CN108291899A

CN108291899A - 用于检测具有连续气流的过程中的阴燃的系统和方法

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Publication number: CN108291899A
Application number: CN201680066701.2A
Authority: CN
Inventors: J·威戈尔兹; J-B·西莫蒂尔; G·雅各布森; A·塞赫斯泰德
Original assignee: Fike Corp
Current assignee: Fike Corp
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2018-07-17
Also published as: US9841400B2; WO2017048752A1; EP3350592A1; AU2016322778B2; AU2016322778A1; EP3350592A4; NZ741365A; US20170082573A1

Abstract

一种使用分散的示踪气体传感器(44a,44b,44c)和中央控制元件(46)以检测具有连续气流(22,24,34)的特定材料处理设备(26)中的阴燃材料的系统(20)和方法(100)。第一和第二传感器(44a,44c)分别测量在空气入口(22)和空气出口(34)处的气体浓度。所述控制元件(46)同时接收来自所述传感器(44a,44c)的所述测量结果，同时考虑所述第一和第二浓度以确定在所述处理设备(26)中产生的气体的量，确定产生的气体的量是否超过指示阴燃的阈值，并且如果是，则激活警报。用户界面(48)允许用户与所述控制元件(46)交互，包括重置所述警报，查看当前和存储的传感器和系统信息，并且通过将所述传感器(44a,44b,44c)暴露于从气体储存器(50a,50b,50c)释放的气体以启动所述系统的测试。

Description

用于检测具有连续气流的过程中的阴燃的系统和方法

背景技术

技术领域

本发明广泛地涉及检测具有连续气流的处理设备中的阴燃火。更具体地，本发明涉及使用分散的一氧化碳或其他示踪气体检测器和集中式信号处理来检测喷雾干燥器、集尘器、研磨机和其它用连续气流操作的处理设备中的阴燃火。

背景技术

在喷雾干燥器中，产品的液体或浆料被雾化成小液滴，然后通过突然与热空气接触而干燥成具有特定颗粒大小的粉末颗粒。喷雾干燥器可以被发现在食品和乳制品行业中(例如它们用于生产奶粉、可可、咖啡粉)以及制药和化工行业中。干燥腔室的热区中的粉末沉积物的缓慢放热反应可能在临界停留时间段内引起阴燃火，最终可以导致明火和/或粉尘爆炸。通过控制干燥温度并遵循彻底的清洁实践，可以减少这种事件的可能性。

检测和防止阴燃火的一种方法涉及监测排气温度。这个解决方案存在若干问题和局限性，包括由于通过干燥系统的高气流量，在此类系统检测并试图扑灭火(通过例如，激活洒水器系统)之前需要与已经进行的大火相关的高热量。另一种方法涉及监测一氧化碳(CO)浓度，以试图在明火或爆炸发生之前检测到阴燃火。更具体地说，阴燃现象是放出CO气体、二氧化碳(CO₂)气体、水(H₂O)蒸气和热量的缓慢无焰燃烧。由于CO₂和H₂O在正常空气中更多地存在，CO是最有特色的反应产物。此外，阴燃粉末的一些固体有机物质由于加热而分解并蒸发，并且排出除CO以外的示踪气体。目前的阴燃检测系统基于CO测量并使用敏感但昂贵的红外或激光气体分析仪。由于这种分析仪的成本很高，因此多个采样点通常连接到单一集中式传感器，其可以按顺序分析样本。该解决方案还存在若干问题和局限性，包括长而易受损的气体采样管线，检测延迟以及过滤从外部进入系统的杂散气体的难度，使得，实际上未实现这种传感器的全部灵敏度。例如，快速气体分析仪可以具有大约十五秒的测量周期，所以如果顺序监测三个气流，则阴燃警报可能延迟高达四十五秒。

其他涉及粉状材料和热量的处理设备会产生类似的阴燃火的危险。例如，研磨机通过磨碎、挤压、或切割将固体材料分裂成更小的块。由于机械摩擦或冲击的热量，研磨机中可以会产生类似的点燃或爆炸的风险，可以因热空气流而加剧，这可以导致沉积物开始阴燃。

通常在干燥器和研磨机的下游使用的集尘器将灰尘颗粒与废气流分离，该集尘器也暴露在阴燃的风险之下。这种风险是由上游干燥器或研磨机产生的余烬产生的，这些余烬气动地输送至集尘器，沉降并吸入除尘器的料斗中收集的灰尘。

发明内容

本发明克服了上述问题并提供了一种使用分散的CO或其他示踪气体传感器和中央控制元件的系统和方法，该中央控制元件被配置成同时接收和处理来自传感器的数据信号以检测具有连续气流的处理设备中的阴燃，其中粉状材料可以暴露于足够的热量以导致阴燃火。

在一个实施例中，本发明可以被表征为广泛地包括多个传感器、电子控制元件和用户界面的系统。多个传感器可以被配置成测量示踪气体的浓度，并且可以包括被配置成测量在气体入口处的示踪气体的第一浓度的第一传感器，以及被配置成测量在气体出口处的示踪气体的第二浓度的第二传感器。控制元件可以被配置成同时接收来自多个传感器的示踪气体的测量结果，同时考虑示踪气体的第一浓度和示踪气体的第二浓度以确定在处理设备中产生的示踪气体的量，确定在处理设备中产生的示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值，并且如果在处理设备中产生的示踪气体的量超过阈值则激活警报。用户界面可以被配置成允许用户与控制元件交互，包括重置警报。

该实施例的各种实施可以包括以下特征中的任何一个或多个。材料可以从食品、煤、化学品、和药品中选择。处理设备可以是从喷雾干燥器、环式干燥器、和闪蒸干燥器中选择的干燥器，并且被配置成干燥浆料形式的材料以产生粉末形式的材料。处理设备可以是位于喷雾干燥器下游并被配置成进一步干燥粉状材料直到达到期望的湿度的流化床干燥器。处理设备可以是从锤式研磨机、滚压机、和切碎机中选择的并且被配置成将大块的材料分裂成更小块的材料的研磨机。处理设备可以是从旋风分离器、纤维过滤器、和静电除尘器中选择的并且被配置成从来自其他处理设备(诸如，干燥机或研磨机)的气流中分离出的灰尘颗粒的集尘器。示踪气体可以是CO并且多个传感器可以是电化学传感器，或者示踪气体可以是除CO以外的物质并且传感器可以是半导体传感器。

当考虑到示踪气体的第一和第二浓度以确定在处理设备中产生的示踪气体的量时，控制元件可以考虑在第一传感器和第二传感器之间的移动通过处理设备的任何示踪气体的延迟、稀释和/或时间分布。系统可以被进一步配置成区分由于传感器漂移引起的示踪气体的第一和第二浓度的缓慢变化以及由于阴燃导致的示踪气体的第一和第二浓度的快速变化。

系统可以进一步包括第二空气入口和被配置成在第二空气入口测量示踪气体的第三浓度的第三传感器，并且控制元件可以被进一步配置成考虑示踪气体的第三浓度和示踪气体的第二浓度以确定在处理设备中产生的示踪气体的第二量，确定在处理设备中产生的示踪气体的第二量是否超过指示阴燃的阈值，并且如果在处理设备中产生的示踪气体的第二量超过阈值则激活警报。

在确定在处理设备中产生的示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值中，控制元件可以考虑处理设备的设备概况，其中设备概况可以将示踪气体浓度与处理设备的多个不同气流量相关联。在确定在处理设备中产生的示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值时，控制元件可以考虑材料的阴燃概况，其中阴燃概况将示踪气体浓度与材料的时间和温度相关联。

可以存在多个阈值，并且每个阈值可以与特定的警报等级相关联，并且控制元件可以进一步被配置成激活与已经超过的阈值相关联的特定警报等级。控制元件可以被进一步配置成确定在处理设备中产生的示踪气体的浓度的变化率。用户界面可以被进一步配置成允许用户查看当前和过去的一氧化碳的测量结果，并且查看与控制元件激活警报相关联的信息。系统可以进一步包括可以由控制元件访问的存储元件，该存储元件被配置成存储来自多个传感器的示踪气体的测量结果，并且存储与控制元件激活警报相关联的信息。系统可以进一步包括示踪气体的气体瓶或其他储存器和阀，并且控制元件可以被配置成通过打开阀并在传感器处或传感器附近从储存器释放示踪气体到系统以便传感器进行测量。

附图说明

图1是示例性两阶段喷雾干燥器系统的示意图；

图2是诸如在图1的示例性两阶段喷雾干燥器系统中可以发生的在过热期间经历自燃的奶粉的时间对温度的曲线图，其中曲线图包括与发展为自燃的阴燃相关联的CO浓度；

图3是在图1的示例性两阶段喷雾干燥器系统中安装的阴燃检测系统的实施例的示意图；

图4在诸如在切碎机系统中可以发生的过热期间经历自燃的甲基纤维素的时间对温度的曲线图，其中曲线图包括与发展为自燃的阴燃相关联的CO和示踪气体的浓度；并且

图5是涉及图4的阴燃检测系统的功能的步骤的高级流程图。

优选实施例的详细描述

广义地说，本发明提供了一种使用分散的CO或其他示踪气体传感器和中央控制元件的系统和方法，该中央控制元件被配置成同时处理从传感器接收的数据信号以检测具有连续气流的处理设备中的阴燃，其中粉状材料可能暴露于足够的热量以导致阴燃。这种处理设备可以包括干燥器(例如，喷雾干燥器、环式干燥器、闪蒸干燥器、或流化床干燥器)，集尘器(例如，旋风集尘器、纤维过滤器、静电除尘器)，或研磨机(例如，锤式研磨机、滚压机、或切碎机)用于处理食品(例如，奶粉)、煤、化学品、或药品。

参考图1，被配置成干燥液体或浆料形式的产品以产生干粉形式的产品的示例性两阶段喷雾干燥器系统20可以包括第一气体入口22和第二气体入口24、干燥腔室26、流化床28、产品入口29、产品出口30、集尘器30、和排气口34。应理解，这个和其他处理系统可以包括基本上任何数量的附加入口和/或出口。经加热的空气可以通过第一气体入口22和第二气体入口24进入系统20。第一空气入口22可以被连接至干燥腔室26并向干燥腔室26传输经加热的空气。第二空气入口24可以被连接至流化床28并向流化床28传输经加热的空气。干燥的初始阶段可以发生在干燥腔室26。具体而言，液体或浆料形式的产品可以通过产品入口29被引入干燥腔室26并且导向雾化液体或浆料的旋转雾化器或高压喷嘴36。当产生的非常小的液体或浆料的液滴与经加热的空气流接触时，液滴内的至少一些水分可以蒸发。第二阶段的干燥可以发生在流化床28。在流化床28内，经加热的空气可以通过穿孔板分布，部分干燥的粉末颗粒停留在在穿孔板上。经加热的空气的速度可以导致粉末颗粒在只有最细小的颗粒随着空气离开流化床28的程度上变为空气传播，而较大的颗粒与向上和向前的经加热的空气的气流一起传输通过产品出口30。干燥粉末状产品可以通过出口30离开流化床28向贮料筒仓或装袋站。经加热的空气和悬浮在其中的细颗粒可以通过集尘器32过滤，然后通过排气口34排放到大气中。

在实验中，220克的奶粉被置于具有干燥空气流量约为3500kg/h的喷雾干燥器的200℃热气流中数小时。图2是粉末温度对排气中的CO浓度的曲线图。在大约2小时后，粉末开始阴燃并且达到900℃而不展现明火。在自动点火的同时，测量到CO浓度突然增加到峰值为大约55ppm。重要的是，排气温度没有增加。因此，得出的结论是，CO浓度是比温度更可靠的阴燃指示符。

一些问题可以影响基于CO检测阴燃的系统的设计。一个问题是，喷雾干燥器中的CO的浓度取决于阴燃燃烧的大小和生长速率，以及空气吞吐量。干燥系统以大量的干燥空气操作，并且由阴燃沉积物产生的CO的量可以被稀释到低浓度等级。例如，在图2中反映的实验中，如果干燥空气的量增加到190,000kg/h，那么CO的峰值量将减小到只有1ppm。

另一个问题是，从外部来源诸如来自燃烧器或发动机排气口的燃烧气体的CO的虚假检测可能导致错误的警报。避免这种虚假检测并导致错误的警报的一种方式是采用差分测量。干燥空气以及排气都可以被监测，并且系统可以在达到气体浓度的阈值差时跳闸。由于气流和处理设备的几何形状的影响，气体浓度的变化可以在排气中随时间出现延迟、稀释和/或扩散。作为这种时移和扩散的结果，直接差分测量结果可导致错误的警报。由此，可以期望使用更复杂的差分测量，其考虑诸如延迟、稀释和时间分布等因素。

在一个实现中，可以执行测试以确定与特定处理设备相关联的相关变量(例如，空气流量、虚假空气流进入和外出泄漏速率、虚假示踪气体进入速率)的值和这些值随时间的任何变化。另外或替代地，可以执行测试以确定由特定状态下的特定产品的阴燃产生的CO量。具体而言，少量的不同产品可以被暴露于不同温度、空气流量、和/或其他状态直到自燃。在这种测试期间，产品样品的温度以及排气中的CO浓度可以被检测以创造多个基线阴燃概况。

更具体地，一旦出现明火，在喷雾干燥器中的阴燃可以从初始缓慢的速率(以小时计)逐渐产生CO至快速增加速率(以分钟计)，并且可以在高CO浓度之前有火。表1提供了脱脂奶粉的测试结果，并示出了在两种代表性阴燃温度和三种代表性排气流量下为三种随机阴燃大小产生的CO的量。线性缩放规则用于阴燃大小和排气流量。在600℃的阴燃温度下，没有产生明火并且没有快速扩散或粉尘爆炸的即时危险。然而，当阴燃温度增加到1200℃，出现明火并且可以假设出现即将发生的快速火灾扩散或粉尘爆炸。

表1：对于喷雾干燥器尺寸的各种阴燃大小和温度的由脱脂奶粉生成的CO的量

*基于7％的排气含水量和70％的液态奶含水量

参考图3，在本发明的实施例中，阴燃检测系统40可以广泛地包括存储元件42、多个电化学CO传感器44a、44b、44c、电子控制元件46、和界面元件48。应理解，系统40可以包括基本任何数量的附加传感器。阴燃检测系统40可以被安装在图1的示例性两阶段喷雾干燥器系统20或阴燃可以是问题的其他处理设备。

存储元件42可以被有线地或无线地连接至控制元件46并且被配置成存储对于控制元件46检测阴燃火有用的信息。在一个实施方式中，处理设备概况和阴燃概况可以通过实验预定以例如识别适当的警报等级并确定系统40未覆盖的剩余风险，然后警报等级阈值和任何其他有用信息可以被存储在存储元件42以随后由安装的系统40使用。另外或替代地，存储元件42可以存储反应与特定处理设备相关联的相关变量(例如，气流量、虚假气流进入和外出泄漏速率、虚假示踪气体进入速率)的一个或多个处理设备概况，和/或反映测得的CO浓度的一个或多个阴燃概况，以及与特定处理状态(例如，温度、气流量)下的特定材料相关联的可能的其他相关变量，然后系统40触发警报是基于测得的CO浓度和附加的处理相关信息的组合。存储元件42可以以周期速率(例如，每秒一次)记录和存储诸如原始传感器数据、偏移补偿气体浓度数据、和总计算过程气体浓度数据之类的信息。存储元件42可以进一步记录和存储系统事件，无论何时发生，包括日期和时间以及事件的描述。这种系统时间可以包括状态情况事件的发生；与“警报”、“故障”、“监控”、“禁用”、和“系统测试”变量(下文将描述的)相关联的变量的设置和重置；互锁的设置和重置；任何通过界面启动的用户命令；系统测试的结果(例如，失败或通过、系统测试开始和系统测试结束的时间、系统测试配置值)；以及所有系统配置变量的实际每日值。

多个电化学传感器44a、44b、44c可以有线地或无线地连接至控制元件46并被配置成在处理设备内多个点测量CO浓度并且向控制元件46报告测得的CO浓度以用于检测阴燃火。一个或多个传感器44a、44b、44c可以被定位在第一和/或第二空气入口22、24以测量进入系统20的CO的浓度，其在测试进一步进入系统20检测到的CO的浓度时被视为噪音。

在一个实施方式中，一些或所有的传感器44a、44b、44c可以另外或替代地被配置成测量和报告其他示踪气体的浓度，即，构成地球大气体积的小于1％的任何气体。这些示踪气体传感器可以是所谓的“半导体”传感器，其使用金属氧化物半导体并且其被加热的传感层的电阻在与小浓度的示踪气体接触时发生变化，其中各种挥发性有机化合物。

示踪气体传感器可以被配置成狭窄地检测一个或几个特定的示踪气体或者广泛地检测大量不同的示踪气体。参考图4，在示范性实验中，将76g甲基纤维素粉末在设定为大于约200℃的烘箱中自燃。阴燃开始后，粉末温度升至大约600℃。烘箱通风并且通风气体在大约1380m³/小时的气流中稀释。安装在气流中的电化学一氧化碳传感器和广谱半导体示踪气体传感器都表明阴燃的发生。

每个传感器44a、44b、44c可以通过相对较短的样品抽气线45a，45b、45c连接至处理设备中的点。在一个实施方式中，每个传感器单元可以包括壳体、两个电极、连接线、和电解质。CO在一个电极被氧化成CO₂而氧气在另一个电极被消耗。电极之间的电流与CO的浓度成正比。处理空气中的污染物(如灰尘和水蒸气)可以不干扰或显著干扰测量，但建议定期重新校准传感器，并且以定期的时间间隔(例如，每两年至五年)更换传感器以保持准确性和可靠性。这种电化学CO传感器的成本相对较低，因此允许为每个处理气流使用单独的传感器，而不是使用具有样品空气传输管线的中央气体分析仪。使用多个传感器提供优于传统的集中式红外线气体分析仪以检测喷雾干燥器中的阴燃沉积物的优点。具体而言，它们允许更短的气体采样线并提供更快的响应，更容易的安装和维护，更低的拥有成本，对进入喷雾干燥器的杂散CO的敏感度更低，以及对处理空气中水蒸气的敏感度更低，所有这些导致更简单、更快、更便宜、更可靠的解决方案。

控制元件46可以被有线地或无线地连接至存储元件42和多个CO传感器44a、44b、44c，并被配置成使用存储在存储元件42并从多个传感器44a、44b、44c接收的信息以确定是否发生阴燃，并且如果发生，采取再一个措施。在一个实施方式中，这可以通过比较实际CO浓度的传感器测量值与存储的CO浓度警报等级来实现。传感器44a、44b、44c和控制元件46可以每秒对气流进行一次采样，并将测量的CO浓度四舍五入至1％和0.1ppm的精确度。由阴燃产生的CO可以被稀释，但是认可在处理空气中检测到。在一个实施方式中，控制元件46可以为传感器44a、44b、44c供电并如下读取来自传感器44a、44b、44c的测得的CO和示踪气体浓度值；4mA＝0.0ppm CO，最小检测值；20mA＝50.0ppm CO,最大检测值。0至4mA之间的值可以被用于发送故障、警报或维护状态。传感器44a、44b、44c的基线信号可以被校准到大约在最大检测值的12％和18％之间的、或者大约15％的值，这代表局部环境空气中示踪气体的浓度。

在示例性场景中，系统40的实施例可以基本上如下运行。控制元件46可以确定已经达到0.8ppm的CO的预警阈值，并且可以传达关于该效果的通知。随后，控制元件46可以确定已经达到2ppm的CO的警报1阈值，并且可以传达关于该效果的警报。随后，控制元件46可以确定已经达到5ppm的CO的警报2阈值，并且可以传达该效果的警报并且采取行动来防止火灾或爆炸，其中这样的行动可以包括停止处理和/或启动洒水器或其他灭火系统。

除了计算处理中产生的气体的静态浓度值之外，控制元件46还可以每秒计算一次处理气体浓度在一段时间内(例如，最后10秒)上升的平均速率。这可以通过从10秒前的气体浓度中减去当前的气体浓度并将差值除以10秒来实现，以得到变化率。传感器读数中非常缓慢且持续的变化可以被解释为零点漂移，而不是由于阴燃气体的存在。为了滤出测量系统中的传感器零点漂移并防止错误警报，在评估警报等级之前，可以从实际传感器读数中减去传感器在较长时间段内传感器的平均值。

为了避免虚假气体进入处理并错误地触发检测系统，控制元件46可以使用差分测量，其中监控入口空气以及出口空气，并且使用气体浓度等级的差异来使检测系统跳闸。直接差分测量可仍然会由于时间移位和扩散而导致错误警报。本发明可以采用差分测量，其考虑到入口气体中的气体浓度变化可在排气处随时间延迟、稀释和/或扩散，其中延迟和稀释速度和时间扩散可取决于气流和处理设备20的几何形状。

例如，可以使用以下公式的一阶模型来预测具有一个空气入口和一个空气出口的系统的延迟、稀释和时间扩散的影响：

C_出口(t)＝C_出口(t-1).X＝C_入口(t-Δt).Y

其中，

t是指示处理时间戳的整数；

C_入口是在空气入口进入过程的CO或其他示踪气体的浓度；

C_出口是假设在处理内不产生额外的气体，空气出口处出现的CO或其他示踪气体的浓度；

Δt是延迟时间(即，将气体从空气入口传输到空气出口的时间)的测量；

总和X+Y(<1)是稀释的测量，其中总和X+Y越低，模拟的稀释越多，并且如果总和X+Y＝1，则没有稀释被模拟；

比率X/Y是时间扩散的测量，其中比率X/Y越高，模拟越多时间扩散；并且

如果系数X＝0，则系数Y等于空气入口和空气出口Q_入口/Q_出口的处理流量之比。

相关地，系统可以被进一步配置成区分由于传感器漂移引起的CO的第一和第二浓度的缓慢变化以及由于阴燃导致的CO的第一和第二浓度的快速变化。

在一个实施例中，控制元件46可以包括数字电子输出互锁和数字电子输入互锁。所有互锁可以是故障保护和冗余的，互锁的无动力状态可以是安全状态。输出互锁可以表示系统状态，并且可以由处理控制系统用来控制由于阴燃而引起的火灾或爆炸的可能性。输出互锁可以包括警报、故障和监控互锁。如果处理内产生的气体浓度超过存储在存储元件42中的编程的警报等级，则警报互锁可以开启。具体而言，预警报互锁可以指示输出气体浓度已经超过预定的阈值等级。警报1互锁可以指示输出气体浓度已经超过第二预定中间等级。警报2互锁可以指示输出气体浓度已经超过第三预定最大等级。

锁定警报还可以包括两个锁定状态变量，这些变量指示发生了意外的内部故障。具体而言，“故障”状态可以指示低优先级故障而不会失去安全功能，而“监控”状态可以指示高优先级故障并且失去安全功能。“故障”状态可以在以下任何一种情况下打开：正或负示踪气体传感器漂移或正或负CO传感器漂移。“监控”状态可以在以下任何一种情况下打开：传感器故障、传感器维护信号、传感器校准信号、系统测试故障或控制元件错误信号。

输入互锁可以包括“系统测试”、“远程禁用”和“本地禁用互锁”。“系统测试”输入互锁可以被配置成允许启动系统测试。为了执行系统的测试，控制元件46可以接通气体注入阀以将示踪气体引入气体采样线并且验证由传感器测量的适当的气体浓度。“远程禁用”输入互锁可以配置为允许将系统设置为禁用状态。“禁用”功能可以允许对处理设备或阴燃检测系统本身进行维护，而没有设置警报、故障或监控互锁的风险，也无需切断系统电源。“本地禁用”互锁也可以被配置为允许将系统设置为“禁用”状态，但可以连接到控制元件本身的本地“禁用”键开关。

关于测试系统40，控制元件46可以被配置成执行测试过程，该测试过程涉及所有传感器44a、44b、44c的正确采样和检测的功能测试以及控制元件46对气体传感器测量结果的正确读取。在一个实施例中，所有传感器44a、44b、44c可以被连接至一个或多个测试气体瓶50和螺线管阀51a、51b、51c，其允许从瓶子50a、50b、50c引入测试气体诸如CO和示踪气体(例如丁烷)到气体采样线45a、45b、45c。在启动系统40的测试之后，控制元件47可以打开测试气体阀51a、51b、51c持续一定的持续时间并且确定每个传感器44a、44b、44c的气体测量值在特定时间内是否达到阈值浓度。如果一个或多个传感器44a、44b、44c没有达到预期的阈值浓度并且回落到该阈值之下并且还在预定时间段内回落到最低有效警报等级之下，那么测试可以被视为故障。

用户界面48可以有线地或无线地连接到控制元件46并且被配置成在视觉上和/或听觉上或以其他方式向用户传达诸如当前传感器读数、短期先前传感器读数(通过例如前30分钟时间段内)、长期先前传感器读数(通过例如前一天或一周内)之类的信息以及事件列表和描述。用户界面48可以进一步被配置成允许用户执行诸如确认锁定“警报”、“故障”或“监控”状态；启动系统测试；中止系统测试；设置或重置互锁，设置或重置漂移补偿(在例如传感器校准或更换之后)的动作。

在一个实施方式中，通过用户界面48的安全相关用户动作可需要硬连线确认规程以避免意外地改变系统设置。在该确认规程的一个实施方式中，用户尝试输入安全相关命令或请求改变安全相关系统参数可以导致控制元件46激活硬连线确认LED 54，指示用户必须确认命令或改变参数。用户可以推动硬连线的确认按钮56来这样做，并且控制元件46然后可以停用LED 54并且处理该命令或改变参数。当命令或改变参数已经成功完成时，控制元件46可以通过用户界面通知用户。

参考图5，被表征为用于检测处理设备20中的材料的阴燃的方法100，本发明可以广泛地运行如下。如步骤102所示，多个电化学传感器44a、44b、44c可以测量CO的浓度，包括测量空气入口22处的CO的第一浓度，并测量空气出口24处的CO的第二浓度。如步骤104所示，控制元件46可以同时从多个电化学CO传感器44a、44b、44c接收CO的测量结果。如步骤106所示，控制元件46可同时考虑CO的第一浓度和CO的第二浓度以确定在处理设备20中产生的CO的量，其可包括考虑诸如在空气入口22和空气出口24之间移动通过处理设备20的任何CO的延迟、稀释以及时间扩散之类的因素。如步骤108所示，控制元件46可以确定在处理设备20中产生的CO的量是否超过指示阴燃的阈值。如步骤110所示，如果处理设备20中产生的CO的量超过指示阴燃的阈值，控制元件46可以激活警报。如步骤112所示，用户界面48可以促进用户与控制元件46交互，这可以包括允许用户执行诸如重置警报，查看当前和过去的一氧化碳的测量结果以及查看与控制元件激活警报相关联的信息。

因此，应理解，本发明的实施例和实施方式提供了先前技术解决方案的优点，包括传感器监测它们的气流并同时向控制元件报告测量结果，并且控制元件同时考虑这些测量值。因此，检测阴燃的控制元件的反应时间可以比必须在空气流和结果之间顺序切换的其它系统短得多。

尽管已经参考附图中示出的一个或多个实施例描述了本发明，应理解，在不脱离如权利要求书中所述的本发明的范围的情况下，可以采用等效物并作替换。

已经如此描述了本发明的一个或多个实施例，要求保护的专利包括以下内容：

Claims

1.一种用于检测在处理设备中的材料的阴燃的系统，所述处理设备具有第一空气入口和空气出口，所述系统包括：

多个传感器，被配置成测量示踪气体的浓度，所述多个传感器包括被配置成测量在所述第一气体入口处的所述示踪气体的第一浓度的第一传感器，以及被配置成测量在所述气体出口处的所述示踪气体的第二浓度的第二传感器；

电子控制元件，被配置成同时接收来自所述多个传感器的所述示踪气体的测量结果，同时考虑所述示踪气体的所述第一浓度和所述示踪气体的所述第二浓度以确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量，确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量是否超过指示阴燃的阈值，并且如果在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量超过所述阈值则激活警报；以及

用户界面，被配置成允许用户与所述电子控制元件交互，包括重置所述警报。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述材料选自由食品、煤、化学品和药品组成的组。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理设备包括选自由喷雾干燥器、环形干燥器、闪蒸干燥器组成的组的干燥器，并且其中，所述干燥器被配置成干燥浆料形式的材料以产生粉末形式的所述材料。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理设备包括流化床干燥器，所述流化床干燥器位于喷雾干燥器下游并被配置成进一步干燥粉状材料直到达到期望的湿度。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理设备包括研磨机，所述研磨机选自由锤式研磨机、滚压机、和切碎机组成的组并且被配置成将较大块的材料分割成较小块的材料。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理设备包括集尘器，所述集尘器选自由旋风分离器、纤维过滤器、和静电除尘器组成的组并且被配置成从源自诸如干燥器和研磨机的其他处理设备的气流中分离出灰尘颗粒。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述示踪气体是一氧化碳并且所述多个传感器是电化学传感器。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个传感器是半导体传感器。

9.如权利要求1所述的系统，其中，当同时考虑所述示踪气体的所述第一和第二浓度以确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量时，所述电子控制元件考虑在所述第一传感器和所述第二传感器之间移动通过所述处理设备的任何所述示踪气体的延迟、稀释和/或时间扩散。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统被进一步配置成在由于传感器漂移引起的所述示踪气体的所述第一和第二浓度的缓慢变化以及由于阴燃导致的所述示踪气体的所述第一和第二浓度的快速变化之间作出区分。

11.如权利要求1所述的系统，进一步包括第二空气入口和被配置成在所述第二空气入口处测量所述示踪气体的第三浓度的第三传感器，并且其中所述电子控制元件被进一步配置成同时考虑所述示踪气体的所述第三浓度和所述示踪气体的所述第二浓度以确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的第二量，确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的所述第二量是否超过指示阴燃的所述阈值，并且如果在所述处理设备中产生的所述示踪气体的所述第二量超过所述阈值则激活警报。

12.如权利要求1所述的系统，其中，在确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的所述量是否超过指示阴燃的所述阈值中，所述电子控制元件考虑所述处理设备的设备概况，其中所述设备概况将所述示踪气体浓度与所述处理设备的不同气流量相关联。

13.如权利要求1所述的系统，其中，在确定在所述处理设备中产生的所述示踪气体的量是否超过指示阴燃的所述阈值时，所述电子控制元件考虑所述材料的阴燃概况，其中所述阴燃概况将示踪气体浓度与所述材料的时间和温度相关联。

14.如权利要求1所述的系统，其中，存在多个阈值，并且每个阈值与特定警报等级相关联，并且所述电子控制元件进一步被配置成激活与已经超过的所述阈值相关联的所述特定警报等级。

15.如权利要求1所述的系统，其中，所述电子控制元件被进一步配置成在所述处理设备中产生的所述示踪气体的所述浓度的变化率。

16.如权利要求1所述的系统，其中，所述用户界面被进一步配置成允许所述用户查看所述示踪气体的当前测量结果和过去测量结果，并且查看与所述电子控制元件激活所述警报相关联的信息。

17.如权利要求1所述的系统，进一步包括存储元件，所述存储元件可以由所述电子控制元件访问并且被配置成存储来自所述多个传感器的所述示踪气体的所述测量结果，并且存储与所述电子控制元件激活所述警报相关联的信息。

18.如权利要求1所述的系统，进一步包括测试气体的一个或多个储存器以及与所述一个或多个储存器相关联的一个或多个阀，并且其中，所述电子控制元件被配置成通过打开所述一个或多个阀并从所述一个或多个阀释放所述测试气体以便所述多个传感器进行测量来测试所述系统。

19.如权利要求18所述的系统，其中，所述测试气体包括所述示踪气体。

20.如权利要求18所述的系统，其中，所述测试气体包括一氧化碳。

21.一种用于检测在处理设备中的材料的阴燃的系统，所述处理设备具有空气入口和空气出口，所述系统包括：

多个电化学传感器，被配置成测量一氧化碳的浓度，所述多个电化学传感器包括被配置成在所述空气入口处测量一氧化碳的第一浓度的第一电化学传感器，和在所述空气出口处测量一氧化碳的第二浓度的第二电化学传感器；

电子控制元件被配置成-

从所述多个电化学传感器同时接收一氧化碳的测量结果，

同时考虑一氧化碳的所述第一浓度和一氧化碳的所述第二浓度，以确定在所述处理设备中产生的一氧化碳的量，其中，所述电子控制元件考虑在所述第一电化学传感器和所述第二电化学传感器之间移动通过所述处理设备的任何一氧化碳的延迟、稀释、和时间扩散，

确定在所述处理设备中产生的一氧化碳的量是否超过指示阴燃的阈值，

如果在所述处理设备中产生的一氧化碳的所述量超过所述阈值则激活警报，并且

确定在所述处理设备中产生的一氧化碳的浓度的变化率；以及

用户界面，被配置成允许用户与所述电子控制元件交互，包括重置所述警报，查看一氧化碳的当前和过去的测量结果，以及查看与所述电子控制元件激活所述警报相关联的信息。

22.一种用于检测在处理设备中的材料的阴燃的方法，所述处理设备具有第一空气入口和空气出口，所述系统包括：

用多个电化学传感器测量一氧化碳的浓度，包括测量在所述第一空气入口处的一氧化碳的第一浓度，和测量在所述空气出口处的一氧化碳的第二浓度；

在电子控制元件处从所述多个电化学传感器同时接收一氧化碳的测量结果，

由所述电子控制元件同时考虑一氧化碳的所述第一浓度和一氧化碳的所述第二浓度，以确定在所述处理设备中产生的一氧化碳的量，包括考虑在所述第一空气入口和所述空气出口之间移动通过所述处理设备的任何一氧化碳的延迟、稀释、和时间扩散；

由所述电子控制元件确定在所述处理设备中产生的一氧化碳的量是否超过指示阴燃的阈值；

如果在所述处理设备中产生的一氧化碳的所述量超过所述阈值则由所述电子控制元件激活警报；以及

利用用户界面，促进用户与所述电子控制元件交互，包括允许所述用户重置所述警报，查看一氧化碳的当前和过去的测量结果，以及查看与所述电子控制元件激活所述警报相关联的信息。

23.如权利要求22所述的方法，其中，所述材料选自由食品、煤、化学品和药品组成的组。

24.如权利要求22所述的方法，其中，所述处理设备选自由干燥器、集尘器和研磨机组成的组。

25.如权利要求22所述的方法，其中，所述处理设备进一步包括第二空气入口，所述多个电化学传感器中的一个测量在所述第二空气入口处的一氧化碳的第三浓度，并且其中，所述电子控制元件进一步同时考虑一氧化碳的所述第三浓度和一氧化碳的所述第一和第二浓度以确定在所述处理设备中产生的一氧化碳的所述量。