CN110595974A - 一种颗粒浓度监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污染物监测技术领域，公开一种颗粒浓度监测装置及方法。所述颗粒浓度监测装置及方法用于监测流道内的流体中的颗粒浓度，颗粒浓度监测装置包括：第一监测流道，流道内的流体能够从第一监测流道内流过；第二监测流道，与第一监测流道并排设置，流道内的流体能够从第二监测流道内流过，且第二监测流道内设有滤网；流量计，用于监测第一监测流道和第二监测流道内流体的流量。通过监测第一监测流道和第二监测流道内实际流体和纯净流体的流量并进行比对，能够便捷地判断出实际流体中的多种类型的固体颗粒浓度大小。第一监测流道的设置，避免了仅由实际流体在第二监测流道内流量变化进行颗粒浓度判定而造成对颗粒浓度的误判。
Description
技术领域
本发明涉及污染物监测技术领域，公开一种颗粒浓度监测装置及方法。
背景技术
在加工生产过程中，常会利用流体进行润滑、承压和清洗等。流体的纯洁度往往影响了流体功能的发挥，尤其是其内部出现固体颗粒时，易造成流体的变质、机械结构中配合面的磨损以及管路中狭小通路的堵塞等。
市场上的测量设备，大多局限在监测流体中的金属颗粒，对于流体中的非金属颗粒无法测量。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种颗粒浓度监测装置及方法，以监测流体中多种类型的颗粒浓度。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种颗粒浓度监测装置，用于监测流道内的流体中的颗粒浓度，其特征在于，所述颗粒浓度监测装置被配置为设于所述流道内，包括：
第一监测流道，所述流道内的流体能够从所述第一监测流道内流过；
第二监测流道，与所述第一监测流道并排设置，所述流道内的流体能够从所述第二监测流道内流过，且所述第二监测流道内设有滤网；
流量计，用于监测所述第一监测流道和所述第二监测流道内流体的流量。
优选地，所述流量计设有两个，两个所述流量计的监测探头与所述第一监测流道和所述第二监测流道一一对应，分别伸入所述第一监测流道和所述第二监测流道内。
优选地，所述第二监测流道内的所述流量计的监测探头设于所述滤网的下游。
优选地，所述第一监测流道和所述第二监测流道被配置为与所述流道的延伸方向相同，所述第一监测流道和所述第二监测流道被配置为至所述流道的轴线的距离相同。
优选地，所述第一监测流道和所述第二监测流道的截面形状和大小相同，所述第一监测流道和所述第二监测流道的长度相同。
优选地，所述滤网的下游设有反冲洗设备，若所述流道内的流体为液体，所述反冲洗设备是叶轮，若所述流道内的流体为气体，所述反冲洗设备是风机。
一种颗粒浓度监测方法，基于以上任一方案所述的颗粒浓度监测装置，包括以下步骤：
将纯净流体输至所述流道内并沿所述流道流动，测出所述纯净流体于所述第一监测流道的流量和所述第二监测流道的流量间的第一流量差；
将实际流体输至所述流道内并沿所述流道流动，在规定时段内，测出所述实际流体于所述第一监测流道的流量和所述第二监测流道的流量间的第二流量差；
所述流道内所述纯净流体的流量与所述实际流体的流量相同，比对所述第一流量差与所述第二流量差，以判断所述实际流体中的颗粒浓度大小。
优选地，若所述第二流量差与所述第一流量差的差值超出设定范围，则进行报警。
优选地，对所述滤网的目数进行调整，以进行不同尺寸范围内的颗粒浓度的监测。
优选地，对所述滤网进行反冲洗，以重新进行颗粒浓度的监测。
本发明的有益效果为：
本发明所涉及的颗粒浓度监测装置及方法，通过流量计监测第一监测流道和第二监测流道内实际流体和纯净流体的流量并进行比对，得以较为便捷地判断实际流体中的多种类型的固体颗粒浓度大小；其中，杂质越多的实际流体通过滤网时，滤网对实际流体的阻碍越大，因此第一监测流道和第二监测流道的流量差越大。
若实际流体在第一监测流道和第二监测流道的流量差，与纯净流体在第一监测流道和第二监测流道的流量差的差值超出规定范围，则说明实际流体中杂质过多。
若相对纯净流体在第一监测流道和第二监测流道的流量，实际流体在第一监测流道和第二监测流道的流量同时变小，则有可能流道中实际流体的流量总体变小或者第一监测流道和第二监测流道的入口一并受到异物阻塞等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是颗粒浓度监测装置的示意图；
图2是颗粒浓度监测方法的流程图。
图中：
1-第一监测流道；100-流道；2-第二监测流道。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。
参见图1，本实施例提供一种颗粒浓度监测装置，用于监测流道100内的流体中的颗粒浓度，包括第一监测流道1、第二监测流道2和流量计。流道100内的流体能够从第一监测流道1内流过；第二监测流道2与第一监测流道1并排设置，流道100内的流体能够从第二监测流道2内流过，且第二监测流道2内设有滤网；流量计用于监测第一监测流道1和第二监测流道2内流体的流量。
通过流量计监测第一监测流道1和第二监测流道2内实际流体和纯净流体的流量，并进行比对，得以较为便捷地判断实际流体中的多种类型的固体颗粒浓度大小。具体地，杂质越多的实际流体通过滤网时，滤网对实际流体的阻碍越大，第一监测流道1和第二监测流道2的流量差越大。
在本实施例中，流量计为涡街式流量计，能够测量气体或液体的流量。涡街式流量计包括设在流场中的旋涡发生体、监测探头及相关的电子线路等。当流体流经旋涡发生体时，能够形成交替变化的两排旋涡。这些交替变化的旋涡形成了一系列交替变化的负压力，并作用在流量计的监测探头上，便产生一系列电信号，经过转换和放大处理后，输出相应的脉冲信号。
涡街式流量计对流体进行检测时，几乎不受流体密度、压力、温度和粘度等参数影响；涡街式流量计中无可动机械零件，因此其可靠性高；涡街式流量计能够输出数字脉冲信号，容易与计算机等数字系统配套使用，并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。
其中，流量计设有两个，分别实现对第一监测流道1和第二监测流道2内流体流量的测量，互不干扰。两个流量计与第一监测流道1和第二监测流道2一一对应；两个流量计设于流道100的外壁上，两个流量计的监测探头伸入流道100内且分别伸入第一监测流道1和第二监测流道2。具体地，第二监测流道2内的流量计的监测探头设于滤网的下游，避免滤网上游的污垢掩盖流量计的监测探头，影响其对流量的测量。
在本实施例中，颗粒浓度监测装置被配置为设于流道100内。若将颗粒浓度监测装置设于流道100外，第一监测流道1和第二监测流道2需通过管路连通于流道100，以将流道100内的流体接入；相比颗粒浓度监测装置设于流道100外，本实施例中的颗粒浓度监测装置只需插入流道100内，并通过焊接或粘接等安装方式固定于流道100的侧壁上，十分便捷。
在本实施例中，颗粒浓度监测装置呈圆管状，第一监测流道1、第二监测流道2和流道100的截面均呈圆形；第一监测流道1、第二监测流道2和颗粒浓度监测装置被配置为与流道100的延伸方向相同，便于颗粒浓度监测装置的制造和与流道100的组装，又利于流道100内的流体经过第一监测流道1和第二监测流道2。
在本实施例中，第一监测流道1和第二监测流道2的截面形状和大小相同；第一监测流道1和第二监测流道2的长度相同且均由颗粒浓度监测装置的一端延伸至另一端；第一监测流道1和第二监测流道2被配置为至流道100的轴线的距离相同；相对颗粒浓度监测装置的轴心，第一监测流道1和第二监测流道2中心对称设置。
其中，在不计滤网对第二监测流道2内流体流动的干扰的前提下，上述针对第一监测流道1和第二监测流道2的设计，使得第一监测流道1和第二监测流道2内的流动环境尽量一致，使得针对第一监测流道1和第二监测流道2内实际流体和纯净流体的流量的比对结果更有说服力。
参见图2，基于上述颗粒浓度监测装置的颗粒浓度监测方法，包括以下步骤：
首先，将纯净流体输至流道100内并沿流道100流动，测出纯净流体于第一监测流道1的流量和第二监测流道2的流量间的第一流量差；
然后，将实际流体输至流道100内并沿流道100流动，在规定时段内，测出实际流体于第一监测流道1的流量和第二监测流道2的流量间的第二流量差；
流道100内纯净流体的流量与实际流体的流量相同，比对第一流量差与第二流量差，以判断实际流体中的颗粒浓度大小。
若实际流体在第一监测流道1和第二监测流道2的流量差，与纯净流体在第一监测流道1和第二监测流道2的流量差的差值超出规定范围，则说明实际流体中杂质过多。
若相对纯净流体在第一监测流道1和第二监测流道2的流量，实际流体在第一监测流道1和第二监测流道2的流量同时变小，则有可能流道中实际流体的流量总体变小或者第一监测流道1和第二监测流道2的入口一并受到异物阻塞等。
因此，第一监测流道1的设置，避免了仅由第二监测流道2内实际流体的流量判定颗粒浓度而造成误判。
在本实施例中，流量计的监测探头作为信号采集器，将采集到的流量信号传至滤波器滤除杂波信号后，经放大器放大，输至计算机进行计算分析，得出第一流量差、第二流量差和第二流量差与第一流量差的差值。根据具体工况，可针对第二流量差与第一流量差的差值设定一定的范围，可针对第一监测流道1内实际流体的流量设定下限。
将第二流量差与第一流量差的差值的设定范围，以及第一监测流道1内实际流体的流量下限值输至计算机，通过计算机比对。若第二流量差与第一流量差的差值超出设定范围，或第一监测流道1内实际流体的流量小于下限值，则计算机输出报警指令至报警器进行报警，以便操作人员及时了解监测结果。具体地，报警器可内置蜂鸣器或指示灯，报警器中的控制系统根据接收到的报警指令，启动蜂鸣器或指示灯。
在本实施例中，滤网可拆卸地安装于第二监测流道2内。通过更换不同目数的滤网，对滤网的目数进行调整，以进行不同尺寸范围内的颗粒浓度的监测。对较大颗粒，需设置目数较低的滤网；对较小颗粒，需设置目数较高的滤网。可选地，第二监测流道2内可设有沿第二监测流道2周向均布的多个挂钩，滤网的边沿可拆卸地挂在挂钩上。
在本实施例中，滤网的下游设有反冲洗设备。由于随着监测时间的延续，滤网上的杂物会越来越多，导致实际流体在杂质含量很少的情况下，第二监测流道2内流体的流量也很低，使得监测结果失真。对滤网进行反冲洗，能够清洁滤网，以重新进行颗粒浓度的监测。
其中，设流道100内流体的流量为X，第一流量差为Y1，第二流量差为Y2，第二流量差与第一流量差的差值为△Y；在选取合适的滤网后，在所需的数值范围内，取多个X值，并测得与X值对应的Y1值和Y2值，制定X-Y1曲线、X-Y2曲线和X-△Y曲线。操作人员可根据X-Y1曲线、X-Y2曲线和X-△Y曲线，对颗粒浓度进行判断以及分析报警信息。
若本实施例中的流体为液体，反冲洗设备可为叶轮；叶轮可设于第二监测流道2内且正对滤网，也可设于整个颗粒浓度监测装置的下游，正对第一监测流道1和第二监测流道2的出口。
在监测颗粒浓度时，叶轮可自由转动；在停止监测颗粒浓度且对滤网进行反冲洗时，通过驱动叶轮，以使第二监测流道2内的液体朝向相反于监测颗粒浓度时液体流动方向的方向进行流动，从而清理滤网上的杂物。
若本实施例中的流体为气体，反冲洗设备可为风机；风机可设于第二监测流道2内且正对滤网，也可设于整个颗粒浓度监测装置的下游，正对第一监测流道1和第二监测流道2的出口。
在监测颗粒浓度时，风机可自由转动；在停止监测颗粒浓度且对滤网进行反冲洗时，通过驱动风机，以使第二监测流道2内的气体朝向相反于监测颗粒浓度时气体流动方向的方向进行流动，从而清理滤网上的杂物。
在本实施例中，对颗粒浓度监测装置的位置进行调整，以对不同类型的颗粒进行颗粒浓度的监测。例如，若测量空气中降尘的浓度，由于降尘一般处于空气中的较低位置，则可将颗粒浓度监测装置设于流道100的下部，以对降尘浓度进行针对性的监测，使得监测结果更有意义。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种颗粒浓度监测装置，用于监测流道(100)内的流体中的颗粒浓度，其特征在于，所述颗粒浓度监测装置被配置为设于所述流道(100)内，包括：
第一监测流道(1)，所述流道(100)内的流体能够从所述第一监测流道(1)内流过；
第二监测流道(2)，与所述第一监测流道(1)并排设置，所述流道(100)内的流体能够从所述第二监测流道(2)内流过，且所述第二监测流道(2)内设有滤网；
流量计，用于监测所述第一监测流道(1)和所述第二监测流道(2)内流体的流量。
2.根据权利要求1所述的颗粒浓度监测装置，其特征在于，所述流量计设有两个，两个所述流量计的监测探头与所述第一监测流道(1)和所述第二监测流道(2)一一对应，分别伸入所述第一监测流道(1)和所述第二监测流道(2)内。
3.根据权利要求2所述的颗粒浓度监测装置，其特征在于，所述第二监测流道(2)内的所述流量计的监测探头设于所述滤网的下游。
4.根据权利要求1所述的颗粒浓度监测装置，其特征在于，所述第一监测流道(1)和所述第二监测流道(2)被配置为与所述流道(100)的延伸方向相同，所述第一监测流道(1)和所述第二监测流道(2)被配置为至所述流道(100)的轴线的距离相同。
5.根据权利要求1所述的颗粒浓度监测装置，其特征在于，所述第一监测流道(1)和所述第二监测流道(2)的截面形状和大小相同，所述第一监测流道(1)和所述第二监测流道(2)的长度相同。
6.根据权利要求1所述的颗粒浓度监测装置，其特征在于，所述滤网的下游设有反冲洗设备，若所述流道(100)内的流体为液体，所述反冲洗设备是叶轮，若所述流道(100)内的流体为气体，所述反冲洗设备是风机。
7.一种颗粒浓度监测方法，基于权利要求1-6任一项所述的颗粒浓度监测装置，其特征在于，包括以下步骤：
将纯净流体输至所述流道(100)内并沿所述流道(100)流动，测出所述纯净流体于所述第一监测流道(1)的流量和所述第二监测流道(2)的流量间的第一流量差；
将实际流体输至所述流道(100)内并沿所述流道(100)流动，在规定时段内，测出所述实际流体于所述第一监测流道(1)的流量和所述第二监测流道(2)的流量间的第二流量差；
所述流道(100)内所述纯净流体的流量与所述实际流体的流量相同，比对所述第一流量差与所述第二流量差，以判断所述实际流体中的颗粒浓度大小。
8.根据权利要求7所述的颗粒浓度监测方法，其特征在于，若所述第二流量差与所述第一流量差的差值超出设定范围，则进行报警。
9.根据权利要求7所述的颗粒浓度监测方法，其特征在于，对所述滤网的目数进行调整，以进行不同尺寸范围内的颗粒浓度的监测。
10.根据权利要求7所述的颗粒浓度监测方法，其特征在于，对所述滤网进行反冲洗，以重新进行颗粒浓度的监测。
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