CN110346315A - 一种烟气测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种烟气测量装置，涉及烟气测量技术领域。解决现有烟气测量装置存在使用寿命短，耐高温性能差，使用过程中只能监测一个点的浓度代表整个烟道内的浓度值，取样过于集中，不利于数据的整体稳定性以及测量精度低的问题，光调制解调器通过传输光纤同时与第一传感器和第二传感器连接，所述第一传感器和第二传感器相对安装在烟道的两侧；第一传感器内部安装发射探头、第一吹扫装置和超声波传感器；第二传感器内部安装接收探头和第二吹扫装置；主控制器分别与显示器、电源、光调制解调器、第一吹扫装置、第二吹扫装置以及超声波传感器连接。本发明所述的测量装置能够避免油烟附着和侵蚀，可对烟气中的某种物质进行精确测量。
Description
技术领域
本发明涉及烟气测量技术领域，具体涉及一种烟气测量装置。
背景技术
食用油和食物在高温烹调下，产生大量的“热氧化分解产物”，其中分解产物以烟雾形式散到空气中，形成油烟气，油烟气的成分非常复杂，主要有醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、内酯、杂环化合物等，其中包括苯并芘、挥发性亚硝胺、杂环胺类化合物等已知高致癌物。通过厨房烟气的测量，可以起到控制排放的目的，达到环保的效果。
目前市面上的厨房烟气测量装置，使用的是电化学传感器，具有寿命短、易中毒、精度差、易漂移、不能精准分析某一种物质的缺点，特别是不耐高温，导致在厨房烟气测量时有很多缺陷。并且传统的传感器智能监测只能监测一个点的浓度代表整个烟道内的浓度值，取样过于集中，不利于数据的整体稳定性。
发明内容
本发明为解决现有烟气测量装置存在使用寿命短，耐高温性能差，使用过程中只能监测一个点的浓度代表整个烟道内的浓度值，取样过于集中，不利于数据的整体稳定性以及测量精度低的问题，提供一种烟气测量装置。
一种烟气测量装置，包括主机、传输光纤、第一传感器和第二传感器；所述主机包括主控制器、显示器、电源和光调制解调器；所述光调制解调器通过传输光纤同时与第一传感器和第二传感器连接，所述第一传感器和第二传感器相对安装在烟道的两侧；所述第一传感器内部安装发射探头、第一吹扫装置和超声波传感器；第二传感器内部安装接收探头和第二吹扫装置；所述主控制器分别与显示器、电源、光调制解调器、第一吹扫装置、第二吹扫装置以及超声波传感器连接；
在待机状态下，主控制器控制第一吹扫装置吹扫发射探头，控制第二吹扫装置吹扫接收探头；
在测量状态下，主控制器控制光调制解调器将不同波长的光信号通过传输光纤传输至第一传感器的发射探头，所述发射探头将对应波长的光信号通过烟道传输至接收探头后通过传输光纤返回光调制解调器；主控制器将返回信号解析，获得烟道内吸收不同波长光信号的物质含量的测量数据；
主控制器控制光调制解调器发出所有烟气成分都不吸收的光波波长作为参考信号，并通过发射探头发送至接收探头，通过接收探头发送至光调制解调器，所述主控制器根据接收的光调制解调器发送的参考信号，确定光信号的损耗数据；所述主控制器根据获得的测量数据以及光信号的损耗数据，最终得到烟道内实际物质的含量，实现对烟气的测量。
本发明的有益效果：
本发明所述的烟气测量装置，采用激光测量的方式，将测量信号和返回信号分别通过光纤传输，使测量信号和返回信号互不干扰。光调制解调器将测量信号通过光纤传输至发射探头内，经过烟道后，进入接收探头，并通过光纤传输至光调制解调器，通过调制解调器将返回信号解析成测量数据。由于激光测量速度快，探头与样品无直接接触的特点，在快速测量后一直使用空气对探头的表面吹扫，避免油烟附着影响测量结果。
本发明所述的烟气测量装置中探头内部无电子件，能够承受的温度高，并且能够承受强磁场等环境。探头与样品无直接接触，避免油烟附着和侵蚀。可对烟气中的某种物质进行精确测量。
本发明所述的烟气测量装置在不采样时使用空气对探头进行吹扫，使探头表面不附着油烟。采用超声波进行流速测量，避免烟气对测量探头的影响。取样范围贯穿整个烟道，能够代表烟道内的整体水平。
附图说明
图1为本发明所述的一种烟气测量装置的结构示意图；
图2为本发明所述的一种烟气测量装置中第一传感器的放大图；
图3为本发明所述的一种烟气测量装置中主机的结构框图。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，一种烟气测量装置，包括主机1、传输光纤2、第一传感器3和第二传感器4；所述主机1包括主控制器1-1、显示器1-2、电源1-3和光调制解调器1-4；所述电源负责供电。
所述光调制解调器1-4通过传输光纤2同时与第一传感器3和第二传感器4连接，所述第一传感器3和第二传感器4相对安装在烟道5的两侧；
所述第一传感器3内部安装发射探头3-1、第一吹扫装置3-2和超声波传感器3-3；第二传感器4内部安装接收探头4-1和第二吹扫装置4-2；
所述主控制器1-1分别与显示器1-2、电源1-3、光调制解调器1-4、第一吹扫装置3-2、第二吹扫装置4-2以及超声波传感器3-3连接。
本实施方式中，还包括操作单元1-5，所述操作单元1-5安装在主机上与主控制器1-1连接，具体可以为按钮等，通过操作单元可以操作装置工作和设置参数等。
本实施方式中所述的光调制解调器型号为SY-TDLAS-E7。
本实施方式所述的烟气测量装置的工作原理为：
在待机状态，主控制器1-1控制第一吹扫装置3-2和第二吹扫装置4-2工作，吹扫装置通过气泵将外部的空气压缩，通过内部管路吹扫发射探头3-1和接收探头4-1，以免烟道内的油烟等成分附着在探头表面，影响检测效果。其他装置不工作。
在测量状态，主控制器第一吹扫装置3-2和第二吹扫装置4-2停止吹扫工作，控制光调制解调器1-4工作，将特定波长的测量信号通过传输光纤2将传输至第一传感器内的发射探头3-1，将测量的光信号发射出去，光信号通过烟道5后，进入接收探头4-1，通过传输光纤2返回光调制解调器1-4。烟道5内烟气的特定物质会吸收此波长的光信号，以此为原理，可测量出烟道内吸收此波长光信号的物质的含量。控制光调制解调器1-4可以改变发射探头发出的光的波长，以此来测量不同的物质。最后选取所有烟气成分都不吸收的光波波长作为参考信号通过发射探头3-1发送，发送至接收探头4-1，通过接收探头4-1发送至光调制解调器1-4，所述主控制器1-1根据接收的光调制解调器1-4发送的参考信号，确定光信号的损耗。所述主控制器1-1根据获得的测量数据以及光信号的损耗数据，最终得到烟道内实际物质的含量，实现对烟气的测量。提高了测量精度。所述烟气的测量值可通过显示器显示。
本实施方式中的主控制器控制超声波传感器3-3，使用超声波测量烟道内的烟气流速，这样就可以计算出总排放量。测量完成后打开第一吹扫装置和第二吹扫装置，避免油烟附着影响测量结果。
本实施方式中，所述的特定波长指的是波长的范围在780nm-3000nm的波长，所述的特定物质可以为烟气中的醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、内酯或杂环化合物等。
Claims (6)
1.一种烟气测量装置，包括主机(1)、传输光纤(2)、第一传感器(3)和第二传感器(4)；其特征是：所述主机(1)包括主控制器(1-1)、显示器(1-2)、电源(1-3)和光调制解调器(1-4)；
所述光调制解调器(1-4)通过传输光纤(2)同时与第一传感器(3)和第二传感器(4)连接，所述第一传感器(3)和第二传感器(4)相对安装在烟道(5)的两侧；
所述第一传感器内部安装发射探头(3-1)、第一吹扫装置(3-2)和超声波传感器(3-3)；第二传感器内部安装接收探头(4-1)和第二吹扫装置(4-2)；
所述主控制器(1-1)分别与显示器(1-2)、电源(1-3)、光调制解调器(1-4)、第一吹扫装置(3-2)、第二吹扫装置(4-2)以及超声波传感器(3-3)连接；
在待机状态下，主控制器(1-1)控制第一吹扫装置吹扫发射探头(3-1)，控制第二吹扫装置吹扫接收探头(4-1)；
在测量状态下，主控制器(1-1)控制光调制解调器(1-4)将不同波长的光信号通过传输光纤(2)传输至第一传感器的发射探头(3-1)，所述发射探头(3-1)将对应波长的光信号通过烟道(5)传输至接收探头(4-1)后通过传输光纤(2)返回光调制解调器；主控制器将返回信号解析，获得烟道内吸收不同波长光信号的物质含量的测量数据；
主控制器(1-1)控制光调制解调器(1-4)发出所有烟气成分都不吸收的光波波长作为参考信号，并通过发射探头(3-1)发送至接收探头(4-1)，通过接收探头(4-1)发送至光调制解调器(1-4)，所述主控制器(1-1)根据接收的光调制解调器发送的参考信号，确定光信号的损耗数据；
所述主控制器(1-1)根据获得的测量数据以及光信号的损耗数据，最终得到烟道内实际物质的含量，实现对烟气的测量。
2.根据权利要求1所述的一种烟气测量装置，其特征在于：所述传输光纤两根，通过光调制解调器(1-4)分别连接第一传感器(3)和第二传感器(4)。
3.根据权利要求1所述的一种烟气测量装置，其特征在于：所述第一吹扫装置(3-2)和第二吹扫装置(4-2)均由气泵和内部管路组成，通过气泵将外部的空气压缩后经内部管路上的气孔吹扫发射探头(3-1)和接收探头(4-1)。
4.根据权利要求1所述的一种烟气测量装置，其特征在于：主控制器控制超声波传感器，测量烟道内的烟气流速，根据烟气流速计算出烟气总排放量。
5.根据权利要求1所述的一种烟气测量装置，其特征在于：所述不同波长的范围在780nm-3000nm。
6.根据权利要求1所述的一种烟气测量装置，其特征在于：烟道内烟气的不同物质具体指烟气中的醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、内酯或杂环化合物。
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