭状，与所述废气排放通道相连通的一侧的尺寸大于另一侧的尺寸，所述废气排放强制监控系统还包括第二废气存储盒，所述第二废气存储盒由多个小盒组成，每个小盒之间彼此隔离。

在一种优选实现方式中，所述远程服务器包括通信模块、显示模块、报警单元以及定位跟踪模块。

在一种优选实现方式中，所述取样机与所述第二废气存储盒相连，并且所述取样机将不同尺寸的颗粒分别送入不同的小盒中，所述废气分析仪与所述废气存储盒或所述第二废气存储盒相连通或邻近，对所述第一废气存储盒和所述第二废气存储盒中的气体进行分析。在一种优选实现方式中，所述取样机与所述第二废气存储盒相连，并且所述取样机将不同尺寸的颗粒分别送入不同的小盒中。

在一种优选实现方式中，所述外壳包括第一层、电阻网、第二层。所述破损检测模块包括电池、电阻测量模块，所述第一层和第二层将所述中间电阻网夹在中间，所述内置电池实时地或以脉冲方式对所述电阻网供电，所述电阻网具有预定阻值，所述电阻网密布所述外壳，一旦所述外壳被强制打开，则所述电阻网将会发生断裂或破损，阻值将发生巨大变化。电阻测量模块则测量其阻值，并将阻值反馈给远程服务器，远程服务器基于阻值变化判断是否有人将外壳拆开。

在一种优选实现方式中，所述废气分析仪包括线阵激光器(优选为LED线阵激光器)、编码盘、汇聚透镜、光谱分析仪，所述线阵激光器包括n个激光器(n为大于等于2的正整数)，n个激光器横向排列，每个激光器发出不同波长(λ₁-λ_n)的激光，所述编码盘呈正方形，该正方形的编码盘上分布有n*n个编码块，每个编码块的截面尺寸均相同，该n*n个编码块排列成方形，每个编码块的厚度彼此不同，所述LED线阵激光器正对所述编码盘中的一排编码块。所述编码盘正对所述第一废气储存盒，或者所述编码盘正对透明的检测室，所述检测室与所述第一废气储存盒相连，所述汇聚透镜包括横向汇聚透镜和纵向汇聚透镜(当线阵激光器纵向排列时，使用横向汇聚透镜，当现在激光器横向排列时，使用纵向汇聚透镜，横、纵汇聚透镜可以为半圆柱形透镜)，所述横向汇聚透镜和所述纵向汇聚透镜前后彼此叠置，所述横向汇聚透镜仅能将光束沿横向汇聚，所述纵向汇聚透镜仅能将光沿纵向汇聚，所述光谱分析仪位于所述汇聚透镜的下游。

对于每次入射进入检查室的波长为λ_i的光，由于废气的作用，其会产生多个吸收峰，光谱分析仪对这些吸收峰进行识别进而判断出废气的成分及含量。

在这种优选实现方式中，在使用时，各个激光器同时发光或相继发光，然后通过编码盘，由于编码盘的厚度不同，会为不同波长的光加入不同的延迟特性，可以改变激光的相位。然后，当激光通过检测室时，可以照射到检测室内的气体或污染物，激光与被照射气体相互作用，使得激光光谱发生变化。由于采用的是线阵激光器，编码盘能够将不同激光器的光在时间上区分开，相继地入射到光谱分析仪中。另外，由于各个激光器的发射波长不同，而不同波长的激光在检测不同物质时效果不同，所以能够更好地检测出更多种物质。另外，由于不同相位对光谱检测也会带来影响，通过编码盘还可以改变不同激光的相位。每次检测时，首先让线阵激光器对准一排编码块，测得一次结果，然后再改变线阵激光器的位置，再测量结果。这样，对于每个波长的光，可以得到n个不同的测量结果。虽然仅采用了n个波长的光，却可以得到n*n种不同的结果，因为，然后再将每个波长所对应的n个测量结果进行加权平均，测得的结果更加准确，因为消除了相位的影响。这一个过程可以在光谱分析仪中进行，也可以在服务器的处理器中进行。

本发明可以得到不同延迟和相位下的测量结果，择优采用或者加权使用。本发明获得不同延迟和相位的方式更加巧妙，并且采用了横、纵两种聚焦透镜，而非圆形的聚焦透镜，不会影响激光的分布。

本发明同现有技术相比具有的有益效果是：本发明能够监测污染物排放的末端数据，并且能够实时向外发送数据，为环保部门的执法提供了最真实的数据资料。

具体实施方式

在本实施例中，废气排放强制监控系统包括：废气接收口、废气传送通道、抽气机、废气存储盒、取样机、废气分析仪、报警器、外壳、监测设备异常检测模块、远程通讯模块以及远程服务器。所述外壳将所述废气接收口、废气传送通道、抽气机、废气存储盒、取样机、废气分析仪、检测室、报警器以及监测设备异常检测模块封装在其内，仅留出所述废气接收口的入口。上述设备中，除了远程服务器之外的部分可以称之为本地监控设备。

所述废气接收口与工厂或者发电站的废气排放通道相连通，用于从所述废气排放通道接收排放的废气，所述废气传送通道与所述废气接收口和所述废气存储盒相连，用于将从所述废气接收口接收到的废气输送至所述废气存储盒，所述抽气机安装在所述废气传送通道中间，所述取样机与所述废气存储盒相连，用于将所述废气存储盒中的废气取样至检测室中，所述废气分析仪对所述检测室中的气体进行检测，并且所述废气分析仪与所述报警器相连，一旦所述废气分析仪分析出废气不符合预定标准，则通过所述报警器进行报警，所述废气接收口呈喇叭状，与所述废气排放通道相连通的一侧的尺寸大于另一侧的尺寸，所述废气排放强制监控系统还包括第二废气存储盒，所述第二废气存储盒由多个小盒组成，每个小盒之间彼此隔离。

所述检测设备异常检测模块包括：GPS定位模块、破损检测模块以及气压检测模块，所述GPS定位模块实时或以预定周期检测废气排放强制监控系统的位置信息并发送给远程服务器，所述破损检测模块实时检测所述废气排放强制监控系统的外壳是否破损，并发送给远程服务器；所述气压检测模块位于所述废气接收口内侧，用于实时测量传入所述废气排放强制监控系统的气压并发送给远程服务器。所述远程服务器包括通信模块、显示模块、报警单元以及综合处理模块。其通过通信模块接收来自本地监控设备的信号，包括：废气分析仪提供的废气质量信号、GPS定位信号、破损检测信号以及废气的气压信号。综合处理模块基于本地检测设备的位置是否发生变动、是否破损以及气压是否正常判断是否有人私自对本地检测设备进行改动，并基于废气质量信号判断废气是否超标。比如，当GPS定位信号发生较大变动时，可以认为有人私自对其进行改动，并发出报警派出执法人员查看。当外壳破损时，类似地发出报警；当气压出现较大异常变化时，可以判定有人可能意图阻塞进气口。

本发明的检测器可以测得最直接的监测数据，并把测得的数据直接传送给环保部门，保证了数据的真实性。

优选地，废气排放强制监控系统还包括总量控制系统通讯模块，总量控制系统通讯模块，用于对废气排放的总量进行控制。这可以为企业运行人员提示优化后的最佳趋势曲线，运行人员根据提示及时调整脱硫剂的供量及辅助设备的起停，从而实现节能降耗的目的，同时将优化的运行参数和曲线与实时运行参数和曲线进行比对以及物料衡算，为操作人员提供合理的调整方案，进而使火力发电厂能够在产生社会效益的同时最大限度降低其自身经济成本。

在另一个实施例中，与上一个实施例类似。不过，该实施例中的废气分析部分还包括线阵激光器(优选为LED线阵激光器)、编码盘、汇聚透镜。

线阵激光器包括个激光器，个激光器横向排列(也可以纵向)，每个激光器发出不同波长(λ₁-λ₄)的激光，编码盘呈正方形，该正方形的编码盘上分布有n*n个编码块，每个编码块的截面尺寸均相同，该n*n个编码块排列成方形，每个编码块的厚度彼此不同。

线阵激光器正对所述编码盘中的一排编码块。所述编码盘正对透明的检测室，检测室与第一废气储存盒或取样机相连。汇聚透镜包括横向汇聚透镜和纵向汇聚透镜(当线阵激光器纵向排列时，使用横向汇聚透镜，当现在激光器横向排列时，使用纵向汇聚透镜，横、纵汇聚透镜可以为半圆柱形透镜，半圆柱的轴线与激光器的排列方向垂直)，所述横向汇聚透镜和所述纵向汇聚透镜前后彼此叠置，所述横向汇聚透镜仅能将光束沿横向汇聚，所述纵向汇聚透镜仅能将光沿纵向汇聚，所述光谱分析仪位于所述汇聚透镜的下游。

对于每次入射进入检查室的波长为λ_i的光，由于废气的作用，其会产生多个吸收峰，光谱分析仪对这些吸收峰进行识别进而判断出废气的成分及含量。

在这种优选实现方式中，在使用时，各个激光器同时发光或相继发光，然后通过编码盘，由于编码盘的厚度不同，会为不同波长的光加入不同的延迟特性，可以改变激光的相位。然后，当激光通过检测室时，可以照射到检测室内的气体或污染物，激光与被照射气体相互作用，使得激光光谱发生变化。由于采用的是线阵激光器，编码盘能够将不同激光器的光在时间上区分开，相继地入射到光谱分析仪中。另外，由于各个激光器的发射波长不同，而不同波长的激光在检测不同物质时效果不同，所以能够更好地检测出更多种物质。另外，由于不同相位对光谱检测也会带来影响，通过编码盘还可以改变不同激光的相位。每次检测时，首先让线阵激光器对准一排编码块，测得一次结果，然后再改变线阵激光器的位置，再测量结果。这样，对于每个波长的光，可以得到n个不同的测量结果。虽然仅采用了n个波长的光，却可以得到n*n种不同的结果，因为，然后再将每个波长所对应的n个测量结果进行加权平均，测得的结果更加准确，因为消除了相位的影响。这一个过程可以在光谱分析仪中进行，也可以在服务器的处理器中进行。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种废气排放强制监控系统，用于对工业废气进行强制监控，其特征在于，所述废气排放强制监控系统包括：废气接收口、废气传送通道、抽气机、废气存储盒、取样机、废气分析仪、报警器、外壳、监测设备异常检测模块、远程通讯模块以及远程服务器。

2.根据权利要求1所述的废气排放强制监控系统，其特征在于，所述外壳将所述废气接收口、废气传送通道、抽气机、废气存储盒、取样机、废气分析仪、检测室、报警器以及监测设备异常检测模块封装在其内，仅留出所述废气接收口的入口。

3.根据权利要求2所述的废气排放强制监控系统，其特征在于，所述检测设备异常检测模块包括：GPS定位模块、破损检测模块以及气压检测模块，所述GPS定位模块实时或以预定周期检测废气排放强制监控系统的位置信息并发送给远程服务器，所述破损检测模块实时检测所述废气排放强制监控系统的外壳是否破损，并发送给远程服务器；所述气压检测模块位于所述废气接收口内侧，用于实时测量传入所述废气排放强制监控系统的气压并发送给远程服务器。

4.根据权利要求2所述的废气排放强制监控系统，其特征在于，

所述废气接收口与废气排放通道相连通，用于从所述废气排放通道接收排放的废气，所述废气传送通道与所述废气接收口和所述废气存储盒相连，用于将从所述废气接收口接收到的废气输送至所述废气存储盒，所述抽气机安装在所述废气传送通道中间，所述取样机与所述废气存储盒相连，用于将所述废气存储盒中的废气取样至检测室中，所述废气分析仪对所述检测室中的气体进行检测，并且所述废气分析仪与所述报警器相连，一旦所述废气分析仪分析出废气不符合预定标准，则通过所述报警器进行报警，所述废气接收口呈喇叭状，与所述废气排放通道相连通的一侧的尺寸大于另一侧的尺寸，所述废气排放强制监控系统还包括第二废气存储盒，所述第二废气存储盒由多个小盒组成，每个小盒之间彼此隔离。

5.根据权利要求4所述的废气排放强制监控系统，其特征在于，所述远程服务器包括通信模块、显示模块、报警单元以及定位跟踪模块。

6.根据权利要求3所述的废气排放强制监控系统，其特征在于，所述取样机与所述第二废气存储盒相连，并且所述取样机将不同尺寸的颗粒分别送入不同的小盒中，所述废气分析仪与所述废气存储盒或所述第二废气存储盒相连通或邻近，对所述第一废气存储盒和所述第二废气存储盒中的气体进行分析。