CN106950386A - 一种全自动油烟检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动油烟检测设备，涉及油烟检测设备技术领域；本发明的一种全自动油烟检测设备，包括等速采样枪、烟气输送管道、检测设备本体，经等速采样枪采样的油烟样气经烟气输送管道进入检测设备本体后通过钢丝滤筒过滤后排出设备，采样周期结束后微电脑主机自动控制完成溶剂注入、超声波冲洗钢丝滤筒、红外分光吸收法检测、多参数换算校正等程序，最终输出油烟浓度检测结果。

Description

一种全自动油烟检测设备

技术领域

本发明涉及油烟检测设备技术领域，具体涉及一种全自动油烟检测设备。

背景技术

公知的，我国于2001年颁布了GB18483-2001《饮食业油烟排放标准》，该标准附录Ａ《饮食业油烟采样方法及分析方法》中规定了金属滤筒吸收和红外分光光度法测定油烟的采样及分析方法为法定的标准油烟检测方法，附录B《油烟采样器技术规范》中规定了采集油烟的钢丝滤筒技术指标，在此基础上形成了一直沿用至今的“现场人工检测管道内油烟温度、相对湿度、气压，现场手动采样，现场手动更换采样头、实验室人工超声波冲洗钢丝滤筒、人工定标、人工检测、人工计算校正”等全部由人工完成的油烟排放浓度检测程序。标准的油烟监测报告提交周期为15个工作日，因此一般情况下从油烟监测到提交油烟监测报告需要20个自然日左右，导致监测报告提交周期过长主要原因之一就是油烟检测设备太过落后，需要分为现场采样与实验室检测分析两个部分的工作，全部工作均需由专业人员手动操作。现有的油烟检测方法时效性差与人力资源成本高这两个缺陷一直受到业内人士与被测对象的诟病。现阶段常规的油烟检测使用普通红外分光光度计，需要至少一小时的设备预热时间，同时需要人工配制标准系列后由人工完成比对测试，检测周期长，精度极低，只能达到±0.02mg/m³的测量精度。现有的油烟检测方法检测过程中会挥发大量四氯化碳，直接对操作人员健康造成不良影响，且四氯化碳只能一次性使用，废弃的四氯化碳同样对环境造成威胁。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种全自动油烟检测设备，符合中华人民共和国国家标准GB18483-2001《饮食业油烟排放标准》附录A《饮食业油烟采样方法及分析方法》、附录B《油烟采样器技术规范》、附录C《油烟去除效率的测定方法》等规定的全自动油烟检测仪，将GB18483-2001标准方法的“现场人工采样、实验室人工清洗、实验室人工定容、实验室人工红外分光吸收法检测”等一系列人工操作过程全自动完成，并且实现有机溶剂的循环再利用，同时，通过采用可调制红外光源、锁相放大等技术，将所述国标方法的检测下限降低了一个数量级以上，检测精度提升了一个数量级以上，将原来的数小时至数日的提交检测数据周期缩短到60分钟以内；以解决上述背景技术中提出的问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种全自动油烟检测设备，包括等速采样枪、烟气输送管道、检测设备本体；在所述的等速采样枪头部位设置薄壁等速采样进气口以及管道烟气流速传感器、管道烟温传感器、管道烟气湿度传感器、管道烟气气压传感器，所述的烟气传送管道为防静电吸附软管，在所述检测仪本体设置气液分离罐、气路及电磁阀、有机溶剂管路及电磁阀、钢丝滤筒、有机溶剂过滤及吸水处理罐、有机溶剂吸附处理罐、有机溶剂储存罐、液压平衡装置、过滤后精密气体质量流量计、过滤后相对湿度传感器、过滤后气温传感器、过滤后气压传感器、可控变速采样气泵、精密加料泵、循环冲洗泵、超声波发生器、标准溶剂参比吸收池、样本采样检测分析吸收池、可调制非分散红外光源、标准溶剂参比吸收池、样本分析吸收池、红外窄带滤波片、热释电红外光敏检测器、前置信号放大器、锁相放大器、高精度数据采集模块、微型计算机主机、显示屏、无线通信模块、电源模块、散热风扇。

作为本发明更进一步的改进，所述的等速采样枪薄壁等速采样进气口可以更换以适配0.5m/s至60m/s的风速范围。

优选的，所述的气液分离罐内填充有亲油憎水的填料。

优选的，所述的气路及电磁阀内表面导通无阻碍畅通，不会拦截阻碍油烟颗粒物的输送，气路及电磁阀内表面镀有能长期耐受油脂、耐腐蚀的材料。

优选的，所述的有机溶剂储存罐内的有机溶剂为四氯化碳或四氯乙烯。

优选的，所述的有机溶剂过滤及吸水处理罐、有机溶剂吸附处理罐、有机溶剂储存罐和液压平衡装置采用一体化设计，在一个罐体内包含所述全部装置及其功能。

优选的，所述的可调制非分散红外光源采用简谐波调制，调制频率在0.1Hz与1000Hz之间，调制信号周期大于所述可调制非分散红外光源及所述热释电红外光敏检测器的时间常数。

优选的，所述的精密加料泵的计量精度须优于±0.1ml，最大加料速率不小于10ml/min，所述循环冲洗泵最大流量不小于100ml/min，扬程不小于3m。

优选的，所述的钢丝滤筒油烟采集效率不小于95％，钢丝滤筒长度为56.00±0.05mm，钢丝滤筒直径17.00±0.05 mm，设有不少于两个钢丝滤筒。

优选的，所述的循环溶剂本底分析池可对使用过的有机溶剂进行减本底后循环利用，标准溶剂参比吸收池与循环溶剂本底分析池的溶剂可进行参比，当超过限制时提示更换有机溶液。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本发明的油烟监测设备将现行的人工采样与分析计算过程全部在采样现场自动完成，采样与检测分析、校准计算等全部工作完全自动完成。检测下限可达到0.001mg/m³，比人工方法降低了一个数量级以上，检测精度提升了一个数量级以上，将原来的数小时至数日的提交检测数据周期缩短到60分钟以内。

（2）本发明的油烟监测设备，利用微型计算机作为主控制设备，利用计算机程序采集各传感器数据并控制电磁阀及气泵、溶剂输送泵、超声波发生器、显示器等执行机构完成“过滤采样”、“溶剂冲洗”、“红外吸收测量”、“滤筒清洁”、“溶剂回收”、“溶剂再生”、“数据处理”、“数据输出”等全部检测过程。其要点在于：本发明不仅仅是简单将原本需要人工完成的操作改为自动完成，而是在实现全自动检测的基础之上通过采用调制非分散红外光源与锁相放大器技术，在大幅度提高了红外吸收检测的灵敏度、大幅度缩短了最短采样周期、大幅度减少了有机溶剂使用量的同时，将检测下限与检测精度优化了一个数量级以上；还通过全封闭的有机溶剂溶剂回收与再生循环使用，避免了有机溶剂对操作人员健康的损害，避免了检测过程溶剂挥发造成的大气污染，避免了废弃溶剂造成的环境污染负担。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明工艺流程步骤1采样示意图；

图3是本发明工艺流程步骤2加溶剂示意图；

图4是本发明工艺流程步骤3溶解和测量示意图；

图5是本发明工艺流程步骤4溶剂回收示意图；

图6是本发明工艺流程步骤5加溶剂示意图；

图7是本发明工艺流程步骤6清洗管道示意图；

图8是本发明工艺流程步骤7溶剂回收示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：一种全自动油烟检测设备，包括等速采样枪、烟气输送管道、检测设备本体三个部分，经等速采样枪采样的油烟样气经烟气输送管道进入检测设备本体后通过钢丝滤筒过滤后排出设备，采样周期结束后微电脑主机自动控制完成溶剂注入、超声波冲洗钢丝滤筒、红外分光吸收法检测、多参数换算校正等程序，最终输出油烟浓度检测结果。在所述的等速采样枪头部位设置薄壁等速采样进气口以及管道烟气流速、烟温、烟气湿度、烟气气压等烟气物理参数传感器，所述的烟气传送管道为防静电吸附软管，在所述检测仪本体设置气液分离罐、气路电磁阀、有机溶剂管路电磁阀、钢丝滤筒、有机溶剂过滤及吸水处理罐、有机溶剂吸附处理罐、有机溶剂储存罐、液压平衡装置、过滤后精密气体质量流量计、过滤后相对湿度传感器、过滤后气温传感器、过滤后气压传感器、可控变速采样气泵、精密加料泵、循环冲洗泵、超声波发生器、标准溶剂参比吸收池、采样检测分析吸收池、循环溶剂本底分析池、可调制非分散红外光源、红外窄带滤波片、热释电红外光敏检测器、前置信号放大器、锁相放大器、高精度数据采集模块、微型计算机主机、显示屏、无线通信模块、电源模块、散热风扇。从所述等速采样口进入采样枪的烟气，通过所述烟气输送管道进入检测仪本体，烟气中的液态油及冷凝水混合物被所述气液分离罐吸收并完成油水分离，分离出的水可以随样气自由挥发而不会长期累积，气液分离后的样气体经电磁阀进入所述钢丝滤筒，样气中的油烟颗粒物被钢丝滤筒过滤截获，过滤后的尾气经过气体质量流量传感器及相对湿度传感器后进入所述可控变速采样气泵，采样气泵将尾气排出设备本体之外，至此采样周期结束，开始冲洗周期。所述电磁阀将采样气路封闭同时将有机溶剂液路开启，由所述精密加料泵从所述储存罐内抽取并向所述钢丝滤筒及所述循环冲洗泵注入额定容量的有机溶剂，注入之后启动超声波发生器及循环冲洗泵极，以与进气方向相反的方向用有机溶剂在超声波配合下反复冲洗钢丝滤筒的过滤网，将滤网上的拦截的物质冲洗进入有机溶剂，冲洗周期结束后，开始测量周期。所述调制非分散红外光源开始工作，光源发出的非分散红外光分别经过标准溶剂样品池与被测溶剂样品池，被样品池吸收后的红外光达到相对方向的中心波长分别为3413nm、3378nm、3300nm的所述红外窄带滤波片，滤波后的窄带红外光到达每一滤波片后相应的所述热释电红外光敏检测器，检测器输出的信号电流分别进入所述前置放大器、锁相放大器，锁相放大器输出的六路信号分别经所述高精度数字采集模块完成A/D转换后输入所述微型计算机主机，至此检测周期结束，进入恢复周期。完成检测后的污染有机溶剂经过电磁阀排入所述有机溶剂过滤及吸水处理罐，排放结束后重新注入洁净有机溶剂并启动超声波发生器及循环泵进行清洗，清洗后的溶剂再次排入有机溶剂过滤及吸水处理罐，如此重复至程序设定的冲洗次数后清洁程序结束。冲洗及清洁程序排入有机溶剂过滤及吸水处理罐的有机溶剂其中的固态颗粒物被过滤，液态混合物进入处理罐内填充的分子筛，溶剂中混入的水分被分子筛吸附，除水后的溶剂进入所述溶剂吸附处理罐，吸附处理后的洁净溶剂进入所述溶剂储存罐备用。采样过程中，所述采样枪前端的传感器将烟管内烟气的风速、烟温、相对湿度、气压等参数传送至所述微型计算机主机，经过主机控制程序换算后输出控制信号至可控变速采样气泵，实现等速采样，所述过滤后精密气体质量流量计、过滤后相对湿度传感器、过滤后气温传感器、过滤后气压传感器将所采样气物理参数传送至所述微型计算机主机，经过主机程序校正换算后参与检测结果标况换算。

本发明的工作原理：采用微型计算机主机控制的气路电磁阀组与有机溶剂液路电磁阀组完成采样气路与有机溶剂冲洗、清洗液路的自动切换，使被测样气通过采样枪及样气输送管道进入检测仪器本体，经过不锈钢丝滤筒过滤后，用有机溶剂对过滤到的油烟颗粒物进行冲洗，油脂被有机溶剂分散后会改变有机溶剂的红外吸收特性，并在3413nm、3378nm、3300nm三个波长处形成吸收峰，通过对这三个波长红外被溶有油脂的有机溶剂吸收能力变化的测量获取油脂质量浓度信息，经过一系列校正计算后获得标准状况下的油烟浓度数据，由至少两个钢丝滤筒交替完成采样与检测工作，实现不间断自动采样连续测量；完成测量后的滤筒经过程序控制自动清洗后可开始下一个采样周期，检测前的冲洗及检测后的清洗所用有机溶剂全部在检测仪本体内自动完成净化再生过程。

本发明涉及一种全自动油烟检测设备的工艺流程，包括以下步骤：

1）采样周期：与所述钢丝滤筒连通的有机溶剂液路全部关闭，采样气路全部开通，所述可调速气泵开始抽气；从所述采样枪经过所述烟气输送管道进入设备本体，经电磁阀及气路管道到达钢丝滤筒，油烟中的颗粒物被滤筒的钢丝过滤截留，经过滤筒的气体通过所述过滤后精密气体质量流量计、过滤后相对湿度传感器、过滤后气温传感器、过滤后气压传感器后经可控变速采样气泵排出。采样周期可以在主机数字设定，设定范围为1分钟至600分钟，最小间隔1分钟，默认值为10分钟。采用等速采样，采样周期内烟道风速、气压、气温、相对湿度等烟气参数自动记录，烟气参数记录时间间隔1秒。

2）冲洗周期：采样周期结束后抽气泵自动停止工作，与所述钢丝滤筒相连通的全部所述气路电磁阀关闭，相连通的有机溶剂液路电磁阀除排放电磁阀外全部开启，所述精密加料泵开始工作，有机溶剂开始注入与钢丝滤筒连通的循环溶剂本底分析池，注入有机溶剂数量达到设定值后精密加料泵自动停止工作，与之连接的有机溶剂液路电磁阀也自动关闭，所述循环冲洗泵及超声波发生器开始工作，循环泵以与采样气流相反的方向驱动有机溶剂液流冲洗钢丝滤筒，钢丝滤筒上截留的油烟颗粒物被冲入有机溶剂中，循环冲洗有机溶剂液路上包含钢丝滤筒、采样检测分析吸收池、循环冲洗泵。注入有机溶剂容量可以在主机数字设定，设定范围为5.0ml至50.0ml，最小间隔0.1ml，默认值为25.0ml；循环泵驱动溶剂循环冲洗次数可以在主机数字设定，设定范围为5次至500次，最小间隔1次，默认值为40次。

3）测量周期：与所述采样检测分析吸收池对应的可调制非分散红外光源开始在周期信号调制下工作，所发出的红外光同时穿过所述标准溶剂参比吸收池与采样检测分析吸收池并到达各自对应的所述窄带红外滤波片，进过滤波后的红外光束到达各自对应的所述热释电红外检测器，检测信号与参比信号分别经过前置放大、锁相放大后进入所述高精度数字采集模块，经A/D转换后进入所述微型计算机主机，与采样周期记录的烟气参数一起计算，最终得出油烟浓度。

4）清洗周期：完成测量过程之后，开启有机溶剂排放电磁阀，启动所述循环冲洗泵，将溶剂排入所述有机溶剂过滤及吸水处理罐，排放结束后关闭所述有机溶剂排放电磁阀，然后启动所述精密加料泵，有机溶剂开始注入与钢丝滤筒连通的循环溶剂本底分析池，注入有机溶剂数量达到设定值后精密加料泵自动停止工作，与之连接的有机溶剂液路电磁阀也自动关闭，所述循环冲洗泵及超声波发生器开始工作，循环泵以与采样气流相反的方向驱动有机溶剂液流冲洗钢丝滤筒，清洗结束后开启有机溶剂排放电磁阀，启动所述循环冲洗泵，将溶剂排入所述有机溶剂过滤及吸水处理罐，重复清洗的次数从1次到30次可在所述微型计算机主机设定，默认值为3次。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种全自动油烟检测设备，包括等速采样枪、烟气输送管道、检测设备本体；其特征在于：在所述的等速采样枪头部位设置薄壁等速采样进气口以及管道烟气流速传感器、管道烟温传感器、管道烟气湿度传感器、管道烟气气压传感器，所述的烟气传送管道为防静电吸附软管，在所述检测仪本体设置气液分离罐、气路及电磁阀、有机溶剂管路及电磁阀、钢丝滤筒、有机溶剂过滤及吸水处理罐、有机溶剂吸附处理罐、有机溶剂储存罐、液压平衡装置、过滤后精密气体质量流量计、过滤后相对湿度传感器、过滤后气温传感器、过滤后气压传感器、可控变速采样气泵、精密加料泵、循环冲洗泵、超声波发生器、标准溶剂参比吸收池、样本采样检测分析吸收池、可调制非分散红外光源、标准溶剂参比吸收池、样本分析吸收池、红外窄带滤波片、热释电红外光敏检测器、前置信号放大器、锁相放大器、高精度数据采集模块、微型计算机主机、显示屏、无线通信模块、电源模块、散热风扇。

2.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的等速采样枪薄壁等速采样进气口可以更换以适配0.5m/s至60m/s的风速范围。

3.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的气液分离罐内填充有亲油憎水的填料。

4.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的气路及电磁阀内表面导通无阻碍畅通，不会拦截阻碍油烟颗粒物的输送，气路及电磁阀内表面镀有能长期耐受油脂、耐腐蚀的材料。

5.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的有机溶剂储存罐内的有机溶剂为四氯化碳或四氯乙烯。

6.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的有机溶剂过滤及吸水处理罐、有机溶剂吸附处理罐、有机溶剂储存罐和液压平衡装置采用一体化设计，在一个罐体内包含所述全部装置及其功能。

7.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的可调制非分散红外光源采用简谐波调制，调制频率在0.1Hz与1000Hz之间，调制信号周期大于所述可调制非分散红外光源及所述热释电红外光敏检测器的时间常数。

8.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的精密加料泵的计量精度须优于±0.1ml，最大加料速率不小于10ml/min，所述循环冲洗泵最大流量不小于100ml/min，扬程不小于3m。

9.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的钢丝滤筒油烟采集效率不小于95％，钢丝滤筒长度为56.00±0.05 mm，钢丝滤筒直径17.00±0.05 mm，设有不少于两个钢丝滤筒。

10.根据权利要求1所述的一种全自动油烟检测设备，其特征在于：所述的循环溶剂本底分析池可对使用过的有机溶剂进行减本底后循环利用，标准溶剂参比吸收池与循环溶剂本底分析池的溶剂可进行参比，当超过限制时提示更换有机溶液。