CN114682018A - 一种聚结器智能监测控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种聚结器智能监测控制系统及方法，系统包括：颗粒物浓度检测器、控制设备及多个电动闸阀，每一电动闸阀设置于每一聚结滤芯一侧的管板中或设置于每一聚结滤芯相对的通孔中；颗粒物浓度检测器可滑动的设置于聚结器的内壁中，用于在控制设备的控制下锁定各排聚结滤芯并检测各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；控制设备电连接颗粒物浓度检测器及电动闸阀，用于比较各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若一排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀。本文能够检测聚结滤芯的异常情况，并根据检测结果即时隔断异常聚结滤芯。

Description

一种聚结器智能监测控制系统及方法
技术领域
本文涉及聚结器领域，尤其涉及一种聚结器智能监测控制系统及方法。
背景技术
在天然气长距离输送过程中，气体内会不同程度的夹带矿物、黏土、水、凝析油等杂质，这些杂志若进入管道，将会加速管道及设备的腐蚀，进入压缩机后将造成叶片或干气密封系统磨损、腐蚀等问题，严重影响压缩机长周期安全运行。因此，在输气管道的各个站点及配套储气库均需安装过滤分离设备，以对天然气进行净化处理，保证气体满足设备、计量仪表和工艺需求。
聚结器是长输管道压气站内使用的主要过滤分离设备之一，一般的聚结器内有数根到数十根聚结滤芯垂直并联在立式压力容器内，具体的，如图1所示，图1为现有技术中使用的立式聚结器结构示意图。管板102将聚结器分隔为两部分，下部为含液气体侧，上部为洁净气体侧。含有液滴的气体由聚结器入口101进入到聚结器内含液气体侧，在气体推动力作用下到达各滤芯，气体由聚结滤芯103内侧表面过滤材料的孔隙进入聚结滤芯103，液滴经聚结后以液体形式由聚结滤芯103外侧排出，排出的液体在重力作用下滑落至管板102上，而后经洁净气体侧排液口106排出聚结器。洁净的气体由聚结滤芯103外侧排出，经由聚结器出口105进入后续工艺。当气体含液量过高时，部分液体将直接在聚结滤芯103内表面被拦截，而后在重力作用下滑落至含液气体侧底部，经含液气体侧排液口107排出聚结器。由于聚结器主要用于除去1μm以下的液滴，因此其内部核心元件聚结滤芯通常由高精度滤材组成。当气体中含有大量微小固体颗粒时，会严重堵塞聚结滤芯孔隙，导致聚结滤芯压降迅速增加。如不及时对其更换，将造成聚结滤芯骨架变形、破裂等情况，未过滤气体将直接通过失效聚结滤芯进入下游。另外，当气体中含有腐蚀性气质或杂质时，会造成聚结滤芯局部穿孔，进而导致聚结滤芯失效，下游杂质含量增大。
目前在现场应用中，可通过读取聚结器整体压差的方式来判断聚结滤芯堵塞程度，或通过在线检测方式评价聚结器整体过滤效率，并以此作为依据更换聚结滤芯。但在实际运行过程中，由于聚结滤芯制造差异以及进入各聚结滤芯气流中杂质浓度分布不均等情况，通常某根或某几根聚结滤芯会首先出现局部穿孔或骨架破损而导致聚结滤芯失效，但此时无法通过读取整体设备压差或整体效率评价的方式确定失效聚结滤芯。当整体聚结器下游杂质含量明显增高后，需切断聚结器进气、出气流程，进行聚结滤芯更换。但由于无法实现对单根滤芯进行进气调整，因此，无法确定具体失效聚结滤芯，通常只能将全部分离元件一同更换，并且在更换滤芯时，需要进行切断聚结器进出气流程、排气放空、旧滤芯取出、新滤芯安装、恢复进出气流程等一系列复杂操作，显然滤芯频繁更换将显著增加采购成本及运行维护成本。
发明内容
本文用于解决现有聚结器异常判断存在无法定位真正异常聚结滤芯，以及无法及时制止异常滤芯对天然气传输的影响。
为了解决上述技术问题，本文的第一方面提供一种聚结器智能监测控制系统，包括：颗粒物浓度检测器、控制设备及多个电动闸阀，每一电动闸阀设置于每一聚结滤芯一侧的管板中或设置于每一聚结滤芯相对的通孔中，所述通孔设置于所述管板中，每一聚结滤芯设置于所述通孔上；
所述颗粒物浓度检测器可滑动的设置于聚结器的内壁中，用于在所述控制设备的控制下锁定各排聚结滤芯并检测各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，发送各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度至所述控制设备；
所述控制设备电连接所述颗粒物浓度检测器及所述电动闸阀，用于比较各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若一排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该排聚结滤芯中存在异常聚结滤芯，关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该排聚结滤芯进气。
作为本文的进一步实施例中，所述颗粒物浓度检测器包括：滑轨、光信号发射组件、光信号接收组件及处理器；
所述滑轨设置于聚结器的内壁上，所述光信号发射组件及所述光信号接收组件可滑动的设置于所述滑轨上；
所述光信号发射组件及所述光信号接收组件连接所述控制设备及处理器，由所述控制设备控制所述光信号发射组件及所述光信号接收组件在所述滑轨上滑动，以使所述光信号发射组件与所述光信号接收组件之间的光路锁定一排聚结滤芯；
所述光信号发射组件与所述光信号接收组件锁定聚结滤芯后，所述控制设备控制所述光信号发射组件发射光信号，所述光信号接收组件检测接收光信号的光强，将接收光信号的光强发送至所述处理器；
所述处理器连接所述控制设备，用于从预先确定的光强与颗粒物浓度之间的定量关系中匹配所述接收光信号的光强，以得到当前排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，发送当前排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度至所述控制设备。
作为本文的进一步实施例中，所述光信号发射组件包括：第一电机、第一调节部件、光源及第一凸透镜；
所述第一电机设置于所述第一调节部件上，连接所述控制设备，用于根据所述控制设备的移动指令驱动所述第一调节部件移动；
所述第一调节部件用于在所述第一电机的驱动下在所述滑轨中移动、调节所述光源的发射方向、调节所述光源与所述第一凸透镜之间的距离；
所述光源设置于所述第一调节部件上，连接所述控制设备，用于在所述控制设备的控制下发射光信号；
所述第一凸透镜设置于所述光源远离所述第一调节部件的一侧，用于对所述光源发射的光信号进行扩散；
所述光信号接收组件包括：第二电机、第二调节部件、光电转换器及第二凸透镜；
所述第二电机设置于所述第二调节部件上，连接所述控制设备，用于根据所述控制设备的移动指令驱动所述第二调节部件移动；
所述第二调节部件用于在所述第二电机的驱动下在所述滑轨中移动、调节所述光电转换器的接收方向、调节所述光电转换器与所述第二凸透镜之间的距离；
所述光电转换器设置于所述第二调节部件上，连接所述处理器，用于检测光信号的光强；
所述第二凸透镜设置于所述光电转换器远离所述第二调节部件的一侧，用于会聚光信号。
作为本文的进一步实施例中，所述第一调节部件及第二调节部件包括：可转动式底座、连接轴、水平旋转组件及焦距调节杆；
所述可转动式底座的一端设置于所述滑轨上，用于使所述第一调节部件或第二调节部件在所述滑轨上移动；
所述连接轴的一端设置于所述可转动式底座的另一端，用于容置电机；
所述水平旋转组件的一端连接所述连接轴的另一端，所述水平旋转组件的另一端连接所述焦距调节杆的一端，所述焦距调节杆的另一端连接所述光源或所述光电转换器，所述水平旋转组件用于调节发射或入射光信号的角度，所述焦距调节杆用于调节所述光源或光电转换器与凸透镜之间的距离。
作为本文的进一步实施例中，聚结器智能监测控制系统还包括：报警器；
所述控制设备连接所述报警器，还用于统计异常聚结滤芯的排数，当排数大于预定排量时，控制所述报警器发出报警。
本文的第二方面提供一种聚结器智能监测控制方法，适用于前述任一实施例所述的聚结器智能监测控制系统，所述方法包括：
控制所述颗粒物浓度检测器滑动，以锁定一排聚结滤芯；
控制所述颗粒物浓度检测器工作，以检测得到该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
接收所述颗粒物浓度检测器发送的该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
比较该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该排聚结滤芯中存在异常聚结滤芯，关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该排聚结滤芯进气；
继续控制所述颗粒物浓度检测器滑动，以锁定下一排聚结滤芯，重复上述检测颗粒物浓度及其之后的步骤，直至所有聚结滤芯锁定完为止。
作为本文的进一步实施例中，继续控制所述颗粒物浓度检测器滑动，以锁定下一排聚结滤芯之前还包括：
S1，开启该排聚结滤芯中其中一个聚结滤芯相关的电动闸阀，以开启该聚结滤芯进气；
S2，控制所述颗粒物浓度检测器工作，以检测得到该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
S3，接收所述颗粒物浓度检测器发送的该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
S4，比较该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该聚结滤芯异常，执行步骤S5，若该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内，则该聚结滤芯正常，执行步骤S6；
S5，关闭该聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该聚结滤芯进气，继续执行步骤S6；
S6，开启该排聚结滤芯中下一个聚结滤芯相关的电动闸阀，继续执行步骤S2至步骤S4。
作为本文的进一步实施例中，聚结器智能监测控制方法还包括：
记录异常聚结滤芯的数量，当异常聚结滤芯的数量大于与预定数量时，关闭所有电动闸阀，并发出更换异常聚结滤芯信息至运维人员客户端。
本文的第三方面提供一种控制设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时，执行前述任一实施例所述方法的指令。
本文的第四方面提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制设备的处理器运行时，执行前述任一实施例所述方法的指令。
本文提出一种聚结器智能监测控制系统及方法，通过在聚结器内设置颗粒物浓度检测器，将电动闸阀设置于聚结滤芯一侧的管板中或设置于聚结滤芯相对的通孔中，将颗粒物浓度检测器及电动闸阀电连接控制装置，由控制装置控制颗粒物浓度检测器在聚结器上移动，颗粒物浓度检测器在控制设备的控制下锁定各排聚结滤芯并检测各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，发送各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度至控制设备，控制设备比较各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若一排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该排聚结滤芯中存在异常聚结滤芯，关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该排聚结滤芯进气，能够检测聚结器内各排聚结滤芯是否存在异常聚结滤芯，并结合各聚结滤芯对应的电动闸阀及时隔断存在异常聚结滤芯，避免异常聚结滤芯影响过滤效果，进而避免传输气体产生安全隐患。
为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本文实施例现有技术中聚结器结构示意图；
图2示出了本文实施例聚结器智能监测控制系统的结构图；
图3示出了本文实施例电动闸阀移动过程中状态示意图；
图4示出了本文实施例一排聚结滤芯示意图；
图5示出了本文实施例颗粒物浓度检测器的结构示意图；
图6示出了本文实施例光信号发射组件的结构图；
图7示出了本文实施例光信号接收组件的结构图；
图8示出了本文实施例聚结器智能监测控制方法的第一流程图；
图9示出了本文实施例聚结器智能监测控制方法的第二流程图；
图10示出了本文实施例聚结器智能监测控制装置的结构图；
图11示出了本文实施例控制设备的结构图。
附图符号说明：
101、聚结器入口；
102、管板；
103、聚结滤芯；
104、快开盲板；
105、聚结器出口；
106、洁净气体侧排液口；
107、含液气体侧排液口；
108、通孔；
109、升气管；
201、颗粒物浓度检测器；
202、控制设备；
203、电动闸阀；
501、滑轨；
502、光信号发射组件；
503、光信号接收组件；
610、第一调节部件；
620、光源；
630、第一凸透镜；
611、可转动式底座；
612、连接轴；
613、水平旋转组件；
614、焦距调节杆；
710、第二调节部件；
720、光电转换器；
730、第二凸透镜；
711、可转动式底座；
712、连接轴；
713、水平旋转组件；
714、焦距调节杆；
1001、滑动控制单元；
1002、检测控制单元；
1003、信息接收单元；
1004、分析控制单元；
1102、控制设备；
1104、处理器；
1106、存储器；
1108、驱动机构；
1110、输入/输出模块；
1112、输入设备；
1114、输出设备；
1116、呈现设备；
1118、图形用户接口；
1120、网络接口；
1122、通信链路；
1124、通信总线。
具体实施方式
下面将结合本文实施例中的附图，对本文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文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，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，都属于本文保护的范围。
需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。
需要说明的是，本文的聚结器智能监测控制系统及方法可应用于天然气等气体传输过程中使用的聚结器中。为了便于理解，下面先对本文使用的技术术语进行解释。
聚结：气体中的微小液滴在过滤材料内部由于碰撞、聚并、融合而成较大液滴的过程。
聚结器：主要用于除去粒径为0.1～1μm的亚微米级颗粒及液滴的过滤装置，其核心部件是聚结滤芯。本文提供的聚结器智能监测控制系统所应用的现有聚结器与现有聚结器区别之处在于聚结器中的管板不同，本文中的聚结滤芯一旁的管板中或管板的通孔上设置有聚结器智能监测控制系统中的电动闸阀，通过关闭及开启电动闸阀能够实现聚结滤芯的禁气及进气。
聚结滤芯：聚结器的核心元件，设置于聚结器中管板的通孔上，具体实施时，如图1所示，在通孔108上先设置升气管109，聚结滤芯设置于升气管上。具体的，聚结滤芯为多孔纤维介质，其主要作用是将含液气体中的细小液滴进行拦截，进而在纤维内部使小液滴不断相互碰撞长大，形成大液滴，最终在滤芯排气侧表面在气体曳力和重力作用下排出滤芯，实现气液分离。
现有聚结器运行过程中存在以下问题：
1)由于滤芯制造差异以及进入各滤芯气流中杂质浓度分布不均等情况，通常某根或某几根聚结滤芯会首先出现局部穿孔或骨架破损而导致滤芯失效，由于缺乏对聚结器内单根滤芯性能实时评价手段，无法通过读取整体设备压差或整体效率评价方式确定失效滤芯。
2)从上游进入到聚结器的气体将流经全部滤芯，现有结构无法实现对单根滤芯的进气调控，因此对于即将失效的滤芯不能开展预测性维护，对于失效滤芯也不能进行单独隔断处理。
3)聚结器过滤性能降低后，由于无法确定具体失效滤芯，只能将全部分离元件一同更换，并且在更换滤芯时，需要进行切断聚结器进出气流程、排气放空、旧滤芯取出、新滤芯安装、恢复进出气流程等一系列复杂操作，显然滤芯频繁更换将显著增加采购成本及运行维护成本。
为了解决该技术问题，本文一实施例中提供一种聚结器智能监测控制系统，如图2所示，包括：颗粒物浓度检测器201、控制设备202及多个电动闸阀203，每一电动闸阀203设置于每一聚结滤芯103一侧的管板102中(如图3所示)或设置于每一聚结滤芯103相对的通孔108中，通孔108设置于管板102中，与聚结滤芯103个数相同，每一聚结滤芯103设置于通孔108上。聚结器于使用时，电动闸阀203处于开启状态，此时通孔108也处于开启状态，聚结滤芯103可进入气体，处于工作状态。
颗粒物浓度检测器201可滑动的设置于聚结器的内壁中，用于在控制设备的控制下锁定各排聚结滤芯并检测各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，发送各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度至控制设备202。
控制设备202电连接颗粒物浓度检测器201及电动闸阀203，用于比较各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若一排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该排聚结滤芯中存在异常聚结滤芯，关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀203，以关闭该排聚结滤芯进气。
实施时，为了精确识别聚结滤芯上方颗粒物浓度，颗粒物浓度检测器201设置于聚结滤芯出口上方垂直高度5cm～30cm区间，检测区域为聚结器中聚结滤芯上方的整个平面。颗粒物浓度检测器201通过滑动改变待检测区域。
本文中一排聚结滤芯指的是处于同一直线上的聚结滤芯，如图4所示，各排聚结滤芯的个数可以相同，也可不同，具体由聚结滤芯的布局决定。
本文所述的控制设备可以为专用控制设备，还可以为计算机等常规设备，本文对其具体为何不做限定。正常工作时聚结滤芯出口处颗粒物浓度指的是聚结滤芯未出现异常时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，可由聚结滤芯生厂商给定或通过实验方式测量得到。
电动闸阀可采用现有闸阀，或根据聚结滤芯的管板中通孔大小进行定制，本文对其具体结构不作限定。以电动闸阀设置于管板中为例，当电动闸阀开启时，电动闸阀设置于管板中，如图3的左侧图所示，当电动闸阀关闭时，电动闸阀会从管板中移出管板外，直至关闭对应关闭中的通孔，如图3的中间及右侧图所示。
本实施例能够检测聚结器内各排聚结滤芯是否存在异常聚结滤芯，并结合各聚结滤芯对应的电动闸阀及时隔断存在异常聚结滤芯，避免异常聚结滤芯影响过滤效果，进而避免传输气体产生安全隐患。
本文一实施例中，如图5所示，颗粒物浓度检测器201包括：滑轨501、光信号发射组件502、光信号接收组件503及处理器。
滑轨501设置于聚结器的内壁上，光信号发射组件502及光信号接收组件503可滑动的设置于滑轨501上。一些实施方式中，滑轨501中具有一滑道用于容置光信号发射组件502和光信号接收组件503的支撑部，具体实施时，滑轨还有其他设计形式，本文对此不作限定。
光信号发射组件502及光信号接收组件503连接控制设备202及处理器，由控制设备202控制光信号发射组件502及光信号接收组件503在所述滑轨501上滑动，以使光信号发射组件502与光信号接收组件503之间的光路锁定一排聚结滤芯，实施时，具体锁定哪排聚结滤芯可根据光信号发射组件502与光信号接收组件503控制规律确定，本文对此不作限定。
光信号发射组件502与光信号接收组件503锁定聚结滤芯后，控制设备202控制光信号发射组件502发射光信号，光信号接收组件503检测接收光信号的光强，将接收光信号的光强发送至处理器。
处理器连接控制设备202，用于从预先确定的光强与颗粒物浓度之间的定量关系中匹配接收光信号的光强，以得到当前排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，发送当前排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度至控制设备。
详细的说，本文所述出处理器可集成于或独立于控制设备202中。处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可编程控制器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或其他类似元件或上述元件的组合。
具体实施时，处理器先从光强与颗粒物浓度之间的定量关系中匹配光信号接收组件503测得的光强，将匹配成功的光强对应的颗粒物浓度作为当前排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度。
本文一实施例中，如图6所示，光信号发射组件502包括：第一电机(图未示)、第一调节部件610、光源620及第一凸透镜630。
第一电机设置于第一调节部件610上，连接控制设备202，用于根据控制设备202的移动指令驱动第一调节部件610移动。
第一调节部件610用于在第一电机的驱动下在滑轨中移动、调节光源的发射方向、调节光源620与第一凸透镜630之间的距离。
其中，所述第一调节部件610包括：可转动式底座611、连接轴612、水平旋转组件613及焦距调节杆614。
可转动式底座611的一端设置于滑轨501上，用于带动光信号发射组件502中的其它部件一同移动。
连接轴612的一端设置于可转动式底座611的另一端，用于容置第一电机及连接可转动式底座611级水平旋转组件613。
水平旋转组件613的一端连接连接轴612的另一端，水平旋转组件613的另一端连接焦距调节杆614的一端，焦距调节杆614的另一端连接光源620，水平旋转组件613用于调节发射光信号的角度，焦距调节杆614可进行伸缩移动，进而带动光源620一并移动，从而实现调节光源620与第一凸透镜630之间的距离。
光源620连接控制设备202，用于在控制设备202的控制下发射光信号。
第一凸透镜630设置于光源620远离第一调节部件610的一侧，即面向检测区域的一侧，用于对光源620发射的光信号进行扩散。
详细的说，本文所述的可转动式底座611与滑轨中的槽体结构相适应，本文对可转动式底座611的具体结构不做限定，具体实施时，滑轨槽内具有齿轮纹路，用于便于实现光信号发射组件和光信号接收组件的滑动及定位。
水平旋转组件613为可旋转组件，可实现水平面内的任一角度调整。水平旋转组件613可在控制设备控制下进行伸入或伸出水平旋转组件613内，光源620固定设置于水平旋转组件613中，跟随水平旋转组件613一并移动。
如图7所示，光信号接收组件503包括：第二电机(图未示)、第二调节部件710、光电转换器720及第二凸透镜730。
第二电机设置于第二调节部件710上，连接控制设备202，用于根据控制设备202的移动指令驱动第二调节部件710移动。
第二调节部件710用于在第二电机的驱动下在滑轨中移动、调节光电转换器720接收方向、调节光电转换器720与第二凸透镜730之间的距离。
光电转换器720设置于第二调节部件710上，连接处理器，用于将光信号转换为光强信号，检测光信号的光强。
第二凸透镜730设置于光电转换器720远离第二调节部件710的一侧，即面向检测区域的一侧，用于会聚光信号。
其中，第二调节部件710包括：可转动式底座711、连接轴712、水平旋转组件713及焦距调节杆714。
可转动式底座711的一端设置于滑轨501上，用于带动光信号接收组件503在所述滑轨上移动；
连接轴712的一端设置于可转动式底座711的另一端，用于容置电机。
水平旋转组件713的一端连接连接轴712的另一端，水平旋转组件713的另一端连接焦距调节杆714的一端，焦距调节杆714的另一端连接光电转换器720，水平旋转组件713用于调节发射或入射光信号的角度，焦距调节杆714用于调节光电转换器与凸透镜之间的距离，从而达到焦距调节的目的。
本文一实施例中，光强与颗粒物浓度之间的定量关系确定过程包括：
(1)在聚结滤芯正常工作时，获得整体聚结器上游、下游气体内总颗粒物含量。
(2)根据整体聚结器上游、下游气体内总颗粒物含量，及聚结滤芯总量，正常运行时可这算得到某一排聚结滤芯中颗粒物浓度Cm。具体的，假设整体聚结器内滤芯数量为N，某一排滤芯数量为n，则整体聚结器下游浓度为Cm-all，则某一排滤芯组下游颗粒物含量计算过程如下：
整体浓度Cm＝Cm-all÷N×n。
(3)光信号发射组件与所述光信号接收组件锁定该排聚结滤芯后，由光信号发射组件发射光信号，检测光信号接收组件的入射光强度I、透射光强度I0、液滴颗粒密度ρ以及光程L。
(4)根据光信号接收组件的入射光强度I、透射光强度I0、液滴颗粒密度ρ以及光程L，利用如下公式进行逆向迭代求解得到该排聚结滤芯的平均粒径
Figure BDA0003593630550000131
Figure BDA0003593630550000132
通常可量多分散颗粒浓度表达式转化为单分散颗粒浓度表达式，平均消光系数与平均粒径的关系可以表示为：
Figure BDA0003593630550000133
其中，λ为入射光波长，an、bn为Mie散射系数。
等式右边除了
Figure BDA0003593630550000134
以外均为已知常数，意味着平均消光系数
Figure BDA0003593630550000135
可通过平均粒径
Figure BDA0003593630550000136
表示。如此，根据式(1)可求得
Figure BDA0003593630550000137
将入射光强度I、液滴颗粒密度ρ、光程L及平均颗粒
Figure BDA0003593630550000138
代入上述公式，得到光强与颗粒物浓度之间的定量关系。
本文一实施例中，聚结器智能监测控制系统还包括：报警器；
控制设备连接报警器，还用于统计异常聚结滤芯的排数，当排数大于预定排量时，控制报警器发出报警。
本文一实施例中，还提供一种应用于控制设备上的聚结器智能监测控制方法，如图8所示，所述方法包括：
步骤801，控制颗粒物浓度检测器滑动，以锁定一排聚结滤芯。
步骤802，控制颗粒物浓度检测器工作，以检测得到该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度。
步骤803，接收颗粒物浓度检测器发送的该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度。
步骤804，比较该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，即判断该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度是否在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内，若否，则确定该排聚结滤芯中存在异常聚结滤芯，执行步骤805，若是，则确定该排聚结滤芯中不存在异常聚结滤芯，执行步骤806。
步骤805，关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该排聚结滤芯进气。
步骤806，判断是否所有排聚结滤芯均已检测，若否，则继续控制颗粒物浓度检测器滑动，以锁定下一排聚结滤芯，返回上述步骤802继续执行步骤802及其之后的步骤，若是，则结束检测过程。
本文一实施例中，如图9所示，继续控制所述颗粒物浓度检测器滑动，以锁定下一排聚结滤芯之前还包括：
S1，开启该排聚结滤芯中其中一个聚结滤芯相关的电动闸阀，以开启该聚结滤芯进气。实施时，可按预先设定顺序逐一开启聚结滤芯相关的电动闸阀，本文所述聚结滤芯相关的电动闸阀指的是聚结滤芯所在通孔中关闭的电动闸阀。
S2，控制颗粒物浓度检测器工作，以检测得到该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度。颗粒物浓度检测器的检索过程可参考前述图5至图7所示实施例，此处不再详述。
S3，接收颗粒物浓度检测器发送的该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度。
S4，比较该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，即判断该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度是否在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内，若否，确定该聚结滤芯异常，执行步骤S5，若是，则该聚结滤芯正常，执行步骤S6；
S5，关闭该聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该聚结滤芯进气，继续执行步骤S6；
S6，开启该排聚结滤芯中下一个聚结滤芯相关的电动闸阀，继续执行步骤S2至步骤S4。
本实施例在确定一排聚结滤芯的情况下，通过逐一开启该排聚结滤芯中的一个聚结滤芯，能够精确地判断出该排聚结滤芯中的异常滤芯，为后续异常聚结滤芯的准确更换提供依据，能够实现异常聚结滤芯的精确更换。
本文一实施例中，聚结器智能监测控制方法还包括：记录异常聚结滤芯的数量，当异常聚结滤芯的数量大于与预定数量时，关闭所有电动闸阀，并发出更换异常聚结滤芯信息至运维人员客户端。
详细的说，本文所述的运维人员指的是有权限维修聚结器的工作人员，运维人员客户端指的是运维人员所使用的台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、智能手机、数字助理、智能可穿戴设备等。其中，智能可穿戴设备可以包括智能手环、智能手表、智能眼镜、智能头盔等。当然，所述客户端并不限于上述具有一定实体的电子设备，其还可以为运行于上述电子设备中的软件。
更换异常聚结滤芯信息中记录有异常聚结滤芯的位置或编号等信息，能够使运维人员根据这些信息定位异常聚结滤芯，并对这些聚结滤芯进行更换。
本实施例能够在不影响聚结器整体过滤效率和运行安全的情况下，实现对聚结滤芯的充分使用，减少停机更换聚结滤芯频次，降低维护成本，提高运行效率。
基于同一发明构思，本文还提供一种聚结器智能监测控制装置，如下面的实施例所述。由于聚结器智能监测控制装置解决问题的原理与聚结器智能监测控制方法相似，因此聚结器智能监测控制装置的实施可以参见聚结器智能监测控制方法，重复之处不再赘述。本实施例所述聚结器智能监测控制装置可以以客户端的形式安装于控制设备，具体的，如图10所示，聚结器智能监测控制装置包括：
滑动控制单元1001，用于控制颗粒物浓度检测器滑动，以锁定一排聚结滤芯；
检测控制单元1002，用于控制颗粒物浓度检测器工作，以检测得到该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
信息接收单元1003，用于接收所述颗粒物浓度检测器发送的该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
分析控制单元1004，用于比较该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该排聚结滤芯中存在异常聚结滤芯，关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该排聚结滤芯进气；
由所述滑动控制单元继续控制所述颗粒物浓度检测器滑动，以锁定下一排聚结滤芯，重复上述检测颗粒物浓度及其之后的步骤，直至所有聚结滤芯锁定完为止。
本实施例能够检测聚结器内各排聚结滤芯是否存在异常聚结滤芯，并结合各聚结滤芯对应的电动闸阀及时隔断存在异常聚结滤芯，避免异常聚结滤芯影响过滤效果，进而避免传输气体产生安全隐患。本文一实施例中，设置聚结滤芯的升气管为可升降气管，可升降气管连接控制系统，由控制系统控制可升降气管进行升降移动，进而带动所述滤芯移动。本实施例能够便于操作人员对滤芯进行拆卸及安装。
一具体实施方式中，升降气管包括固定管及活动管。
所述固定管具有一环空腔，所述固定管的一端固定设置于管板中；
所述活动管可动地设置于所述固定管的另一端的环空腔中；
所述管板具有进液口及连通管路，所述进液口连通所述控制系统，所述连通管路连通所述环空腔；
若控制命令为升命令，则所述控制系统向所述进液口注入液体，所述液体通过所述连通管路进入环空腔，所述活动管在液体压作用下进行上升运动；
若控制命令为降命令，则所述控制系统通过所述进液口及所述连通管路回收环空腔内的液体，所述活动管在液体压力作用下进行下降运动。
进一步的，所述升降气管还包括：密封圈；所述固定管的环空腔内壁上设置有凹槽，所述密封圈设置于所述凹槽中。
进一步的，所述升降气管还包括：阀门，设置于连接所述环空腔的连通管路中，用于在所述数据处理系统控制下开启或关闭，以选定执行升降运动的升降管。
本文一实施例中，还提供一种控制设备，如图11所示，控制设备1102可以包括一个或多个处理器1104，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。控制设备1102还可以包括任何存储器1106，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息。非限制性的，比如，存储器1106可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的RAM，任何类型的ROM，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储器可以表示控制设备1102的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理器1104执行被存储在任何存储器或存储器的组合中的相关联的指令时，控制设备1102可以执行相关联指令的任一操作。控制设备1102还包括用于与任何存储器交互的一个或多个驱动机构1108，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。
控制设备1102还可以包括输入/输出模块1110(I/O)，其用于接收各种输入(经由输入设备1112)和用于提供各种输出(经由输出设备1114))。一个具体输出机构可以包括呈现设备1116和相关联的图形用户接口1118(GUI)。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块1110(I/O)、输入设备1112以及输出设备1114，仅作为网络中的一台控制设备。控制设备1102还可以包括一个或多个网络接口1120，其用于经由一个或多个通信链路1122与其他设备交换数据。一个或多个通信总线1124将上文所描述的部件耦合在一起。
通信链路1122可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路1122可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。
对应于图8-图9中的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。
本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图8至图9所示的方法。
应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。
另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台控制设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。

Claims (10)

1.一种聚结器智能监测控制系统，其特征在于，包括：颗粒物浓度检测器、控制设备及多个电动闸阀，每一电动闸阀设置于每一聚结滤芯一侧的管板中或设置于每一聚结滤芯相对的通孔中，所述通孔设置于所述管板中，每一聚结滤芯设置于所述通孔上；
所述颗粒物浓度检测器可滑动的设置于聚结器的内壁中，用于在所述控制设备的控制下锁定各排聚结滤芯并检测各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，发送各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度至所述控制设备；
所述控制设备电连接所述颗粒物浓度检测器及所述电动闸阀，用于比较各排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若一排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该排聚结滤芯中存在异常聚结滤芯，关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该排聚结滤芯进气。
2.如权利要求1所述的聚结器智能监测控制系统，其特征在于，所述颗粒物浓度检测器包括：滑轨、光信号发射组件、光信号接收组件及处理器；
所述滑轨设置于聚结器的内壁上，所述光信号发射组件及所述光信号接收组件可滑动的设置于所述滑轨上；
所述光信号发射组件及所述光信号接收组件连接所述控制设备及处理器，由所述控制设备控制所述光信号发射组件及所述光信号接收组件在所述滑轨上滑动，以使所述光信号发射组件与所述光信号接收组件之间的光路锁定一排聚结滤芯；
所述光信号发射组件与所述光信号接收组件锁定聚结滤芯后，所述控制设备控制所述光信号发射组件发射光信号，所述光信号接收组件检测接收光信号的光强，将接收光信号的光强发送至所述处理器；
所述处理器连接所述控制设备，用于从预先确定的光强与颗粒物浓度之间的定量关系中匹配所述接收光信号的光强，以得到当前排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，发送当前排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度至所述控制设备。
3.如权利要求2所述的聚结器智能监测控制系统，其特征在于，所述光信号发射组件包括：第一电机、第一调节部件、光源及第一凸透镜；
所述第一电机设置于所述第一调节部件上，连接所述控制设备，用于根据所述控制设备的移动指令驱动所述第一调节部件移动；
所述第一调节部件用于在所述第一电机的驱动下在所述滑轨中移动、调节所述光源的发射方向、调节所述光源与所述第一凸透镜之间的距离；
所述光源设置于所述第一调节部件上，连接所述控制设备，用于在所述控制设备的控制下发射光信号；
所述第一凸透镜设置于所述光源远离所述第一调节部件的一侧，用于对所述光源发射的光信号进行扩散；
所述光信号接收组件包括：第二电机、第二调节部件、光电转换器及第二凸透镜；
所述第二电机设置于所述第二调节部件上，连接所述控制设备，用于根据所述控制设备的移动指令驱动所述第二调节部件移动；
所述第二调节部件用于在所述第二电机的驱动下在所述滑轨中移动、调节所述光电转换器的接收方向、调节所述光电转换器与所述第二凸透镜之间的距离；
所述光电转换器设置于所述第二调节部件上，连接所述处理器，用于检测光信号的光强；
所述第二凸透镜设置于所述光电转换器远离所述第二调节部件的一侧，用于会聚光信号。
4.如权利要求3所述的聚结器智能监测控制系统，其特征在于，所述第一调节部件及第二调节部件包括：可转动式底座、连接轴、水平旋转组件及焦距调节杆；
所述可转动式底座的一端设置于所述滑轨上，用于使所述第一调节部件或第二调节部件在所述滑轨上移动；
所述连接轴的一端设置于所述可转动式底座的另一端，用于容置电机；
所述水平旋转组件的一端连接所述连接轴的另一端，所述水平旋转组件的另一端连接所述焦距调节杆的一端，所述焦距调节杆的另一端连接所述光源或所述光电转换器，所述水平旋转组件用于调节发射或入射光信号的角度，所述焦距调节杆用于调节所述光源或光电转换器与凸透镜之间的距离。
5.如权利要求1所述的聚结器智能监测控制系统，其特征在于，还包括：报警器；
所述控制设备连接所述报警器，还用于统计异常聚结滤芯的排数，当排数大于预定排量时，控制所述报警器发出报警。
6.一种聚结器智能监测控制方法，其特征在于，适用于权利要求1至5任一项所述的聚结器智能监测控制系统，所述方法包括：
控制所述颗粒物浓度检测器滑动，以锁定一排聚结滤芯；
控制所述颗粒物浓度检测器工作，以检测得到该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
接收所述颗粒物浓度检测器发送的该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
比较该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若该排聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该排聚结滤芯中存在异常聚结滤芯，关闭该排聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该排聚结滤芯进气；
继续控制所述颗粒物浓度检测器滑动，以锁定下一排聚结滤芯，重复上述检测颗粒物浓度及其之后的步骤，直至所有聚结滤芯锁定完为止。
7.如权利要求6所述的聚结器智能监测控制方法，其特征在于，继续控制所述颗粒物浓度检测器滑动，以锁定下一排聚结滤芯之前还包括：
S1，开启该排聚结滤芯中其中一个聚结滤芯相关的电动闸阀，以开启该聚结滤芯进气；
S2，控制所述颗粒物浓度检测器工作，以检测得到该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
S3，接收所述颗粒物浓度检测器发送的该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度；
S4，比较该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度与正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度，若该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度不在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内时，确定该聚结滤芯异常，执行步骤S5，若该聚结滤芯出口处的颗粒物浓度在正常工作时聚结滤芯出口处的颗粒物浓度范围内，则该聚结滤芯正常，执行步骤S6；
S5，关闭该聚结滤芯相关的电动闸阀，以关闭该聚结滤芯进气，继续执行步骤S6；
S6，开启该排聚结滤芯中下一个聚结滤芯相关的电动闸阀，继续执行步骤S2至步骤S4。
8.如权利要求7所述的聚结器智能监测控制方法，其特征在于，还包括：
记录异常聚结滤芯的数量，当异常聚结滤芯的数量大于与预定数量时，关闭所有电动闸阀，并发出更换异常聚结滤芯信息至运维人员客户端。
9.一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器运行时，执行根据权利要求6-8任意一项所述方法的指令。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被控制设备的处理器运行时，执行根据权利要求6-8任意一项所述方法的指令。
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