CN114034614A - 一种粉尘浓度均匀性检测装置及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉尘浓度均匀性检测装置及控制系统，所述检测装置包括：动态给尘装置；粉尘采集风筒，容纳动态给尘装置发出的粉尘；若干个粉尘浓度传感器，分散安装在粉尘采集风筒检测段内；主控制模块，获取粉尘浓度传感器实时采集到的粉尘浓度；所述控制系统包括：发尘位置生成模块，生成并输出动态给尘装置发尘口下一个发尘位置数据；发尘量生成模块，生成并输出动态给尘装置下一次的发尘量数据；控制发尘模块，根据所述发尘位置数据和发尘量数据，控制动态给尘装置发尘口的位置和发尘量。本发明能够根据不同的场景灵活高效的提供浓度均匀的粉尘环境，便于粉尘浓度测量仪的检定。
Description
技术领域
本发明涉及环境检测领域，具体涉及一种粉尘浓度均匀性检测装置及控制系统。
背景技术
粉尘可导致机电设备损坏，影响其正常工作寿命，具有爆炸倾向性的粉尘一旦爆炸条件具备，在适当的能量和点火源作用下可发生粉尘爆炸，所以粉尘浓度测量已经成为矿井安全生产的重中之重。同时，我国空气环境中粉尘污染问题正日益加剧，PM10和PM2.5已逐渐上升为我国许多城市中环境空气中主要空气污染物，对人体健康，环境、气候和大气能见度等造成了重大危害，控制颗粒物排放也成为国际上环境保护优先关注的问题。粉尘测量仪广泛应用于粉尘环境检测以及安全生产检测中，提高粉尘仪测量的计量准确性，具有重要的社会和经济效益。
目前国内粉尘仪的检定采用的是JJG846-2015《粉尘浓度测量仪检定规程》，但各大工矿企业和检测机构大多都是以采样流量为主要测量参数的采样器计量标准，此类计量标准采用的量值溯源技术为采样流量溯源，该技术仅能反应粉尘采样流量性能，并不能直接对仪器的主要计量性能——粉尘浓度这一参数进行校准。同时，老式的粉尘发尘风筒体积庞大，效率低下，且发尘稳定性与均匀性均不能很好的达到检定的要求。所以，需要一种高效提供均匀性粉尘浓度环境的装置。
发明内容
本发明提供一种粉尘浓度均匀性检测装置及控制系统，能够为检定粉尘仪提供一个浓度均匀的粉尘环境，方便粉尘浓度测量仪的检定。
为解决上述技术问题，本发明提供一种粉尘浓度均匀性检测装置，其特征在于，包括：
动态给尘装置；
粉尘采集风筒，容纳动态给尘装置发出的粉尘；
若干个粉尘浓度传感器，分散安装在粉尘采集风筒检测段内；
主控制模块，获取粉尘浓度传感器实时采集到的粉尘浓度。
优选地，所述动态给尘装置包括十字滑台模组和粉尘发尘装置，所述粉尘发尘装置或粉尘发尘装置的发尘口安装于十字滑台模组上，十字滑台模组带动粉尘发尘装置或粉尘发尘装置的发尘口上下左右移动。
优选地，所述粉尘采集风筒尾部设置风机。
优选地，所述主控制模块还用于将粉尘浓度传感器实时监测的粉尘浓度值进行数据处理，生成并输出连续控制动态给尘装置发尘口的位置和发尘量的数据。
本发明还提供一种粉尘浓度均匀性控制系统，其特征在于，包括：
发尘位置生成模块，根据若干个粉尘浓度传感器在一段时间内不同位置反馈的粉尘浓度值数据分布和预设的目标粉尘浓度值，使用模糊信息融合算法生成一个由若干个粉尘浓度值数据融合的结果坐标值映射到X-Y平面坐标，生成并输出动态给尘装置发尘口下一个发尘位置数据；
发尘量生成模块，根据所述粉尘浓度传感器实时测得的粉尘浓度值和所设目标粉尘浓度值的差值，生成并输出动态给尘装置下一次的发尘量数据；
控制发尘模块，根据所述发尘位置数据和发尘量数据，控制动态给尘装置发尘口的位置和发尘量。
优选地，所述粉尘浓度均匀性控制系统还包括人工交互模块，用于设置粉尘采集风筒检测段的目标粉尘浓度值，所述人工交互模块还用于显示所述 X-Y平面坐标和所述动态给尘装置发尘口位置对应的坐标值。
优选地，所述控制发尘模块还包括IPSO改进粒子群算法模块和PID控制器，所述IPSO改进粒子群算法模块用于优化PID控制器的三个控制参数kp、ki、kd。
优选地，所述IPSO改进粒子群算法在标准PSO粒子群算法的基础上，添加一个逐渐递减权重因子ω用于提高算法的收敛速度；其公式为：
其中，c1为学习因子、c2为学习因子、ωmax取值为0.9、ωmin取值为0.4、m为粒子迭代次数、M为最大迭代次数。
优选地，所述学习因子的计算公式如下：
其中，m为粒子迭代次数，ω1＝0.5，γ1＝0.5，α1＝1.4，ω2＝1，γ2＝1.4，α2＝1.4。
本发明的有益效果是：能够根据不同的场景灵活高效的提供浓度均匀的粉尘环境，便于粉尘浓度测量仪的检定，灵活性高，适应性强。
附图说明
图1为一种粉尘浓度均匀性检测装置示意图；
图2为主控制器的信号控制原理框图；
图3为一种粉尘浓度均匀性检测系统示意图；
图4为PID控制模块原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
本实施例提供一种粉尘浓度均匀性检测装置，请参阅附图1、2，包括：
动态给尘装置8；
粉尘采集风筒3，容纳动态给尘装置8发出的粉尘；
若干个粉尘浓度传感器4，分散安装在粉尘采集风筒3检测段内；
主控制模块5，获取粉尘浓度传感器4实时采集到的粉尘浓度。
作为优选的实施方式，所述动态给尘装置8包括十字滑台模组1和粉尘发尘装置2，所述粉尘发尘装置2或粉尘发尘装置2的发尘口安装于十字滑台模组1上，十字滑台模组1带动粉尘发尘装置1或粉尘发尘装置2的发尘口上下左右移动。
作为优选的实施方式，所述粉尘采集风筒3尾部设置风机6，用于带动粉尘在粉尘采集风筒3内匀速移动。
作为优选的实施方式，所述主控制模块5还用于将粉尘浓度传感器4实时监测的粉尘浓度值进行数据处理，生成并输出连续控制动态给尘装置8发尘口的位置和发尘量的数据。
实施例2
本实施例提供一种粉尘浓度均匀性控制系统，请参阅附图3、4，包括：
发尘位置生成模块10，根据若干个不同位置的粉尘浓度传感器4在一段时间内反馈的粉尘浓度值数据分布和默认设置的目标粉尘浓度值，使用模糊信息融合算法生成一个由若干个粉尘浓度值数据融合的结果坐标值映射到 X-Y平面坐标，生成并输出动态给尘装置8发尘口下一个发尘位置数据；
发尘量生成模块11，根据所述粉尘浓度传感器4实时测得的粉尘浓度值和所设目标粉尘浓度值的差值，生成并输出动态给尘装置8下一次的发尘量数据；
控制发尘模块12，根据所述发尘位置数据和发尘量数据，控制动态给尘装置8发尘口的位置和发尘量。
作为优选的实施方式，所述粉尘浓度均匀性控制系统还包括人工交互模块7，用于设置粉尘采集风筒3检测段的目标粉尘浓度值，所述人工交互模块还用于显示所述X-Y平面坐标和所述动态给尘装置发尘口位置8对应的坐标值。
作为优选的实施方式，所述控制发尘模块11还包括IPSO改进粒子群算法模块14和PID控制器13，所述IPSO改进粒子群算法模块14用于优化PID 控制器13的三个控制参数kp、ki、kd。
作为优选的实施方式，所述IPSO改进粒子群算法模块14在标准PSO粒子群算法的基础上，添加一个逐渐递减权重因子ω用于提高算法的收敛速度；其公式为：
其中，c1为学习因子、c2为学习因子、ωmax取值为0.9、ωmin取值为0.4、m为粒子迭代次数、M为最大迭代次数。
作为优选的实施方式，所述IPSO改进粒子群算法模块14用余弦函数以及指数函数进行动态调整学习因子来适应不同的环境，同时也增强了算法的局部搜索能力，所述学习因子的计算公式如下：
其中，m为粒子迭代次数，ω1＝0.5，γ1＝0.5，α1＝1.4，ω2＝1，γ2＝1.4，α2＝1.4。
上述实施例能够根据不同的场景灵活高效的提供浓度均匀的粉尘环境，便于粉尘浓度测量仪的检定，灵活性高，适应性强。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种粉尘浓度均匀性检测装置，其特征在于，包括：
动态给尘装置；
粉尘采集风筒，容纳动态给尘装置发出的粉尘；
若干个粉尘浓度传感器，分散安装在粉尘采集风筒检测段内；
主控制模块，获取粉尘浓度传感器实时采集到的粉尘浓度。
2.根据权利要求1所述的粉尘浓度均匀性检测装置，其特征在于，所述动态给尘装置包括十字滑台模组和粉尘发尘装置，所述粉尘发尘装置或粉尘发尘装置的发尘口安装于十字滑台模组上，十字滑台模组带动粉尘发尘装置或粉尘发尘装置的发尘口上下左右移动。
3.根据权利要求1所述的粉尘浓度均匀性检测装置，其特征在于，所述粉尘采集风筒尾部设置风机。
4.根据权利要求1所述的粉尘浓度均匀性检测装置，其特征在于，所述主控制模块还用于将粉尘浓度传感器实时监测的粉尘浓度值进行数据处理，生成并输出连续控制动态给尘装置发尘口的位置和发尘量的数据。
5.一种粉尘浓度均匀性控制系统，其特征在于，包括：
发尘位置生成模块，根据若干个粉尘浓度传感器在一段时间内不同位置反馈的粉尘浓度值数据分布和预设的目标粉尘浓度值，使用模糊信息融合算法生成一个由若干个粉尘浓度值数据融合的结果坐标值映射到X-Y平面坐标，生成并输出动态给尘装置发尘口下一个发尘位置数据；
发尘量生成模块，根据所述粉尘浓度传感器实时测得的粉尘浓度值和所设目标粉尘浓度值的差值，生成并输出动态给尘装置下一次的发尘量数据；
控制发尘模块，根据所述发尘位置数据和发尘量数据，控制动态给尘装置发尘口的位置和发尘量。
6.根据权利要求5所述的粉尘浓度均匀性控制系统，其特征在于，所述粉尘浓度均匀性控制系统还包括人工交互模块，用于设置粉尘采集风筒检测段的目标粉尘浓度值，所述人工交互模块还用于显示所述X-Y平面坐标和所述动态给尘装置发尘口位置对应的坐标值。
7.根据权利要求5所述的粉尘浓度均匀性控制系统，其特征在于，所述控制发尘模块还包括IPSO改进粒子群算法模块和PID控制器，所述IPSO改进粒子群算法模块用于优化PID控制器的三个控制参数kp、ki、kd。
8.根据权利要求7所述的粉尘浓度均匀性控制系统，其特征在于，所述IPSO改进粒子群算法在标准PSO粒子群算法的基础上，添加一个逐渐递减权重因子ω用于提高算法的收敛速度；其公式为：
其中，c1为学习因子、c2为学习因子、ωmax取值为0.9、ωmin取值为0.4、m为粒子迭代次数、M为最大迭代次数。
9.根据权利要求8所述的粉尘浓度均匀性控制系统，其特征在于，所述学习因子的计算公式如下：
其中，m为粒子迭代次数，ω1＝0.5，γ1＝0.5，α1＝1.4，ω2＝1，γ2＝1.4，α2＝1.4。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101015758A (zh) * | 2006-09-04 | 2007-08-15 | 浙江菲达环保科技股份有限公司 | 一种收集高浓度且有一定粘性粉尘的过滤式除尘器 |
| WO2010001925A1 (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | 新日本製鐵株式会社 | 降下粉塵量推定方法、降下粉塵量推定装置、及び降下粉塵量推定プログラム |
| CN203798704U (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-27 | 徐州市计量检定测试中心 | 新型直读式粉尘浓度测量仪检定校准装置 |
| CN107452011A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-12-08 | 深圳市益鑫智能科技有限公司 | 一种实时的烟尘颗粒在线监测系统 |
| CN109696386A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-30 | 徐州市质量技术监督综合检验检测中心 | 用于扬尘监测仪计量检定的动态粉尘生成系统及工作方法 |
| CN109908691A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-21 | 西安科技大学 | 一种矿井除尘系统及其除尘方法 |
-
2021
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101015758A (zh) * | 2006-09-04 | 2007-08-15 | 浙江菲达环保科技股份有限公司 | 一种收集高浓度且有一定粘性粉尘的过滤式除尘器 |
| WO2010001925A1 (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | 新日本製鐵株式会社 | 降下粉塵量推定方法、降下粉塵量推定装置、及び降下粉塵量推定プログラム |
| CN203798704U (zh) * | 2014-04-28 | 2014-08-27 | 徐州市计量检定测试中心 | 新型直读式粉尘浓度测量仪检定校准装置 |
| CN107452011A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-12-08 | 深圳市益鑫智能科技有限公司 | 一种实时的烟尘颗粒在线监测系统 |
| CN109696386A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-30 | 徐州市质量技术监督综合检验检测中心 | 用于扬尘监测仪计量检定的动态粉尘生成系统及工作方法 |
| CN109908691A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-21 | 西安科技大学 | 一种矿井除尘系统及其除尘方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张国城等: "粉尘仪检定装置稳定性的考察", 《计量技术》 * |
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