CN110274886A - 一种油烟在线检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油烟在线检测装置及方法，装置包括采样系统、萃取系统、检测系统与清洗系统；方法包括：通过红外测油仪进行参比检测；通过采样系统进行油烟采集；通过萃取系统对油烟进行萃取；根据参比检测的结果，通过检测系统进行油烟检测。本发明的装置易于实施，无需专业人员进行手工操作，准确性高且安全性高，可广泛应用于油烟检测技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及油烟检测技术领域，尤其是一种油烟在线检测装置及方法。
背景技术
随着饮食行业的快速发展和人们环保意识的日益提高，油烟污染问题日益突出，已成为环保投诉的热点之一。油烟监测也越来越受到各界重视。
根据饮食业油烟排放标准的规定，红外法是油烟检测的唯一方法。依据标准方法规定，油烟检测流程是：首先，需要用采样器现场采样；然后，用四氯化碳溶液萃取样品；最后，将萃取后的溶液放入红外测油仪中进行检测。从整个检测流程看，采样过程及采样后用四氯化碳萃取处理都需要手工操作，非常繁琐，且需要受过培训的专业人员才能保证测量的准确性。另一方面，四氯化碳溶液易挥发且具有毒性，整个操作过程需要在通风柜中进行，并需要给操作者带防护用品。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种准确性高且易于实施的油烟在线检测装置及方法。
一方面，本发明实施例提供了一种油烟在线检测装置，包括采样系统、萃取系统、检测系统与清洗系统；
所述采样系统包括采样泵和采样萃取筒，所述采样萃取筒内设有石英珠；
所述萃取系统包括搅拌子和马达，所述搅拌子设于采样萃取筒底部，所述马达的输出轴连接搅拌子的输入控制端；
所述检测系统包括溶剂桶、红外测油仪、注射泵和比色皿；
所述清洗系统包括空气过滤芯。
进一步，所述检测系统还包括针头滤膜和液位监测器；
所述针头滤膜，用于维持溶剂桶内的气压为常压；
所述液位监测器，用于监测比色皿内的液面高度。
进一步，所述萃取系统还包括圆盘和轴承，所述轴承的内径与采样萃取筒的筒针外径相匹配，所述圆盘的内径与轴承的外径相匹配。
进一步，所述搅拌子包括磁片，所述磁片通过两个包边不锈钢丝网夹住，所述磁片上端设有机械搅拌头，所述机械搅拌头顶部设有金属丝突起。
另一方面，本发明实施例还提供了一种油烟在线检测方法，包括以下步骤：
通过红外测油仪进行参比检测；
通过采样系统进行油烟采集；
通过萃取系统对油烟进行萃取；
根据参比检测的结果，通过检测系统进行油烟检测。
进一步，所述通过红外测油仪进行参比检测这一步骤，包括以下步骤：
配合液位监测器的监测结果，通过注射泵吸取液体；
将注射泵中的液体和空气压入采样萃取筒；
通过马达带动搅拌子工作，对石英珠进行搅拌；
通过注射泵将采样萃取筒内的液体吸回比色皿；
通过红外测油仪对比色皿中的液体进行参比检测。
进一步，所述通过采样系统进行油烟采集的步骤，包括以下步骤：
根据预设的采样空气量，通过采样泵采样气体，对石英珠上的液体进行吹干处理；
根据液位监测器的监测数据，通过注射泵将预设量的四氯化碳注入比色皿中；
通过红外测油仪检测萃取前的第一油烟浓度。
进一步，所述通过萃取系统对油烟进行萃取这一步骤，包括以下步骤：
通过注射泵将四氯化碳注入采样萃取筒；
通过马达工作带动搅拌子运动，对采样萃取筒中的石英珠进行搅拌萃取。
进一步，所述根据参比检测的结果，通过检测系统进行油烟检测这一步骤，包括以下步骤：
通过注射泵将采样萃取筒内的液体注入比色皿；
通过红外测油仪检测四氯化碳中的第二油烟浓度；
根据采样空气量、第一油烟浓度和第二油烟浓度，计算空气中的油烟浓度；
通过注射泵将比色皿中的四氯化碳注入溶剂桶中。
进一步，还包括以下步骤：
根据第一油烟浓度，对溶剂桶中的溶剂进行更换以及对空气过滤芯进行更换；
根据空气中的油烟浓度，制定检测曲线并对检测曲线进行保存。
上述本发明实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点：本发明的实施例首先通过红外测油仪进行参比检测；然后通过采样系统进行油烟采集；接着通过萃取系统对油烟进行萃取；最后根据参比检测的结果，通过检测系统进行油烟检测；本发明的装置易于实施，无需专业人员进行手工操作，准确性高且安全性高。
附图说明
图1为本发明实施例的装置结构示意图；
图2为本发明实施例的方法步骤流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
本发明实施例提供了一种油烟在线检测装置，包括采样系统、萃取系统、检测系统与清洗系统；
所述采样系统包括采样泵和采样萃取筒，所述采样萃取筒内设有石英珠；
所述萃取系统包括搅拌子和马达，所述搅拌子设于采样萃取筒底部，所述马达的输出轴连接搅拌子的输入控制端；
所述检测系统包括溶剂桶、红外测油仪、注射泵和比色皿；
所述清洗系统包括空气过滤芯。
进一步作为优选的实施方式，所述检测系统还包括针头滤膜和液位监测器；
所述针头滤膜，用于维持溶剂桶内的气压为常压；
所述液位监测器，用于监测比色皿内的液面高度。
进一步作为优选的实施方式，所述萃取系统还包括圆盘和轴承，所述轴承的内径与采样萃取筒的筒针外径相匹配，所述圆盘的内径与轴承的外径相匹配。
进一步作为优选的实施方式，所述搅拌子包括磁片，所述磁片通过两个包边不锈钢丝网夹住，所述磁片上端设有机械搅拌头，所述机械搅拌头顶部设有金属丝突起。
另一方面，本发明实施例还提供了一种油烟在线检测方法，包括以下步骤：
通过红外测油仪进行参比检测；
通过采样系统进行油烟采集；
通过萃取系统对油烟进行萃取；
根据参比检测的结果，通过检测系统进行油烟检测。
进一步作为优选的实施方式，所述通过红外测油仪进行参比检测这一步骤，包括以下步骤：
配合液位监测器的监测结果，通过注射泵吸取液体；
将注射泵中的液体和空气压入采样萃取筒；
通过马达带动搅拌子工作，对石英珠进行搅拌；
通过注射泵将采样萃取筒内的液体吸回比色皿；
通过红外测油仪对比色皿中的液体进行参比检测。
进一步作为优选的实施方式，所述通过采样系统进行油烟采集的步骤，包括以下步骤：
根据预设的采样空气量，通过采样泵采样气体，对石英珠上的液体进行吹干处理；
根据液位监测器的监测数据，通过注射泵将预设量的四氯化碳注入比色皿中；
通过红外测油仪检测萃取前的第一油烟浓度。
进一步作为优选的实施方式，所述通过萃取系统对油烟进行萃取这一步骤，包括以下步骤：
通过注射泵将四氯化碳注入采样萃取筒；
通过马达工作带动搅拌子运动，对采样萃取筒中的石英珠进行搅拌萃取。
进一步作为优选的实施方式，所述根据参比检测的结果，通过检测系统进行油烟检测这一步骤，包括以下步骤：
通过注射泵将采样萃取筒内的液体注入比色皿；
通过红外测油仪检测四氯化碳中的第二油烟浓度；
根据采样空气量、第一油烟浓度和第二油烟浓度，计算空气中的油烟浓度；
通过注射泵将比色皿中的四氯化碳注入溶剂桶中。
进一步作为优选的实施方式，还包括以下步骤：
根据第一油烟浓度，对溶剂桶中的溶剂进行更换以及对空气过滤芯进行更换；
根据空气中的油烟浓度，制定检测曲线并对检测曲线进行保存。
下面结合说明书附图，详细描述本发明的油烟在线检测装置的具体结构：
本发明公开了一种油烟在线检测装置，包括采样系统、萃取系统、检测系统与清洗系统。四个系统通过管道连合，以实现相应功能。待测烟气通过采样泵吸入，油烟粘附于石英珠上，然后压入四氯化碳，通过特殊的磁力搅拌把油烟萃取下来，最后送入检测系统。再次采样前，用干净空气吹干净石英珠及搅拌子，以保证采样的准确度和精确度。本发明装置结构简单、成本低、操作容易，可实现10分钟内检测一个样品，极大的降低了劳动强度，具有较大的市场应用价值。
如图1所示，其中，图1中的附图标记的含义如下：1代表溶剂桶；2代表针头滤膜；3代表注射泵；4代表红外测油仪；5代表液位监测器；6代表比色皿；7代表第一电磁阀；8代表第二电磁阀；9代表第三电磁阀；10代表圆盘(带强磁片)；11代表轴承；12代表马达；13代表采样泵；14代表采样萃取筒；15代表第四电磁阀；16代表PP棉空气过滤芯；17代表第五电磁阀；18代表石英珠；19代表搅拌子。
其中，本实施例中的电磁阀(包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀)均采用耐溶剂型的电磁阀，比如全不锈钢电磁阀，本实施例中统称为电磁阀，各个电磁阀不做具体区分。所用的管道应该采用非磁性金属管道，如铜管、不锈钢管等，不采用塑料管，以免带来污染。
如图1所示，所述的采样系统，包括第三电磁阀9、石英珠18、采样萃取筒14和采样泵13及一些管道。石英珠18的粒径和材料与油烟检测标准方法中所用金属滤筒中的石英珠一样，用量一般为5-8g。采样萃取筒14内径为16mm左右(即一般10mL规格的玻璃注射内径)，厚度1-2mm，高度约为15cm左右，所用材料为玻璃或非磁性金属。采样萃取筒14的下端内部需要做成锥体(角度可以在1～30)，以利于液体完全流出，另外筒针部分，外径为3.0mm左右，内径为1.5mm左右，长度为3～4cm，以利于安装轴承11、圆盘10和连接其他管道。采样泵13，可以使用市场上成熟的产品，比如AMAE公司生产的EM-1500采样泵。第三电磁阀9宜采用耐溶剂型的电磁阀，比如全不锈钢电磁阀。所用的管道应该采用非磁性金属管道，如铜管、不锈钢管等，不采用塑料管，以免带来污染。
如图1所示，所述的萃取系统，包括溶剂桶1、针头滤膜2、第一电磁阀7、第二电磁阀8、注射泵3、液位监测器5、比色皿6、圆盘10、轴承11、马达12和搅拌子19及一些管道。溶剂桶1宜采用耐有机溶剂材料制作而且不能带来污染，如用玻璃或金属制作，体积宜为1-2L。针头滤膜2可采用市场上成熟的有机系针头滤膜，如聚四氟乙稀滤膜，此滤膜的功能是保证溶剂桶1内的气压为常压，利于溶剂的抽取与压入。注射泵3，可采用市场上成熟的产品，如TJ-3A注射泵等。液位监测器5可采用常规的非接触式液位感应器。比色皿6可采用玻璃或石英比色皿，光程为4cm，比色皿上下均封口，以利于与管道连接。轴承11宜采用不锈钢轴承，内径与采样萃取筒14的筒针外径相匹配，即3mm左右，使之能刚好套紧，并用胶水粘紧。轴承11的厚度1cm合适，外径为6mm左右。圆盘10可采用普通塑料制作，圆盘10内径与轴承11外径匹配，即6mm左右，使之能刚好套紧，并用胶水粘紧。圆盘10的厚度1cm合适，外径为5cm左右，圆盘10外边沿为齿轮，其模数宜采用0.5。圆盘10用的强磁片，可采用长为2cm、宽为1cm、厚为0.3cm的永磁片。加工时，在圆盘10上挖槽(挖二个，与中心对称)，把强磁片放入，用胶水粘死。马达12可用市场上微型直流电机，轴端带小齿轮，小齿轮的齿距与圆盘10的齿距匹配。所有电磁阀宜采用耐溶剂型的电磁阀，比如全不锈钢电磁阀。所用的管道应该采用非磁性金属管道，如铜管、不锈钢管等，不采用塑料管，以免带来污染。
如图1所示，所述的检测系统，包括比色皿6、红外测油仪4、注射泵3、第二电磁阀8、PP棉空气过滤芯16、第五电磁阀17及一些管道。比色皿6、注射泵3、第二电磁阀8、第五电磁阀17及一些管道的制作要求与上面所述一致。红外测油仪4的性能要求与现在市场上的红外测油仪一致，只不过需要进行改造，以更合适的尺寸与本装置配套。PP棉空气过滤芯16可采用市场上常规的空气过滤芯，其主要目的是去除空气中的灰尘和油烟等成分。
如图1所示，所述的清洗系统，包括第五电磁阀17、PP棉空气过滤芯16、采样泵13和一些管道。清洗系统中所涉及的配件与管道的制作要求与上面所述一致。
下面结合说明书附图，详细描述本发明一种油烟在线检测方法的具体实施步骤：
(1)测参比：
a.打开第一电磁阀7，启动注射泵3(启动前注射泵3内已有少量空气，活塞不是在零点)，吸10mL液体，利用液位监测器5进行监控。当达到目标液位时，关闭注射泵3和第一电磁阀7。
b.打开第二电磁阀8，启动注射泵3，把液体及注射泵内的空气都压入采样萃取筒14内，然后关闭第二电磁阀8和注射泵3。启动马达12，带动圆盘10，然后通过磁力再带动搅拌子19转动，使全部石英珠18翻滚起来，进行搅拌。搅拌2分钟后，关闭马达12。
c.打开第二电磁阀8和第四电磁阀15，启动注射泵3，把采样萃取筒14内的液体吸回比色皿6中，此时液体会少于10mL，不用液位监测器进行监控，并吸回少量的空气(约15mL)，然后关闭第二电磁阀8、第四电磁阀15和注射泵3。
d.启动红外测油仪4，进行参比检测。
e.参比检测完后，打开第一电磁阀7，启动注射泵3，将比色皿6中的四氯化碳及注射泵中的部分空气(约5mL)压入溶剂桶1中，然后关闭第一电磁阀和7注射泵3。
(2)采样萃取筒清洗：打开第五电磁阀17，启动采样泵13，采样1-2L气体，利用干洁空气充分吹干粘在石英珠18上的液体，然后关闭采样泵13及第五电磁阀17。
(3)采样：打开第三电磁阀9，启动采样泵13，设置采样量，进行采样，采样完成后，关闭第三电磁阀9和采样泵13。
(4)吸四氯化碳及测萃取前油烟浓度：打开第一电磁阀7，启动注射泵3，吸一定量(10mL)的四氯化碳进比色皿6中，利用液位监测器5进行监控。当达到目标液位时，关闭注射泵3，关闭第一电磁阀7。然后开启红外测油仪4，测萃取前油烟浓度C1。
(5)萃取：打开第二电磁阀8，启动注射泵3，将四氯化碳及注射泵内的空气(约10mL)都压入采样萃取筒14内，然后关闭第二电磁阀8和注射泵3。启动马达12，带动圆盘10，然后通过磁力再带动搅拌子19转动，使全部石英珠18翻滚起来，进行萃取。搅拌2分钟后，关闭马达12，完成萃取。
(6)检测与计算：打开第二电磁阀8和第四电磁阀15，启动注射泵3将采样萃取筒14内的液体吸回比色皿6中(液体会少于10mL，此时不用液位监测器进行监控)，并吸回少量的空气(约15mL)，然后关闭第二电磁阀8、第四电磁阀15和注射泵3。启动红外测油仪4进行检测，得出四氯化碳中油烟浓度C2。然后系统根据采样空气量(采样泵会根据气压和气温，自动计算出所采空气在标况下的体积)和萃取前后油烟浓度C1和C2的差值，计算出空气中油烟浓度(标况下)。检测完成后，打开第一电磁阀7，启动注射泵3，将比色皿6中的四氯化碳及注射泵3中的部分空气(约5mL)压入溶剂桶中，然后关闭第一电磁阀7和注射泵3。
(7)步骤(2)～(6)即为一个完整检测。其中(3)和(4)是可以同时进行的，(2)和(6)也是可以同时进行的。
(8)智能换液提醒：当仪器进行第(4)步时，如果检测出油烟的浓度约为100mg/L时，就提醒更换溶剂。
(9)更换PP棉空气过滤芯：当更换溶剂时，也把PP棉空气过滤芯16更换。
(10)第三电磁阀9及对应的进气管道也需要在更换溶剂时进行更换。因为这二个配件会有油烟残留。
(11)每次更换溶剂后，都需要做第(1)步，测参比。如果仪器检测数据有异常，也可以进行测参比来调正。
(12)标准曲线检测与保存：制作标准系列，通过注射泵吸入比色皿中，然后检测吸光度制定曲线并保存。
综上所述，本发明一种油烟在线检测装置及方法具有以下优点：
1，本发明的装置结构简单、制造成本低、操作容易；
2，本发明采样时间或体积可利用采样泵智能设定；
3，本发明的磁力搅拌子，搅拌强度大，一般2分钟内可完成萃取；
4，本发明利用干净空气对装置进行清洗，简单可行，成本低；
5，本发明的检测药剂成本低：四氯化碳可以重复使用，一直使用到油烟含量达到100mg/L左右才更换；
6，本发明的装置可采用智能化控制，自动采样、萃取与检测，还可以自动提醒更换溶剂等耗材。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种油烟在线检测装置，其特征在于：包括采样系统、萃取系统、检测系统与清洗系统；所述采样系统包括采样泵和采样萃取筒，所述采样萃取筒内设有石英珠；
所述萃取系统包括搅拌子和马达，所述搅拌子设于采样萃取筒底部，所述马达的输出轴连接搅拌子的输入控制端；
所述检测系统包括溶剂桶、红外测油仪、注射泵和比色皿；
所述清洗系统包括空气过滤芯。
2.根据权利要求1所述的一种油烟在线检测装置，其特征在于：所述检测系统还包括针头滤膜和液位监测器；
所述针头滤膜，用于维持溶剂桶内的气压为常压；
所述液位监测器，用于监测比色皿内的液面高度。
3.根据权利要求1所述的一种油烟在线检测装置，其特征在于：所述萃取系统还包括圆盘和轴承，所述轴承的内径与采样萃取筒的筒针外径相匹配，所述圆盘的内径与轴承的外径相匹配。
4.根据权利要求1所述的一种油烟在线检测装置，其特征在于：所述搅拌子包括磁片，所述磁片通过两个包边不锈钢丝网夹住，所述磁片上端设有机械搅拌头，所述机械搅拌头顶部设有金属丝突起。
5.一种油烟在线检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
通过红外测油仪进行参比检测；
通过采样系统进行油烟采集；
通过萃取系统对油烟进行萃取；
根据参比检测的结果，通过检测系统进行油烟检测。
6.根据权利要求5所述的一种油烟在线检测方法，其特征在于：所述通过红外测油仪进行参比检测这一步骤，包括以下步骤：
配合液位监测器的监测结果，通过注射泵吸取液体；
将注射泵中的液体和空气压入采样萃取筒；
通过马达带动搅拌子工作，对石英珠进行搅拌；
通过注射泵将采样萃取筒内的液体吸回比色皿；
通过红外测油仪对比色皿中的液体进行参比检测。
7.根据权利要求5所述的一种油烟在线检测方法，其特征在于：所述通过采样系统进行油烟采集的步骤，包括以下步骤：
根据预设的采样空气量，通过采样泵采样气体，对石英珠上的液体进行吹干处理；
根据液位监测器的监测数据，通过注射泵将预设量的四氯化碳注入比色皿中；
通过红外测油仪检测萃取前的第一油烟浓度。
8.根据权利要求7所述的一种油烟在线检测方法，其特征在于：所述通过萃取系统对油烟进行萃取这一步骤，包括以下步骤：
通过注射泵将四氯化碳注入采样萃取筒；
通过马达工作带动搅拌子运动，对采样萃取筒中的石英珠进行搅拌萃取。
9.根据权利要求8所述的一种油烟在线检测方法，其特征在于：所述根据参比检测的结果，通过检测系统进行油烟检测这一步骤，包括以下步骤：
通过注射泵将采样萃取筒内的液体注入比色皿；
通过红外测油仪检测四氯化碳中的第二油烟浓度；
根据采样空气量、第一油烟浓度和第二油烟浓度，计算空气中的油烟浓度；
通过注射泵将比色皿中的四氯化碳注入溶剂桶中。
10.根据权利要求9所述的一种油烟在线检测方法，其特征在于：还包括以下步骤：
根据第一油烟浓度，对溶剂桶中的溶剂进行更换以及对空气过滤芯进行更换；
根据空气中的油烟浓度，制定检测曲线并对检测曲线进行保存。
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