CN114930159A - 连续的粉尘堆积监控系统 - Google Patents

Abstract

连续的粉尘堆积监控系统的实施例包括：适用于电气危险场所的壳；用于收集环境粉尘的样品区域；安装在壳中的粉尘堆积传感器组件，其配置为基于收集在样品区域上的环境粉尘的量而产生信号；以及位于壳内的电路板，配置为接收来自粉尘堆积传感器组件的信号。连续的粉尘堆积监控系统可以连接至系统控制硬件。

Description

连续的粉尘堆积监控系统

相关申请

本申请要求2020年12月29日提交的美国非临时申请第17/136,221号的优先权。美国非临时申请第17/136,221号要求2020年8月13日提交的美国临时申请第63/061,991号和2019年12月31日提交的美国临时申请第62/955,545号的优先权。本申请与2019年8月21日提交的美国临时第62/889,914号有关。所有这些其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种粉尘堆积监控器，更具体地，涉及一种具有系统控制的连续的粉尘堆积监控系统。

背景技术

可燃粉尘和有害粉尘仍然是全球工业界关注的一大问题。根据美国国家电气规范的定义，II类场所是指因存在可燃粉尘而具有危险性的场所。II类场所进一步分成子分部，其中，分部1场所定义为可燃粉尘量悬浮在空气中或堆积在表面上以浓度足以引燃的区域。可燃粉尘的类型分为E、F和G组。E组和F组粉尘被认为是导电的，而G组粉尘则是不导电的。

存在潜在粉尘危害的行业需要在其工厂进行粉尘危害分析，以识别和记录潜在的粉尘危害，并制定减轻火灾和危害的计划。职业安全与健康管理局(OSHA)制定了一个标准，即工业必须保持工厂清洁，在任何连续1,000平方英尺的区域内，可燃性粉尘堆积小于1/32"。

迄今为止，测量粉尘堆积的唯一方法是使用通常为美国二十五分硬币(a USquarter)厚度的量规测量工具进行目视检查和检查粉尘堆积水平。人员必须物理测量粉尘以确定粉尘堆积厚度，然后评估1,000平方英尺区域内的粉尘水平的平均值是否为超过OSHA的容许限制1/32"。使用自我监管的工厂人员或监管人员对制造工厂的风险区域中的粉尘堆积进行物理监控是耗时且以24/7(全天候)连续监控粉尘堆积水平是不切实际的方式。

目前没有包装在加拿大标准协会(CSA)或美国保险商实验室(UL)认证的壳中的连续的粉尘堆积监控器，这些壳分级用于连续用于可燃粉尘区域的II类、分部IE组、F组和G组。也没有经认证可用于ATEX(欧盟防爆指令)危险粉尘区域使用的连续的粉尘堆积监控器。因此，在符合美国和欧洲标准并且不需要人员对场所进行物理监控的设施中，仍然需要连续的粉尘堆积监控系统。

发明内容

为此，提供了一种连续的粉尘堆积监控系统。在一些实施例中，连续的粉尘堆积监控系统可以利用各种类型的波散射来测量粉尘，包括但不限于可见光、紫外光和红外光散射以及反向散射。在一些实施例中，连续的粉尘堆积监控系统可以利用激光、磁学、声纳、雷达、数码相机或超声技术作为用于在粉尘堆积时连续测量粉尘的可能测量原理。可以在整个工业设施中安装多个连续的粉尘堆积监控系统，以连续收集粉尘堆积水平，并通过使用有线或无线通信技术(诸如但不限于以太网、光纤、Wi-Fi、LoRa、射频(RF)或蓝牙)的网络节点将这些信息传递给系统控制。一旦数据点位于系统控制中，就可以使用算法分析数据，以确定工业厂房中确定的风险区域的连续平均粉尘堆积。一旦粉尘堆积增加到不可接受的水平，就会触发警报。

在一个实施例中，连续的粉尘堆积监控系统可包括：适用于电气危险场所的壳；用于收集环境粉尘的样品区域(例如，位于壳的外表面上的样品区域)；安装在壳中的粉尘堆积传感器组件，其配置为基于收集在样品区域上的环境粉尘的量而产生信号；以及位于壳内的电路板，配置为接收来自粉尘堆积传感器组件的信号。可以包括用于将壳安装到表面上的安装组件。表面可以包括平面(例如，地面、工作空间等)或曲面(例如，管道、轨道等)。在一些实施例中，样品区域可以位于壳内。

连续的粉尘堆积监控系统还可以包括与电路板连接的一个或多个通信终端。例如，一个或多个通信终端可以包括有线或无线通信终端、以太网通信终端、4...20mA信号电流回路通信终端和RS-485通信终端。在一些实施例中，无线通信终端使用Wi-Fi、LoRa、射频、蓝牙等通信协议。

在一些实施例中，连续的粉尘堆积监控系统可以包括用于将信号传输到另一设备的天线。例如，天线可以将信号发送到网络节点。网络节点可以包括适于将信号传递到另一个无线中继器或安装在计算机上的无线路由器。该信号可以上传到服务器，诸如基于云的数据采集系统。

粉尘堆积传感器组件可以包括一个或多个传感器，该传感器选自由光学传感器、磁传感器、静电传感器、雷达传感器、声纳传感器、光传感器和载荷传感器组成的组。合适的光学传感器的实施例包括激光传感器、红外传感器、环境光传感器、紫外光传感器和LED传感器。

在一些实施例中，光学传感器配置为使用光散射测量收集在样品区域上的环境粉尘的量。在一些实施例中，光学传感器配置为使用反向散射测量收集在样品区域上的环境粉尘的量。在一些实施例中，光学传感器配置为使用光吸收来测量收集在样品区域上的环境粉尘的量。

连续的粉尘堆积监控系统还可包括连接到电路板的适于与连接到本地通信端口的计算设备通信的一个或多个本地通信端口。例如，本地通信端口可以是以太网、HDMI或USB端口。

连续的粉尘堆积监控系统可以包括连接到电路板的警报系统，其中，当样品区域上堆积的粉尘超过阈值时，电路板向警报系统提供警报信号。例如，当样品区域上堆积的粉尘超过约1/32英寸的阈值时，电路板可向警报系统提供警报信号。

在结合附图阅读实施例的以下描述之后，本发明的这些和其他方面对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1是根据一个实施例的连续尘埃堆积监控系统的前立体图；

图2是图1所示的连续的粉尘堆积监控系统的仰视图，其中，壳被移除；

图3是图1所示的连续的粉尘堆积监控系统的俯视图，其中，壳被移除；

图4是根据一个实施例的具有用于测量粉尘高度的标尺的样品区域的放大前立体图；

图5是根据一个实施例的连续的粉尘堆积监控系统的俯视图；

图6是根据一个实施例的具有自动清洁组件的连续的粉尘堆积监控系统的前立体图；

图7是图6所示的样品区域和自动清洁组件的放大的前立体图；

图8是根据一个实施例的具有自动清洁组件的连续的粉尘堆积监控系统的前立体图；

图9是图8所示的连续的粉尘堆积监控系统的仰视图；

图10是根据一个实施例的具有自动清洁组件的连续的粉尘堆积监控系统的右立体图；

图11是图10所示的连续的粉尘堆积监控系统的左立体图；

图12是图10所示的连续的粉尘堆积监控系统的底视图，其中，壳被移除；

图13是根据一个实施例的具有线激光器的连续的粉尘堆积监控系统的前立体图；

图14是披露了使用准直激光器与非准直激光器测量堆积在样品区域上的粉尘高度的差异的图表；

图15是测量堆积在连续的粉尘堆积监控系统的样品区域上的各种类型的粉尘的高度的图表。

图16是根据一个实施例的无线中继器的侧视图；以及

图17是根据一个实施例的无线路由器的侧视图。

具体实施方式

现在将参照本文提供的描述和方法更详细地描述本发明的前述和其他方面。应该理解的是，本发明可以以不同的形式实施并且不应被解释为限于本发明所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明彻底和完整，并将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。

在本文的本发明描述中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如在本发明的实施例和所附权利要求的描述中使用的，单数形式的冠词也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。此外，如本文所用，“和/或”是指并涵盖一个或多个相关列出的项目的任何和所有可能的组合。

如本文所用，术语“包括”、“包含”及其现在分词和单三式形式指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

本发明提及的所有专利、专利申请和出版物其全部内容结合于此作为参考。在术语冲突的情况下，以本说明书为准。

根据本发明，提供了一种连续的粉尘堆积监控系统。如图1-3所示，连续的粉尘堆积监控系统10包括壳12和用于收集环境粉尘的样品区域14。使用安装在壳12内的粉尘堆积传感器组件16测量收集在样品区域14上的环境粉尘的量。

壳12可以配置为经过UL/CSA认证以用于至少以下电气危险类别：1类B、C和D组；2类，分部1，亚组E、F和G；3类4X型；1类1区AEx d IIC；和Ex d IIC IEC 60529IP66。在一个实施例中，壳12在金属壳中可以是大约3-6”直径。壳12可替代地配置为盒型形状。壳12还可包括用于将壳12安装到表面上的安装组件22。壳12还可以包括导管21作为物理连接件，用于从连续的粉尘堆积系统附接和/或铺设电线，或将电线附接和/或铺设至连续的粉尘堆积系统。

如图2所示，监控系统10还包括电路板20。电路板可包括处理器、存储器、干触点式继电器、24VDC电源保险丝、衰减滤波器、警报电路、一个或多个通信终端、天线保险丝和嵌入式软件。嵌入式软件可以包括诸如测试和测量编排、图像处理、通信管理、自检和校准、警报生成/管理等功能块。

备用电池系统也可以容纳在壳12内。通信终端的实施例包括4...20mA信号通信终端、RS485通信终端、以太网IP通信终端以及诸如RF通信终端、Wi-Fi通信终端和蓝牙通信终端的无线通信终端。

天线可以附接到壳12的外部，用于与网络节点的RF、W-Fi和/或蓝牙通信。在一个实施例中，网络节点可以包括位于客户的控制室中的无线(或有线)中继器30和无线(或有线)路由器50(如图16和图17所示)。壳12外部的实施例可以采用一个或多个接线端口以允许将24VDC电源和通信电缆用电线连接到监控系统10。此外，监控系统10可以包括位于壳12的外部的本地通信端口24，用于本地计算机连接。本地通信端口24可以连接到电路板20内并且使客户能够在安装位置对每个监控系统10进行本地编程和监控。可以包括视觉状态指示器23(例如，LED灯)以指示连续的粉尘堆积监控系统的各种状态，包括但不限于电源状态、与接线端口和/或本地通信端口42的连接、与PLC/服务器的连接和错误/故障状态。

一个或多个警报系统31可以与电路板20通信，其中，当样品区域14上堆积的粉尘超过阈值时，电路板20向警报系统31提供警报信号。例如，当堆积在样品区域上的粉尘超过阈值时，电路板可以向警报系统31提供警报信号。例如，阈值可以由大约1/32、1/16或1/8英寸的粉尘高度来定义。阈值可以由制造商预定义或由最终用户调整。在一个实施例中，警报系统31可以包括声音警报器，例如压电警报器。

在一些实施例中，粉尘堆积传感器组件16可以包括具有相应检测器18的光学传感器17。例如，光学传感器17可以是红外光数码相机、到接收器的LED激光灯(laser light)、到碳纤维接收器的激光灯或到光缆接收器的激光灯。光学传感器17可以使用光散射技术、反向散射技术或光吸收技术来检测和测量堆积在样品区域上的粉尘的量。

粉尘堆积传感器组件的其他实施例可以采用晶体、磁性或静电传感器来测量堆积在样品区域上的粉尘量。雷达或声纳传感器也可用于测量堆积的粉尘。一些实施例还可以使用载荷传感器来测量和/或验证堆积在样品区域14上的粉尘量。传感器组件16可适于精确测量0英寸至1英寸和0mm至25mm范围内的粉尘堆积水平并监控低至0.1微米的粉尘颗粒。

在一些实施例中，粉尘堆积传感器组件16可以包括一个或多个传感器17。例如，传感器组件16可以包括两个或更多个传感器17。在一些实施例中，两个或更多个传感器17可以包括单一类型的传感器(例如，光学传感器)，而在其他实施例中，两个或更多个传感器可以包括多种类型的传感器(例如，光学传感器与载荷传感器的组合)。

在一些实施例中，数码相机可以与一个或多个传感器组合使用，以测量和/或验证样品区域上堆积的粉尘的量。例如，可以使用数码相机和激光器。在一些实施例中，数码相机还可以配置为测量环境中粉尘的附加特性。例如，数码相机可以配置为测量粉尘颗粒的大小和/或样品区域附近飘散在空中的粉尘的浓度。

图3是具有多个传感器的连续的粉尘堆积监控系统10的一个实施例。如图3所示，粉尘堆积传感器组件16包括激光器17a和相机17b。激光器17a由光敏电阻18检测。当粉尘堆积在样品区域14上时，可以通过由光敏电阻18检测到的激光器17a的不透明度降低来测量粉尘高度。相机17b可用于视觉确定样品区域上堆积的粉尘11的高度。如图4所示，可包括刻度13以测量粉尘11的高度。在一些实施例中，电路板20还可以包括利用机器/计算机视觉和机器学习来自动检测粉尘高度何时达到和/或超过粉尘水平阈值的软件。如图3所示，连续的粉尘堆积监控系统10可以包括屏幕(例如LCD、LED、OLED等)，其可用于提供刻度13。由一个或多个透镜(例如，凹透镜和/或凸透镜)组成的光学系统25可用于提供期望的焦距。

在一个实施例中，连续的粉尘堆积传感器组件16包括一个传感器17，其中，传感器的高度是可调节的。例如，传感器17可以安装在具有可调节高度的平台19上。可调节高度可用于修改粉尘水平阈值或提供对存在于样品区域14上的粉尘水平的测量。在一些实施例中，样品区域14可以包括具有内螺纹的平台19，以接收在样品区域14的底部上的螺钉33，如图1所示。平台19的高度可通过沿所需方向转动螺钉来调节。

图5描绘了具有激光传感器17a、17b和17c以及相应的检测器18a、18b和18c的连续的粉尘堆积监控系统10'的一个实施例。激光传感器可以放置在不同的高度以指示特定的粉尘水平阈值。在一些实施例中，激光传感器和检测器可以各自安装在具有可调节高度的平台19上。在其他实施例中，粉尘堆积传感器可以包括具有放置在不同指定高度的一组不同的检测器的单个激光传感器。

连续的粉尘堆积监控系统10可以进一步包括自动清洁组件，其配置为从样品区域14去除堆积的粉尘。在一些实施例中，自动清洁组件可以利用一种或多种机制来从表面区域去除堆积的粉尘，诸如声学、振动、气流(例如，通过风扇)和/或压缩空气。例如，自动清洁组件可以是振动组件，其使用一个或多个高频来使表面区域上的堆积粉尘飘散在空中。空气脉冲可与振动组件结合使用，以去除来自该区域的飘散在空中的和堆积的粉尘。

图6和7示出了具有自动清洁组件的连续的粉尘堆积监控系统的一个实施例，自动清洁组件包括盖组件27。盖组件27包括位于平台19顶部并通过铰链37连接到平台19的样品区域14。粉尘被收集在样品区域14上并且可以通过向上旋转样品区域14让粉尘从它的顶部掉下来去除粉尘。例如，样品区域14的底部可以被平台内的螺线管撞击，该螺线管将样品区域14向上抛掷。由于样品区域14铰接连接到平台(例如，通过螺栓或销)，盖旋转并最终停止(例如，通过物理止挡件)。尽管样品区域停止进一步旋转，但收集在样品区域表面14上的粉尘将由于惯性而继续移动，因此从样品区域14的表面去除。

自动清洁组件的另一个实施例在图8和9中示出。在该实施例中，自动清洁组件是基于气流的清洁组件。基于气流的清洁组件包括位于通道28内的风扇29。在清洁组件运行期间，风扇29将空气吹出通道28以从样品区域14去除粉尘。

图10-12示出了基于气流的清洁组件的另一个实施例，在样品区域14的每一侧具有双通风孔。如图12所示，基于气流的清洁组件包括彼此对角相对的第一通道28a和第二通道28b。第一风扇29a位于第一通风口28a的内部，第二风扇29b位于第二通风口28b的内部。每个风扇可以是离心式风扇，并且进气口可以包括在每个离心式风扇的底部。在基于气流的清洁组件的操作期间，第一和第二离心式风扇从它们各自的进气口吸入空气以将空气吹出它们各自的通道以产生将粉尘吹离样品区域14的循环气流。

自动清洁组件使连续的粉尘堆积监控系统能够自我清洁样品区域，无需人员手动清洁。在某些实施例中，数码相机可以配置为监控和验证样品区域是否已经被自动清洁组件清洁。此外，如前所述，数码相机可以配置为测量由振动组件引起的飘散在空中的粉尘的一种或多种特性，包括测量粉尘颗粒的大小和/或粉尘的浓度。

在一些实施例中，连续的粉尘堆积监控系统还包括配置为测量周围区域中的附加特性的一个或多个附加传感器。例如，可以采用传感器来测量周围环境的湿度、气流和/或温度。

在一些实施例中，粉尘堆积传感器16可以是激光系统。例如，该系统可以使用点激光来测量样品区域上的粉尘高度。激光系统的优选实施例利用如图13所示的线激光，其在确定积尘高度上提供了更大的准确性和可靠性。线激光系统可以垂直、水平或倾斜定向。

图14比较了准直激光器与非准直激光器的性能。准直激光器由下方曲线描绘，非准直激光器由上方曲线描绘。该图示出了准直激光器具有对粉尘高度(约0.015英寸)的微小变化有用的灵敏度。来自非准直激光器的信号不会明显降低直到粉尘高度达到0.075英寸。这个高度是OSHA允许限制的两倍多。因此，激光传感器的优选实施例使用准直激光器，尽管一些实施例仍可以使用非准直激光器。在一些实施例中，可以使用透镜或镜子来实现准直。在其他实施例中，可以通过将接收器18放置在壳12的凹槽中来实现准直。凹槽可以包括针孔，针孔直径与粉尘高度的阈值成比例。

图15比较了各种不同粉尘类型和堆积模式的粉尘高度，包括沿样品区域表面均匀分布的面粉、沿样品区域表面不均匀分布的面粉、沿样品区域表面均匀分布的锯屑以及沿样品区域表面不均匀分布的锯屑。结果表明，该实施例能够准确测量沿样品区域表面的各种粉尘类型和分布模式的高度。

在操作中，传感器组件16适于在粉尘堆积在样品区域14上时连续测量粉尘水平，并通过硬线通信(4..20mA信号、RS-485或以太网IP)和/或使用RF、Wi-Fi或蓝牙的无线通信传递该信息到位于客户控制室的无线中继器30或中央无线路由器50。如果在监控系统10和中央无线路由器50之间检测到信号中断，一个或多个无线中继器30可以安装在一个位置以将来自各个监控系统10的信号传递到控制室中的中央无线路由器。

图16描绘了适于将来自监控系统10的无线信号传递回中央无线路由器50的具有电路板36的无线中继器30的一个实施例。无线中继器30可以封装在具有两个接入端口的金属壳32中。一个端口可以配置为接受无线中继器30的输入24VDC电源。第二端口可以是位于壳32外部的通信端口40，用于将电路板36连接到本地计算机。无线中继器30还可以包括连接到电路板36并安装在金属壳32外部的天线42。壳32还可包括具有孔35的安装组件34，用于将壳32安装到表面上。

图17图示了适于与无线中继器30和/或监控系统10通信的中央无线路由器50的一个实施例。无线路由器50包括具有与监控系统10相同的UL/CSA认证的壳52。壳52还可包括具有孔63的安装组件62，用于将壳52安装到表面上。安装在壳中的内置电路板54可以是嵌入式软件，以允许通过天线56与无线中继器30和/或监控系统10进行RF、Wi-Fi和蓝牙通信。中央无线路由器50还可以包括通信端口60，其配置为通过4...20mA、RS 485、以太网IP接收硬连线通信。无线路由器50也可以连接到互联网以允许将数据路由到系统控制。另外，电路板54可以包括衰减滤波器、电源和天线保险丝。

一旦无线路由器50从监控系统10或无线中继器30接收到数据，无线路由器50就可以使用互联网连接将传感器数据移动到由系统控制软件和系统控制硬件组成的系统控制。在一个实施例中，系统控制软件可以包括软件部件，诸如数据采集系统(例如，包括粉尘、温度、湿度、气流等的传感器数据)、数据分析、数据库和数据库管理、预测性维护以及与其他工业系统接合。在一个实施例中，系统控制硬件可以是服务器。例如，服务器可以在诸如企业数据中心之类的位置，或者可以是基于云的。

客户可以远程登录到服务器并对各个监控系统10进行编程并调整设备警报参数。客户还可以远程监控特定区域或区或单个监控系统单元处的平均粉尘堆积。系统控制软件也可以适用于允许客户将数据从服务器路由回工厂或公司服务器。

在各种实施例中，每个传感器适于被编程以在平均粉尘堆积水平达到不可接受的水平时设置警报阈值。例如，电路板20上的两个干触点式继电器可用于激活喇叭、点亮或打开和关闭单个传感器附近的设备。此外，基于云的系统控制软件可以配置为在达到警报级别时向工厂和公司人员发出警报。数据分析工具也可用于使用基于云的系统控制软件分析粉尘堆积数据。在一些实施例中，系统控制软件可以具有包括AI机器学习、预测性维护、数据分析和可视化等的功能模块。系统控制软件还可以配置为执行系统级任务，诸如系统测试和校准、数据库管理、与其他工业系统(包括警报和监控系统)的接口和集成、与移动设备的接口和集成等。系统控制软件可以配置为执行法规遵从性任务自动化，包括所需的记录保存、表格生成等。

系统控制可以配置为确定在设定时间间隔内粉尘堆积的变化率，并绘制粉尘堆积图以确定变化率是稳定的、线性的还是指数的，以便设施可以推断安装有连续的粉尘堆积监控系统的房间内的设备的功能。例如，设备故障可以通过样品区域上粉尘堆积速率的突然变化来指示。例如，通常在3个月内堆积1/64"粉尘的粉尘堆积系统可能会在2小时内突然堆积高度约0.25"的粉尘，这可能表明粉尘堆积监控系统附近的设备出现故障(例如，松动的软管)。

上述系统的可能应用可以包括监控制造设施内的封闭可燃粉尘区域，诸如谷物磨坊投标面板区域、锤磨房、卡车和铁路接收和装载区域、隧道、电梯井、电气通道和管道上方，I-梁和建筑支撑结构，地下矿山应用。其他应用还可以包括筛选室、混合室、加工室、3D打印测试室、天花板上方的监控以及以下行业的加工制造区域：饲料厂、谷物厂、宠物食品厂、制药、林产品行业(包括胶合板、定向刨花板、刨花板和其他林产品工程木材)、塑料、糖精炼厂、化肥制造、化学品和聚合物制造、弹药制造、金属制造和加工业务、啤酒厂、乙醇制造、淀粉和面筋制造、商业面包店和燃煤公用事业。其他用途可以包括监控不可燃危险粉尘堆积水平，诸如军事设施和政府建筑监控应用、研究设施、医院、与公害或有害粉尘(如二氧化硅)相关的建筑工地。本发明的上述实施例可以根据或结合多种不同类型的系统中的一种或多种来实施，例如但不限于以下描述的那些。

本发明考虑了各种不同的系统，每个系统具有多个不同特征、属性或特性中的一个或多个。如本文所用，“系统”是指以下各项的各种配置：(a)一个或多个监控系统；(b)一台或多台个人计算设备，诸如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、个人数字助理、移动电话和其他移动计算设备。许多任务，诸如远程登录到服务器、对单个监控系统进行编程、调整设备警报参数和监控粉尘堆积，可以使用个人计算设备来执行。

因此，在各种实施例中，本发明的系统包括：(a)与一个或多个监控系统相组合的一个或多个计算设备；(b)一个或多个个人计算设备，以及一个或多个监控系统，单独或相互组合；(c)单一监控系统；和/或(d)多个监控系统相互组合。

在系统包括与监控系统组合的个人计算设备的某些实施例中，监控系统包括具有至少一个处理器和至少一个存储器设备或数据存储设备的任何合适的电路板。如本文进一步描述的，个人计算设备包括至少一个处理器，该处理器配置为在个人计算设备和监控系统之间发送和接收表示事件、消息、命令或任何其他合适信息的数据或信号。个人计算设备的处理器配置为结合个人计算设备的操作执行由此类数据或信号表示的事件、消息或命令。此外，监控系统的处理器配置为在监控系统和个人计算设备之间发送和接收表示事件、消息、命令或任何其他合适信息的数据或信号。监控系统的处理器配置为结合监控系统的操作执行由这些数据或信号表示的事件、消息或命令。

在系统包括配置成通过数据网络与监控系统通信的个人计算设备的实施例中，数据网络是局域网(LAN)、广域网(WAN)、公共网络(诸如互联网)或专用网络。监控系统和个人计算设备配置为以任何合适的方式连接到数据网络或远程通信链路。在各种实施例中，这样的连接通过以下方式实现：传统电话线或其他数据传输线、数字用户线(DSL)、T-1线、同轴电缆、光纤电缆、无线或有线路由设备、移动通信网络连接(诸如蜂窝网络或移动互联网网络)或任何其他合适的介质。

应当理解，可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子、磁性、光学、电磁或半导体系统、装置或设备或前述的任何合适的组合，包括便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、带中继器的适当光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备或前述的任何合适的组合。在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用。

计算机可读信号介质可以包括其中例如在基带中或作为载波的部分嵌有计算机可读程序代码的传播数据信号。这种传播的信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，任何计算机可读介质不是计算机可读存储介质并且可以传送、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用。体现在计算机可读信号介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等，或前述的任何合适的组合。

如本领域技术人员将理解的，本发明的方面可以在许多可专利性的类别或环境中的任何一个中进行说明和描述，包括任何新的和有用的工艺、机器、制造或物质组合物，或任何新的和有用的改进。因此，本发明的各方面可以完全硬件、完全软件(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件实现方式来实现，这些实现方式在本文中统称为“电路”、“模块”、“部件”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质具有在其上体现的计算机可读程序代码。

应当理解，公开的所有方法和过程都可以使用一个或多个计算机程序或部件来实现。这些部件可以作为任何常规计算机可读介质(包括RAM、SATA、DOM或其他存储介质)上的一系列计算机指令来提供。指令可以配置为由一个或多个处理器执行，当执行一系列计算机指令时，一个或多个处理器执行或促进执行全部或部分公开的方法和过程。

除非另有说明，本发明的相互通信的设备或部件不需要相互连续通信。此外，与其他设备或部件通信的设备或部件可以通过一个或多个中间设备、部件或其他中介直接或间接通信。此外，这里对其中若干设备和/或部件被描述为彼此通信的本发明的实施例的描述，并不意味着所有这些部件都是必需的，或者所公开的每个部件都必须与每个其他部件通信。此外，虽然可以按顺序描述算法、处理步骤和/或方法步骤，但是这些方法可以配置为以不同的顺序运转。换言之，本文所述的任何步骤顺序并不单独规定以该顺序执行这些步骤。与本文所述的方法和/或过程相关的步骤可以以任何实际的顺序执行。此外，尽管被描述或暗示为非同时发生，但一些步骤可以同时或基本同时执行。

应当理解，本文描述的算法、方法步骤和过程步骤可以通过例如适当编程的计算机和计算设备来实现。在这方面，处理器(例如，微处理器或控制器设备)从包含和/或存储指令的存储器或类似存储设备接收指令，并且处理器执行那些指令，从而执行由那些指令定义的过程。此外，本发明的方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，计算机可读程序代码体现在一个或多个计算机可读介质上。

用于执行本发明的各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括诸如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等面向对象的编程语言，诸如“C”编程语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP的常规过程编程语言，诸如Python、Ruby和Groovy的动态编程语言，或其他编程语言。程序代码可以完全在用户计算机上、部分在用户计算机上，作为独立软件包，部分在用户计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)或在云计算环境中或作为服务提供，例如作为软件即服务(SaaS)。

在本发明中描述了数据库的情况下，应当理解，可以容易地采用这些描述的替代数据库结构，以及除了数据库之外的其他存储器结构。此处呈现的任何示例性数据库的附图表示和随附描述是用于存储的数据表示的说明性而非限制性布置。此外，表和参数数据的任何示例性条目仅代表示例信息，并且尽管将数据库描述为表，但可以使用其他格式(包括关系数据库、基于对象的模型和/或分布式数据库)来存储、处理并以其他方式操纵此处描述的数据类型。如本领域技术人员将理解的，电子存储可以是本地或远程存储。如本领域普通技术人员将理解的，本发明的系统也可以采用适当的加密和其他安全方法。

尽管本文已经参照优选实施例及其具体实例说明和描述了本方法，但是其他实施例和实例可以执行类似的功能和/或实现类似的结果对于本领域普通技术人员来说显而易见的。所有这样的等效实施例和实例都在本方法的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种连续的粉尘堆积监控系统，包括：

壳，其适用于电气危险场所；

样品区域，其在所述壳的外表面上，用于收集环境粉尘；

粉尘堆积传感器组件，其安装在所述壳中，配置为基于收集在所述样品区域上的环境粉尘的量而产生信号；以及

电路板其在所述壳内，配置为接收来自所述粉尘堆积传感器组件的所述信号。

2.根据权利要求1所述的连续的粉尘堆积监控系统，还包括用于将所述壳安装到表面上的安装组件。

3.根据权利要求1所述的连续的粉尘堆积监控系统，还包括与所述电路板连接的适于与连接到本地通信端口的系统控制器通信的一个或多个通信终端。

4.根据权利要求3所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述一个或多个通信终端选自包括无线通信终端、以太网通信终端、4...20mA信号电流回路通信终端和RS-485通讯终端的组。

5.根据权利要求4所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述无线通信终端使用选自包括Wi-Fi、射频和蓝牙的组的通信协议。

6.根据权利要求1所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述粉尘堆积传感器组件包括选自包括光学传感器、磁传感器、静电传感器、雷达传感器、声纳传感器和载荷传感器的组的一个或多个传感器和相应的检测器。

7.根据权利要求6所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述光学传感器选自包括激光传感器、红外传感器、相机、LED传感器及其组合的组。

8.根据权利要求7所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述激光传感器发射线激光。

9.根据权利要求8所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述线激光是准直的。

10.根据权利要求8所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述光学传感器配置为通过监控由光敏电阻检测的所述激光器的不透明度来测量粉尘高度。

11.根据权利要求7所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述相机提供所述样品区域的视觉馈送并且配置为测量粉尘高度、粉尘颗粒大小和飘散在空气中的粉尘的浓度中的一个或多个。

12.根据权利要求11所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述粉尘堆积传感器组件包括与激光传感器组合的配置为测量粉尘高度的所述相机。

13.根据权利要求1所述的连续的粉尘堆积监控系统，还包括自动清洁组件。

14.根据权利要求13所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述自动清洁组件选自包括振动组件、盖组件、空气脉冲组件或其组合的组。

15.根据权利要求13所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述自动清洁组件是基于气流的清洁组件，所述基于气流的清洁组件包括一个或多个风扇和一个或多个通道，由此所述风扇吹出所述通道的空气以从所述样品区域去除粉尘。

16.根据权利要求14所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述盖组件包括附接到所述平台的顶部的盖，由此所述盖配置为向上旋转以从所述样品区域去除粉尘。

17.根据权利要求1所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中所述样品区域的高度是可调节的。

18.根据权利要求1所述的连续的粉尘堆积监控系统，还包括本地通信端口，其连接到所述电路板适于与连接到该本地通信端口的计算设备通信。

19.根据权利要求1所述的连续的粉尘堆积监控系统，还包括连接到所述电路板的警报系统，其中当所述样品区域上堆积的粉尘超过阈值时，所述电路板向所述警报系统提供警报信号。

20.根据权利要求1所述的连续的粉尘堆积监控系统，其中当所述样品区域上堆积的粉尘超过约1/8到1/32英寸之间的阈值时，所述电路板提供警报信号。

Images