CN106168593A - 一种烟尘采样的设备及烟尘浓度的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟尘采样的设备，包括有在待测空间内形成一个测量平面的发射器，待检测物质撞击到测量平面发出电信号；还包括有计时器、面积测量器以及流速测量器。还公开了一种烟尘浓度的计算方法，浓度值C=M/（S·T·V）。仪器监测更全面，更能反映现实监测情况，对数据更具代表性；监测时间大大缩短了，检测点位可根据平面设定平均值，数据量更大，根据离散点越多越准确；监测仪器设备轻便，易于携带，完全一人可以操作，配置小型电池，无须接电，无须接管道，轻便节能；设计管道堵塞装置，完全支持仪器，不需要人工扶持，保证人员安全，配置耐热橡胶塞如图：根据管道口径大小选择组合。

Description

一种烟尘采样的设备及烟尘浓度的计算方法

技术领域

本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种烟尘采样的设备及烟尘浓度的计算方法。

背景技术

环境监测是以环境为对象，运用物理的、化学的和生物的技术手段，对其中的污染物及其有关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析，以探索研究环境质量的变化规律。其任务是要对环境样品中的污染物组成进行鉴定和测试，并研究在一定历史时期和一定空间内环境质量的性质、组成和结构，主要内容包括：大气环境监测、水环境监测、土壤环境监测、固体废弃物监测、环境生物监测、环境放射性监测和环境噪声监测等。环境监测主要包括水质监测、大气监测，以及其它指标等的监测；固废处理行业中的监测也基本是对过程中产生的渗滤液、臭气、焚烧尾气等进行监测；其它指标，主要是指各环节中目标物质量、体积、温度等。这些指标结合起来，对环保产业的各个环节进行监控。

传统的便携烟气、烟尘采样的测试方法包括有化学法和仪器法。化学法的过程是通过吸收液对排气筒烟气成分的吸收进行化学反应，需要带回实验室进行显色分析，存在有消耗时间长，分析时与有毒试剂接触，保存时间不长，易变质，不稳定等缺点。仪器法则是通过检测仪器来完成测试，存在有仪器笨重，不易于攀爬，参数测定麻烦等缺点；具体为仪器使用起来都很笨重，配置东西太多，不易于采样污染源爬高，不管是使用绳子吊仪器还是人工背上去，都很费力；污染源检测过程污染采样器容易，折旧率快、清洗不便，维修费用高；仪器监测数据不完整，数据比较片面，不能完全反映当时现场情况；特别是在烟囱中取样时，不同采样点的数据相差较大，如果每个采样点都测量的话，耗时又很长，采样效率很低。因此，设计一种能够快速高效的采集烟尘数据的装置和方法是当前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种烟尘采样的设备及烟尘浓度的计算方法。

本发明的一个目的是通过以下的技术方案实现的：一种烟尘采样的设备，包括有在待测空间内形成一个测量平面的发射器，待检测物质撞击到测量平面发出电信号；还包括有计时器、面积测量器以及流速测量器。

优选的，发射器包括有电压传感器，电压传感器用于感应待检测物质撞击测量平面时产生的电信号。

优选的，面积测量器是红外线测距仪或激光测距仪。

优选的，流速测量器是设置在测量平面内的动压测量仪。

优选的，还包括有温度传感器。

优选的，温度传感器是红外测温探头。

优选的，温度传感器连接有高温报警装置。

优选的，还包括有可充电电源。

优选的，还包括有用于显示发射器、计时器、面积测量器和/或流速测量器所检测到的参数的显示屏。

本发明的另一个目的是通过以下的技术方案实现的：一种烟尘浓度的计算方法，发射器通过统计测量平面内的电信号总和反映出在测量平面内的待检测物质的总质量M；计时器用于统计测量时间T，M与T成正比；面积测量器用于统计测量平面的面积S；流速测量器用于统计测量平面上流体的平均流速V；待检测物质在测量平面内的浓度值C=M/（S·T·V）。

有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种烟尘采样的设备及烟尘浓度的计算方法通过物理光学方法在烟道中形成一个平面，待检测物质通过平面撞击到平面形成电信号总和，总和电信号回收到主机仪器中反应出浓度值；仪器监测更全面，更能反映现实监测情况，对数据更具代表性；监测时间大大缩短了，检测点位可根据平面设定平均值，数据量更大，根据离散点越多越准确；监测仪器设备轻便，易于携带，完全一人可以操作，配置小型电池，无须接电，无须接管道，轻便节能；设计管道堵塞装置，完全支持仪器，不需要人工扶持，保证人员安全，配置耐热橡胶塞如图：根据管道口径大小选择组合。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1 为检测过程的结构示意图；

图2 为检测过程的参数检测部件示意图；

图3 为管塞配合测量仪器的结构示意图；

图4 为检测仪器检测时的结构示意图。

具体实施方式

图1中和图4中的箭头表示流体流向，图4中测量仪器6和远程监控器68之间的实线表示有线连接方式，图4中测量仪器6和远程监控器68之间的虚线表示无线连接方式。

烟尘采样的设备的整体部件有以下实施例：

实施例一

如图1-图4所示，一种烟尘采样的设备，包括有在待测空间内形成一个测量平面1的发射器2，待检测物质撞击到测量平面1发出电信号；还包括有计时器3、面积测量器4以及流速测量器5。其中发射器2、面积测量器4和流速测量器5均需要伸入待检测的烟囱内部，并且面积测量器4需要对齐测量平面1。

流速测量器5的平均流速的测量方式可以是通过设置在测量平面1内的动压测量仪来得到测量平面1的动压值，然后得出与正常气压的气压差来算出平均流速，这是由于压力与流速的平方值成正比；流速测量器5的平均流速的测量方式还可以是通过测量烟囱内在测量平面1内每个位置的流速值，根据流速曲线来推算出平均流速，烟囱内在测量平面1内的流速曲线如图1和图4所示是一个弧线，这是因为越靠近烟囱内壁的气流在运行过程中的阻力越大，因此，中间位置的流速最大，贴合烟囱内壁处的流速最小，从而形成一个弧形，通过测出最大流速和最小流速，能够模拟出测量平面1内的流速曲线，并推算出平均流速。

面积测量器4可以是通过直接扫描烟囱对应测量平面1的截面积来得出测量平面1的面积，对于截面为圆形的烟囱还可以通过红外线测距仪或激光测距仪测出烟囱对应测量平面1的截面的直径，从而得出测量平面1的面积。

计时器3用于记录发射器2的运行时间，随着时间的延长，烟尘颗粒撞击测量平面1所产生的电信号也会越来越多，发射器2包括有电压传感器，电压传感器用于感应待检测物质撞击测量平面1时产生的电信号，有烟尘颗粒撞击到测量平面1，电压传感器就会发送电信号，发射器2统计在计时器3记录时长内接受的电信号总和，既能得出该时长内通过测量平面1的烟尘颗粒的质量。

基于本实施例的一种烟尘采样的设备有以下计算方法：一种烟尘浓度的计算方法，发射器2通过统计测量平面1内的电信号总和反映出在测量平面1内的待检测物质的总质量M；计时器3用于统计测量时间T，M与T成正比；面积测量器4用于统计测量平面1的面积S；流速测量器5用于统计测量平面1上流体的平均流速V；待检测物质在测量平面1内的浓度值C=M/（S·T·V）。其中浓度值C的单位优选为mg/m³，面积S的单位优选为m²，测量时间T的单位优选为s，平均流速的单位优选为m/s。

烟尘采样的设备的具体结构有以下实施例：

实施例二

如图4所示，烟尘采样的设备是一个包括有屏幕盖61、显示屏62、电源63、管道64、红外测温探头65、手持柄66和开关67的测量仪器6，测量仪器6可以是有线的连接远程监控器68，也可以是无线的连接远程监控器68。测量仪器6中的管道64插入烟囱内，发射器2、面积测量器4和流速测量器5均设置在管道64内，管道64插入烟囱后，发射器2在烟囱的内壁上设置一个测量平面1，电压传感器、面积测量器4和流速测量器5分别用于测量参数烟尘颗粒的总质量M、测量平面1的面积S和测量平面1内的流体的平均流量V。红外测温探头65也插入烟囱内，用于测量烟囱内的温度；红外测温探头65连接有高温报警装置，红外测温探头65用于测量现场温度，当现场温度达到60度，高温报警装置报警，防止人员中暑。当现场温度较高的情况下，在固定好了测量仪器6之后，测量仪器6可以通过有线信号传输的方式连接远程监控器68来实现远程操作，如果测量需要在很高的地方进行，测量仪器6则可以采用无线信号传输的方式连接远程监控器68来实现远程操作。远程控制器内优选的设置有针对测量仪器6测量到的数据按照实施例一中的计算方法进行计算的运算单元，并把结果显示出来，实现数据检测与运算出结果的一体化。显示屏62上直接显示检测到的参数值，人员手持测量仪器6直接测量时能够很快得出参数结果，方便快捷，屏幕盖61用于在不用测量仪器6时保护显示屏62。电源63提高测量仪器6的便携性和实用性。手持柄66和开关67使得测量仪器6操作起来很简单。

实施例二中的测量仪器6有以下实施例：

实施例三

如图3所示，在测量仪器6插入烟囱的部分外套设有管塞7，管塞7的尺寸对应于烟囱上开设的孔的尺寸，设计管塞7，完全支持仪器，不需要人工扶持，保证人员安全，使用耐热橡胶塞提升耐磨性和密封性。管塞7可以是锥面，便于塞入烟囱上的孔。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种烟尘采样的设备，其特征在于，包括有在待测空间内形成一个测量平面（1）的发射器（2），待检测物质撞击到测量平面（1）发出电信号；还包括有计时器（3）、面积测量器（4）以及流速测量器（5）。

2.根据权利要求1所述的一种烟尘采样的设备，其特征在于，所述发射器（2）包括有电压传感器，电压传感器用于感应待检测物质撞击测量平面（1）时产生的电信号。

3.根据权利要求1所述的一种烟尘采样的设备，其特征在于，所述面积测量器（4）是红外线测距仪或激光测距仪。

4.根据权利要求1所述的一种烟尘采样的设备，其特征在于，所述流速测量器（5）是设置在测量平面（1）内的动压测量仪。

5.根据权利要求1所述的一种烟尘采样的设备，其特征在于，还包括有温度传感器。

6.根据权利要求5所述的一种烟尘采样的设备，其特征在于，所述温度传感器是红外测温探头（65）。

7.根据权利要求5所述的一种烟尘采样的设备，其特征在于，所述温度传感器连接有高温报警装置。

8.根据权利要求1所述的一种烟尘采样的设备，其特征在于，还包括有可充电电源（63）。

9.根据权利要求1所述的一种烟尘采样的设备，其特征在于，还包括有用于显示发射器（2）、计时器（3）、面积测量器（4）和/或流速测量器（5）所检测到的参数的显示屏（62）。

10.根据权利要求1所述的一种烟尘浓度的计算方法，其特征在于，发射器（2）通过统计测量平面（1）内的电信号总和反映出在测量平面（1）内的待检测物质的总质量M；计时器（3）用于统计测量时间T，M与T成正比；面积测量器（4）用于统计测量平面（1）的面积S；流速测量器（5）用于统计测量平面（1）上流体的平均流速V；待检测物质在测量平面（1）内的浓度值C=M/（S·T·V）。