CN111624145A - 一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，涉及粉尘监测技术领域，包括风速检测设备、粉尘浓度仪、PLC控制器，风速检测设备信号线连接PLC控制器，粉尘浓度仪信号线连接PLC控制器，PLC控制器通过交换机分别信号线连接触摸屏和电脑主机；以风速检测设备实施粉尘浓度检测的风速补偿，提高系统精确度，通过PLC控制器，对计算获得的粉尘浓度进行对比和数据分析，对设备进行实时监控，可以作为脉冲除尘器破袋监测、喷吹系统的电磁阀的故障监测以及喷吹气路的监测。
Description
技术领域
本发明涉及粉尘监测技术领域，适用于工业现场及设备烟气的粉尘浓度在线监测。
背景技术
随着工业的高速发展，工业排放的废气、废物越来越多，对人类和环境的破坏日益严重。在众多污染物中，粉尘污染物的危害正在慢慢增大，引起了大家越来越多的重视。粉尘是指悬浮在空气中粒径小于75μm的固体微粒。长期接触生产性粉尘的作业人员，因长期吸入粉尘，使肺内粉尘的积累逐渐增多，当达到一定数量时即可引发尘肺病。
中国专利申请2019105102748公开的“一种脉冲袋式除尘器破袋智能检测方法”，脉冲袋式除尘器包括至少一个分箱室，多个分箱室具有总的出气口和进气口，总的出气口和进气口分别为主出气口和主进气口，每个分箱室被分隔孔板分为位于上方的喷吹室以及位于下方的过滤室，每个分箱室具有分进气口和分出气口，所述分进气口位于分箱室的下侧部或下端，所述分出气口位于分箱室的上侧部或上端，脉冲袋式除尘器还包括设于所述分出气口处的浓度检测仪所述脉冲袋式除尘器还包括分别设于所述主出气口处和主进气口处的第一主压力检测仪和第二主压力检测仪、检测端设于喷吹室内且检测端位于孔板上方的第一分压力检测仪、检测端设于所述过滤室内且检测端位于孔板下方的第二分压力检测仪。这种除尘器的粉尘在线监测系统，存在如下问题：1，结构配置普遍庞大，价格昂贵；2，传感器对检测气体的风速、流量、压差变化会影响检测数据的偏差，系统精确度仍不理想；3，使用的粉尘浓度检测仪，长时间使用后其探杆上面会堆积一层粉尘，会影响检测数值的准确性。
发明内容
本发明正是为了克服上述不足，提供了一套价格低廉，提高了系统精确度的一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统。添加风速检测设备配合粉尘浓度仪，分别将信号传送到控制系统，控制系统根据粉尘电荷信号，用风速、流量、差压等在线补偿，算出粉尘浓度值，检测精度更高。
具体是这样实施的：一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，包括风速检测设备、粉尘浓度仪、PLC控制器，其特征在于风速检测设备信号线连接PLC控制器，粉尘浓度仪信号线连接PLC控制器，PLC控制器通过交换机分别信号线连接触摸屏和电脑主机。其工作原理在于，气体流经粉尘浓度仪的探头，探头采用电荷感应的原理，把采集到的电荷信号送至粉尘浓度仪，经过运算，给出一个标准的电信号到PLC控制器，气体流经风速检测设备，对气体流速，流量，气体差压进行运算，给出一个标准的电信号到PLC控制器，PLC控制器根据采集到的粉尘电荷信号，流速，流量，气体差压，进行运算，得出粉尘浓度值，通过触摸屏把数据显示给用户。系统中通过风速补偿，修正风速对粉尘浓度检测的影响，提高了系统精确度，整套装置安装于除尘器出风口，体积小，成本低。
本发明的粉尘浓度仪，为清灰型粉尘浓度仪，包括探杆，探杆前部安装于风管中，后部位于风管外，风管外的探杆外围设有套管，套管一头连通风管，另一头封闭，套管另通过气管连接压缩气源，所述的气管上安装有电磁阀。通过在粉尘浓度仪的检测探杆上端（即风管外部分），增加一段套管，通过气管连接到电磁阀，通过控制电磁阀的定时打开，引入压缩气体，对浓度仪探杆进行吹扫，使探杆上面不会堆积粉尘，保证了检测数值的准确性。
本发明粉尘浓度仪的套管端口与风管内壁持平，风管内靠近风管内壁的探杆上设有弹性密封圈，所述的弹性密封圈紧贴风管内壁，确保探杆的紧固以及于接入风管处保持密封。
本发明的风速检测设备为清灰型皮托管风速检测设备，包括皮托管、微差压变送器，微差压变送器信号线连接PLC控制器，微差压变送器两端均由气管连接至皮托管探头，皮托管探头、气管和微差压变送器构成闭合回路一，一连通压缩气源的气管与微差压变送器并联连接，并与皮托管探头构成闭合回路二，两并联连接点与微差压变送器的连接气管上、靠近并联点并与微差压变送器并联的压缩气体的气管两头均设置有一电磁阀。将皮托管置于风管内固定安装后，用气管连至微差压变送器测压口来检测差压并转换成风速把信号传送出去。使用过程中，与微差压变送器形成闭合回路一的两电磁阀常开，保持正常的在线检测。定时可使用压缩气体闭合回路二中的两电磁阀对皮托管探头进行吹扫，以保证探头表面光洁不积粉尘。吹扫过程中先关闭与微差压变送器形成闭合回路一的两电磁阀，然后打开压缩气体闭合回路二中的两电磁阀，待吹扫时间完成后关闭，再打开与微差压变送器形成闭合回路一的两电磁阀，继续进行在线检测。
上述清灰型皮托管风速检测设备，需要4个电磁阀来进行清灰清洗，而且其中两个电磁阀需要长期通电，会影响电磁阀使用寿命，增加维护成本。
更佳的风速检测设备采用低电耗清灰型皮托管风速检测设备，包括皮托管、微差压变送器，微差压变送器信号线连接PLC控制器，微差压变送器两端均由气管连接至皮托管探头，皮托管探头、气管和微差压变送器构成闭合回路一，一连通压缩气源的气管与微差压变送器并联连接，并与皮托管探头构成闭合回路二，两并联连接点处分别装有一两位三通电磁阀，两位三通电磁阀的A,B端接通皮托管探头、微差压变送器形成的闭合回路一，两位三通电磁阀的C,B端接通皮托管探头、与微差压变送器并联的压缩气体气管形成的闭合回路二。
为更经济节能，两位三通电磁阀为直通式两位三通电磁阀，断电时直通的A,B端与皮托管探头、微差压变送器形成的闭合回路一为工作态，通电时垂直的C,B端、皮托管探头、与微差压变送器并联的压缩气体气管形成的闭合回路二为工作态。利用直动式两位三通电磁阀的特性，不需要长期通电，而且在硬件上可减少控制器点，线路也得到缩减，硬件投资成本低。将皮托管置于风管内固定安装后，用气管连至微差压变送器测压口来检测差压并转换成风速把信号传送出去。使用过程中，两位三通电磁阀断电时，A,B端直通，与皮托管、微差压变送器形成的闭合回路一工作，实现检测差压。工作一定时间后，需要对皮托管探头吹扫积尘，只需对直通式两位三通电磁阀通电，A,B端断开，垂直的C,B端接通，皮托管、与微差压变送器并联的压缩气体气管形成的闭合回路二工作，实现定时吹扫皮托管探头，吹扫完成后电磁阀失电继续用A-B检测差压。特别适合应用于高粉尘等各种恶劣测试场合。
本装置中使用的压缩气体为压缩空气或惰性气体，对于有些不能用压缩空气的介质，使用惰性气体，以免对产品二次污染。
本技术与现有技术相比具有显著的优点：
1、以风速检测设备实施粉尘浓度检测的风速补偿，提高系统精确度。
2、通过PLC控制器，对计算获得的粉尘浓度进行对比和数据分析，对设备进行实时监控，可以作为脉冲除尘器破袋监测、喷吹系统的电磁阀的故障监测以及喷吹气路的监测。
3、为粉尘浓度仪配置自清洗喷吹装置，用压缩气体定时对探杆进行吹扫，探杆上面不易积留粉尘，长时间运行后也能确保检测的准确性。
4、采用清灰型皮托管风速检测设备或者，通过合理规划电磁阀布局，实现在线检测与对皮托管探头的定时吹扫除尘，尤其是低电耗清灰型皮托管风速检测设备，利用直通式两位三通电磁阀的特性来切换检测与吹扫，电磁阀无需长时间通电，只需定时吹扫时通电即可，实现了低电耗，更经济实用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为清灰型粉尘浓度仪的结构示意图。
图3为清灰型皮托管风速检测设备。
图4为低电耗清灰型皮托管风速检测设备。
具体实施方式
实施例1，一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，包括风速检测设备1、粉尘浓度仪2、PLC控制器3，风速检测设备1信号线连接PLC控制器3，粉尘浓度仪2信号线连接PLC控制器3，PLC控制器通过交换机4分别信号线连接触摸屏5和电脑主机6。
实施例2，参考实施例1，粉尘浓度仪2为清灰型粉尘浓度仪，包括探杆21，探杆21前部安装于风管22中，后部位于风管22外，风管22外的探杆21外围设有套管23，套管23一头连通风管22，另一头封闭，套管23另通过气管连接压缩气源，所述的气管上安装有电磁阀24，粉尘浓度仪2的套管23端口与风管22内壁持平，风管22内靠近风管22内壁的探杆21上设有弹性密封圈25，所述的弹性密封圈25紧贴风管22内壁。
风速检测设备1为清灰型皮托管风速检测设备，包括皮托管11、微差压变送器12，微差压变送器12两端均由气管连接至皮托管11探头，皮托管11探头、气管和微差压变送器12构成闭合回路一，一连通压缩气源的气管与微差压变送器12并联连接，并与皮托管11探头构成闭合回路二，两并联连接点与微差压变送器12的连接气管上分别设有电磁阀13、电磁阀15，靠近并联点并与微差压变送器12并联的压缩气体的气管两头分别设置有电磁阀14、电磁阀16。正常检测时，电磁阀13和电磁阀15常开，定时使用电磁阀14和电磁阀16对皮托管11探头进行吹扫。吹扫过程中先关闭电磁阀13和电磁阀15，再打开电磁阀14和电磁阀16，待吹扫时间完成后关闭电磁阀14和电磁阀16，然后打开电磁阀13和电磁阀15继续检测。
实施例3，参考实施例1，粉尘浓度仪2为清灰型粉尘浓度仪，包括探杆21，探杆21前部安装于风管22中，后部位于风管22外，风管22外的探杆21外围设有套管23，套管23一头连通风管22，另一头封闭，套管23另通过气管连接压缩气源，所述的气管上安装有电磁阀24，粉尘浓度仪2的套管23端口与风管22内壁持平，风管22内靠近风管22内壁的探杆21上设有弹性密封圈25，所述的弹性密封圈25紧贴风管22内壁。
风速检测设备1为低电耗清灰型皮托管风速检测设备，包括皮托管11、微差压变送器12，微差压变送器12两端均由气管连接至皮托管11探头，皮托管11探头、气管和微差压变送器12构成闭合回路一，一连通压缩气源的气管与微差压变送器12并联连接，并与皮托管11探头构成闭合回路二，两并联连接点处分别装有直通式两位三通电磁阀17和直通式两位三通电磁阀18，使用过程中直通式两位三通电磁阀17、直通式两位三通电磁阀18通过A-B检测差压，定时对直通式两位三通电磁阀17和直通式两位三通电磁阀18通电则用C-B吹扫皮托管探头，吹扫完成后直通式两位三通电磁阀17、直通式两位三通电磁阀18失电继续用A-B检测差压。
Claims (6)
1.一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，包括风速检测设备、粉尘浓度仪、PLC控制器，其特征在于风速检测设备信号线连接PLC控制器，粉尘浓度仪信号线连接PLC控制器，PLC控制器通过交换机分别信号线连接触摸屏和电脑主机。
2.根据权利要求1所述的一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，其特征在于所述的粉尘浓度仪为清灰型粉尘浓度仪，包括探杆，探杆前部安装于风管中，后部位于风管外，风管外的探杆外围设有套管，套管一头连通风管，另一头封闭，套管另通过气管连接压缩气源，所述的气管上安装有电磁阀。
3.根据权利要求2所述的一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，其特征在于粉尘浓度仪的套管端口与风管内壁持平，风管内靠近风管内壁的探杆上设有弹性密封圈，所述的弹性密封圈紧贴风管内壁。
4.根据权利要求1所述的一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，其特征在于所述的风速检测设备为清灰型皮托管风速检测设备，包括皮托管、微差压变送器，微差压变送器信号线连接PLC控制器，微差压变送器两端均由气管连接至皮托管探头，皮托管探头、气管和微差压变送器构成闭合回路一，一连通压缩气源的气管与微差压变送器并联连接，并与皮托管探头构成闭合回路二，两并联连接点与微差压变送器的连接气管上、靠近并联点并与微差压变送器并联的压缩气体的气管两头均设置有一电磁阀。
5.根据权利要求1所述的一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，其特征在于所述的风速检测设备为低电耗清灰型皮托管风速检测设备，包括皮托管、微差压变送器，微差压变送器信号线连接PLC控制器，微差压变送器两端均由气管连接至皮托管探头，皮托管探头、气管和微差压变送器构成闭合回路一，一连通压缩气源的气管与微差压变送器并联连接，并与皮托管探头构成闭合回路二，两并联连接点处分别装有一两位三通电磁阀，两位三通电磁阀的A,B端接通皮托管探头、微差压变送器形成的闭合回路一，两位三通电磁阀的C,B端接通皮托管探头、与微差压变送器并联的压缩气体气管形成的闭合回路二。
6.根据权利要求5所述的一种基于粉尘浓度仪的粉尘浓度在线监测系统，其特征在于两位三通电磁阀为直通式两位三通电磁阀，断电时直通的A,B端与皮托管探头、微差压变送器形成的闭合回路一为工作态，通电时垂直的C,B端、皮托管探头、与微差压变送器并联的压缩气体气管形成的闭合回路二为工作态。
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