CN109682731A - 一种火力发电厂粉尘浓度在线监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种火力发电厂粉尘浓度在线监测系统及方法。监测系统包括校准模块、数据采集模块、比较模块以及提示模块，通过激光粉尘传感器对红外粉尘传感器进行校准，通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度检测和通过红外粉尘传感器进行粉尘浓度检测，并将检测结果代入校准关系式中得到校准后的粉尘浓度，将粉尘浓度检测值与预设的第三阈值进行比较，得到比较结果，根据比较结果，输出空气质量提示信息，此监测系统能够对粉尘浓度进行实时检测，并且能够兼顾粉尘监控系统的寿命和精度，能够及时发现污染物超标的情况并进行警报。本发明可广泛应用于火力发电领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种火力发电厂粉尘浓度在线监测系统；另外，本发明涉及一种火力发电厂粉尘浓度在线监测方法。
背景技术
当大量细颗粒物浮游在空中，大气能见度就会变小，天空看起来灰蒙蒙的，气象学把这一现象叫做“灰霾天”，而粉尘正是形成灰霾天气的最大元凶。秋冬交界时节，我国北方地区灰霾天气频发，被称为灰霾“元凶”的粉尘受到空前关注，也切实关系到每个生命的健康成长。
粉尘作为形成雾霾的主要污染物，它粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
粉尘来源十分复杂，比如燃煤、燃油机动车尾气、道路扬尘、建筑施工扬尘、工业粉尘、餐饮油烟、垃圾焚烧、秸秆焚烧直接排放的细颗粒物等，直接排放主要来自燃烧过程，比如化石燃料(煤、汽油、柴油)的燃烧、生物质(秸秆、木柴)的燃烧、垃圾焚烧、建筑施工扬尘以及工业粉尘，其中火力发电厂的粉尘排放较为集中且排放量大，是需要重点监控的场所。
2011年11月1日，环保部发布的《环境空气PM10和PM2.5的测定重量法》开始实施。首次对PM2.5的测定进行了规范，因此对粉尘的排放量进行检测具有重大意义。
传统的粉尘浓度方法为天平震荡法、β射线法，成本高，并且不能对粉尘浓度进行实时检测，随着技术的发展，粉尘浓度的在线监测成为发展方向。
粉尘传感器用于监控空气环境中的粉尘浓度。通常情况下，传感器使用一段时间后会产生零点漂移现象，零点漂移量随使用的时间和地点会有不同，传感器使用时间越长，使用环境越恶劣，零点漂移量越大。粉尘传感器的零点漂移量会影响传感器的检测精度，因此在使用一段时间后，需要对粉尘传感器进行校准调零操作，但是一般粉尘传感器的调零无法在用户家里进行，需要返厂进行，非常不方便。
发明内容
为了解决上述问题，有必要提供一种具有校准功能的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统，以对环境中的粉尘浓度进行实时监测。
本发明还提供一种火力发电厂粉尘浓度在线监测方法。
本发明的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统包括：
校准模块，用于通过激光粉尘传感器对红外粉尘传感器进行校准，得到校准关系式；
数据采集模块，用于通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度采集和通过红外粉尘传感器进行粉尘浓度采集，并将检测结果代入校准关系式中得到校准后的粉尘浓度；
比较模块，用于将粉尘浓度检测值与预设的第三阈值进行比较，得到比较结果；以及
提示模块，用于根据比较结果，输出空气质量提示信息。及提示模块，用于根据比较结果，输出空气质量提示信息。
作为一种可选的实施方式，所述校准模块包括：
检测误差判断模块：用于确认激光粉尘传感器检测的标准粉尘浓度与红外粉尘传感器校准检测的粉尘浓度之间的差值是否小于预设的第一阈值，当误差值大于或等于预设的第一阈值时，进行粉尘浓度校准采集；
校准采集模块：用于在预设的校准时间段内，激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个不同时刻的粉尘浓度校准检测结果并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，相应的红外粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个对应于不同时刻的粉尘浓度校准检测结果，并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，其中n≥2；
校准关系确定模块：用于对n组激光粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果与红外粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果进行数据拟合得到校准关系式，并对校准关系式进行存储；
校准误差判断模块：用于激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集得到标准粉尘浓度检测数据C标，将红外粉尘传感器检测的粉尘浓度校准检测结果代入校准关系式中，得到校准后的空气质量浓度C校，根据粉尘浓度结果C标与C校的值计算出校准后粉尘浓度测量的误差值，当误差值大于预设的第二阈值时，重新进行数据校准采集，并重新确定校准关系式。
作为一种可选的实施方式，所述比较模块具体用于：
当粉尘浓度检测值小于预设的第三阈值时，得到空气质量良好的结果；
当粉尘浓度检测值大于或等于预设的第三阈值时，得到空气质量差的结果。
作为一种可选的实施方式，所述比较模块得到结果表示空气质量差时，所述提示模块输出警报信息。
作为一种可选的实施方式，所述数据采集模块包括激光粉尘传感器以及红外粉尘传感器。
本发明的火力发电厂粉尘浓度在线监测方法包括以下步骤：
校准步骤，通过激光粉尘传感器对红外粉尘传感器进行校准，得到校准关系式；
数据采集步骤，通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度采集和通过红外粉尘传感器进行粉尘浓度采集，并将检测结果代入校准关系式中得到校准后的粉尘浓度；
比较步骤，将粉尘浓度检测值与预设的第三阈值进行比较，得到比较结果；以及
提示步骤，根据比较结果，输出空气质量提示信息。
进一步，所述校准步骤包括：
检测误差判断步骤：判断激光粉尘传感器检测的标准粉尘浓度与红外粉尘传感器校准检测的粉尘浓度之间的差值是否小于预设的第一阈值，当误差值大于或等于预设的第一阈值时，进行粉尘浓度校准采集步骤，否则结束所述校准步骤；
校准采集步骤：在预设的校准时间段内，激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个不同时刻的粉尘浓度校准检测结果并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，相应的红外粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个对应于不同时刻的粉尘浓度校准检测结果，并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，其中n≥2；
校准关系确定步骤：对n组激光粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果与红外粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果进行数据拟合得到校准关系式，并对校准关系式进行存储；
校准误差判断步骤：通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集得到标准粉尘浓度检测数据C标，将红外粉尘传感器检测的粉尘浓度校准检测结果代入校准关系式中，得到校准后的空气质量浓度C校，根据粉尘浓度结果C标与C校的值计算出校准后粉尘浓度测量的误差值，当误差值大于预设的第二阈值时，重新进行校准数据采集，并重新确定校准关系式。
进一步，所述比较步骤中，当粉尘浓度检测值小于预设的第三阈值时，得到空气质量良好的结果；当粉尘浓度检测值大于或等于预设的第三阈值时，得到空气质量差的结果。
进一步，所述比较步骤得到结果表示空气质量差时，所述提示步骤输出警报信息。
本发明的有益效果是：由于本发明提供的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统包括校准模块、数据采集模块、比较模块以及提示模块，通过通过激光粉尘传感器对红外粉尘传感器进行校准，通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度检测和通过红外粉尘传感器进行粉尘浓度检测，并将检测结果代入校准关系式中得到校准后的粉尘浓度，将粉尘浓度检测值与预设的第三阈值进行比较，得到比较结果，根据比较结果，输出空气质量提示信息，此监测系统能够对粉尘浓度进行实时检测，并且能够兼顾粉尘监控系统的寿命和精度，能够及时发现污染物超标的情况并进行警报。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明的保护范围。
附图说明
图1是本发明实施例的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统的总体结构框图；
图2是本发明实施例的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统的详细结构框图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
现参考图1、图2，本实施例的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统包括校准模块100、数据采集模块200、比较模块300、显示模块400。
其中，校准模块100包括一红外粉尘传感器及一激光粉尘传感器，用于通过激光粉尘传感器对红外粉尘传感器进行校准，得到校准关系式；红外粉尘传感器的检测精度相对较低，成本低，但是寿命长，相对的激光粉尘传感器的检测精度相对较高，成本高，但是寿命短，因此为了兼顾火力发电厂粉尘浓度在线监测系统的检测精度以及寿命，使用红外粉尘传感器进行粉尘浓度在线检测，而激光粉尘传感器处于休眠状态，同时使用激光粉尘传感器定期对红外粉尘传感器进行校准。
校准模块100还包括：
检测误差判断模块110：用于确认激光粉尘传感器检测的粉尘校准浓度C标与红外粉尘传感器校准检测的粉尘浓度C校之间的差值是否小于预设的第一阈值，当误差值大于或等于预设的第一阈值时，进行粉尘浓度校准采集；
校准采集模块120：用于在预设的校准时间段内，激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，相应的红外粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，其中n≥2；
校准关系确定模块130：用于对n组激光粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果与红外粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果进行数据拟合得到校准关系式，并对校准关系式进行存储；
校准误差判断模块140：用于激光粉尘传感器进行粉尘浓度采集得到C标，将红外粉尘传感器检测的粉尘浓度校准检测结果代入校准关系式中，得到校准后的空气质量浓度C校，根据粉尘浓度结果C标与C校的值计算出校准后粉尘浓度测量的误差值，当误差值大于预设的第二阈值时，重新进行数据采集，并重新确定校准关系式；
数据采集模块200用于实现粉尘浓度数据的在线采集。数据采集模块200包括激光粉尘传感器210及红外粉尘传感器220。
比较模块300，用于将粉尘浓度检测值与预设的第三阈值进行比较，得到比较结果：
当粉尘浓度检测值小于预设的第三阈值时，得到空气质量良好的结果；当粉尘浓度检测值大于或等于预设的第三阈值时，得到空气质量差的结果。
提示模块400，用于根据比较结果，输出空气质量提示信息。所述提示模块400具体用于：当所述比较结果为空气质量差的结果时，输出警报信息，实际应用中，警报信息可以通过APP消息推送、指示灯闪烁、蜂鸣器报警等方式提醒用户。
另外由于现有的空气净化器通常具有显示当前环境的粉尘浓度的功能，需要有至少一个粉尘浓度传感器对当前环境的粉尘浓度进行实时检测，在本实施例中通过控制红外粉尘传感器220实时进行粉尘浓度的检测，激光粉尘传感器210大部分时间处于休眠状态，只有当需要进行校准，才需要激光粉尘传感器工作。由于激光粉尘传感器的工作寿命比红外粉尘传感器的工作寿命短，大部分时间只有红外粉尘传感器在工作，激光粉尘传感器处于休眠状态，因此可以有效的延长粉尘传感器的使用寿命。因此，本发明的监测系统能够兼顾粉尘监控系统的寿命和精度，能够及时发现污染物超标的情况。
本发明的火力发电厂粉尘浓度在线监测方法包括以下步骤：
校准步骤，通过激光粉尘传感器对红外粉尘传感器进行校准，得到校准关系式；
数据采集步骤，通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度采集和通过红外粉尘传感器进行粉尘浓度采集，并将检测结果代入校准关系式中得到校准后的粉尘浓度；
比较步骤，将粉尘浓度检测值与预设的第三阈值进行比较，得到比较结果：当粉尘浓度检测值小于预设的第三阈值时，得到空气质量良好的结果；当粉尘浓度检测值大于或等于预设的第三阈值时，得到空气质量差的结果；以及
提示步骤，根据比较结果，输出空气质量提示信息：当所述比较步骤得到结果表示空气质量差时，所述提示步骤输出警报信息。
其中，所述校准步骤进一步包括：
检测误差判断步骤：判断激光粉尘传感器检测的标准粉尘浓度与红外粉尘传感器校准检测的粉尘浓度之间的差值是否小于预设的第一阈值，当误差值大于或等于预设的第一阈值时，进行粉尘浓度校准采集步骤，否则结束所述校准步骤；
校准采集步骤：在预设的校准时间段内，激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个不同时刻的粉尘浓度校准检测结果并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，相应的红外粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个对应于不同时刻的粉尘浓度校准检测结果，并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，其中n≥2；
校准关系确定步骤：对n组激光粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果与红外粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果进行数据拟合得到校准关系式，并对校准关系式进行存储；
校准误差判断步骤：通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集得到标准粉尘浓度检测数据C标，将红外粉尘传感器检测的粉尘浓度校准检测结果代入校准关系式中，得到校准后的空气质量浓度C校，根据粉尘浓度结果C标与C校的值计算出校准后粉尘浓度测量的误差值，当误差值大于预设的第二阈值时，重新进行校准数据采集，并重新确定校准关系式。
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
本发明可广泛应用于火力发电领域。
Claims (9)
1.一种火力发电厂粉尘浓度在线监测系统，其特征在于，包括：
校准模块，用于通过激光粉尘传感器对红外粉尘传感器进行校准，得到校准关系式；
数据采集模块，用于通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度采集和通过红外粉尘传感器进行粉尘浓度采集，并将检测结果代入校准关系式中得到校准后的粉尘浓度；
比较模块，用于将粉尘浓度检测值与预设的第三阈值进行比较，得到比较结果；以及
提示模块，用于根据比较结果，输出空气质量提示信息。
2.根据权利要求1所述的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统，其特征在于，所述校准模块包括：
检测误差判断模块：用于确认激光粉尘传感器检测的标准粉尘浓度与红外粉尘传感器校准检测的粉尘浓度之间的差值是否小于预设的第一阈值，当误差值大于或等于预设的第一阈值时，进行粉尘浓度校准采集；
校准采集模块：用于在预设的校准时间段内，激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个不同时刻的粉尘浓度校准检测结果并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，相应的红外粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个对应于不同时刻的粉尘浓度校准检测结果，并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，其中n≥2；
校准关系确定模块：用于对n组激光粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果与红外粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果进行数据拟合得到校准关系式，并对校准关系式进行存储；
校准误差判断模块：用于通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集得到标准粉尘浓度检测数据C标，将红外粉尘传感器检测的粉尘浓度校准检测结果代入校准关系式中，得到校准后的空气质量浓度C校，根据粉尘浓度结果C标与C校的值计算出校准后粉尘浓度测量的误差值，当误差值大于预设的第二阈值时，重新进行校准数据采集，并重新确定校准关系式。
3.根据权利要求1所述的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统，其特征在于，所述比较模块具体用于：
当粉尘浓度检测值小于预设的第三阈值时，得到空气质量良好的结果；
当粉尘浓度检测值大于或等于预设的第三阈值时，得到空气质量差的结果。
4.根据权利要求3所述的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统，其特征在于，所述比较模块得到结果表示空气质量差时，所述提示模块输出警报信息。
5.根据权利要求1所述的火力发电厂粉尘浓度在线监测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括激光粉尘传感器及红外粉尘传感器。
6.一种火力发电厂粉尘浓度在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
校准步骤，通过激光粉尘传感器对红外粉尘传感器进行校准，得到校准关系式；
数据采集步骤，通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度采集和通过红外粉尘传感器进行粉尘浓度采集，并将检测结果代入校准关系式中得到校准后的粉尘浓度；
比较步骤，将粉尘浓度检测值与预设的第三阈值进行比较，得到比较结果；以及
提示步骤，根据比较结果，输出空气质量提示信息。
7.根据权利要求6所述的火力发电厂粉尘浓度在线监测方法，其特征在于，所述校准步骤包括：
检测误差判断步骤：判断激光粉尘传感器检测的标准粉尘浓度与红外粉尘传感器校准检测的粉尘浓度之间的差值是否小于预设的第一阈值，当误差值大于或等于预设的第一阈值时，进行粉尘浓度校准采集步骤，否则结束所述校准步骤；
校准采集步骤：在预设的校准时间段内，激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个不同时刻的粉尘浓度校准检测结果并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，相应的红外粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集，得到n个对应于不同时刻的粉尘浓度校准检测结果，并将粉尘浓度校准检测结果予以输出，其中n≥2；
校准关系确定步骤：对n组激光粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果与红外粉尘传感器粉尘浓度校准检测结果进行数据拟合得到校准关系式，并对校准关系式进行存储；
校准误差判断步骤：通过激光粉尘传感器进行粉尘浓度校准采集得到标准粉尘浓度检测数据C标，将红外粉尘传感器检测的粉尘浓度校准检测结果代入校准关系式中，得到校准后的空气质量浓度C校，根据粉尘浓度结果C标与C校的值计算出校准后粉尘浓度测量的误差值，当误差值大于预设的第二阈值时，重新进行校准数据采集，并重新确定校准关系式。
8.根据权利要求6所述的火力发电厂粉尘浓度在线监测方法，其特征在于，所述比较步骤中，
当粉尘浓度检测值小于预设的第三阈值时，得到空气质量良好的结果；
当粉尘浓度检测值大于或等于预设的第三阈值时，得到空气质量差的结果。
9.根据权利要求8所述的火力发电厂粉尘浓度在线监测方法，其特征在于，所述比较步骤得到结果表示空气质量差时，所述提示步骤输出警报信息。
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|---|---|---|---|---|
| CN114173909A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-03-11 | 艾感科技(广东)有限公司 | 一种基于环境变化的自启动净化装置 |
| CN114749015A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-07-15 | 艾感科技(广东)有限公司 | 一种净化装置 |
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