CN204855314U

CN204855314U - 一种基于红外分光光度法的油烟快速检测装置

Info

Publication number: CN204855314U
Application number: CN201520552677.6U
Authority: CN
Inventors: 马伟文; 朱能武
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2025-07-28

Abstract

本实用新型公开了一种基于红外分光光度法的油烟快速检测装置，包括恒温水槽，还包括制冷系统、进气系统、吸收系统、检测系统，微机控制系统，所述制冷系统包括制冷装置及制冷管道；所述吸收系统包括设置在所述恒温水槽内的石英检测管，所述石英检测管内由下至上依次设置有填料层、四氯化碳液体层和纯水层；所述进气系统包括通过转换阀连接烟道和石英检测管底部的进气管、依次连接设置于石英检测管顶部的气体流量控制装置和第一泵；所述检测系统包括设置在石英检测管上部的红外分光检测装置；本实用新型快速、安全、造价成本低、样品需求量小、可实现在线检测，同时测量精度高、准确性好，而且装置可自动完成检测，实验数据远程传输。

Description

一种基于红外分光光度法的油烟快速检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种油烟检测装置，尤其涉及一种基于红外分光光度法的油烟快速检测装置。

背景技术

随着我国国民经济水平的不断发展和提高，饮食行业油烟污染已经成为城市环境污染的一大问题，油烟严重影响人体的健康，人体长期吸入高浓度油烟气会造成免疫功能下降，严重的会导致呼吸系统病变和血液遗传病变。

油烟经初步治理后，其排放到大气中的污染物质主要为气溶胶，其中含有食用油和食品在高温下的挥发物，以及食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛类、酮类、链烷类和链烯类、多环芳烃等产物，成分极为复杂。

目前市场上对油烟检测采用的方法有4种：传统红外分光光度法、油烟快速检测——检气管法、基于气体传感器（TGS2100）的油烟远程无线监测系统、非分散红外技术检测法。

传统红外分光光度法具有测量精度高、准确性好的优点，但采样周期长、分析周期长、仪器成本高，无法实时监测油烟浓度。检气管法具有测量过程快速简便、成本低廉的优点，可以判别出油烟气的大致浓度，但受油烟性质影响较大，亦不能实时监测油烟浓度。基于气体传感器（TGS2100）的远程无线监测系统具有实时性强、能够实现远程监控的优点，是当今市场上流行的方法，但探测器易被油烟覆盖而导致使用寿命短，且经过金属滤网过滤之后的油烟与标准油烟差异较大。基于非分散红外实时检测油烟浓度技术，受菜系及炒菜温度影响，油烟性质变化很大，主吸收峰亦会改变，而且测量气室受油类覆盖后，这都会对检测的准确度产生重大影响。

利用红外进行油烟检测的专利技术有二个，一个是：一种红外油烟浓度传感器（申请号：CN201410244229）；另一个是：一种红外光纤油烟浓度传感器（申请号：CN201410244228）。这二个专利的检测准确度都受水汽、颗粒物、油烟性能的影响较大，难于推广应用。

实用新型内容

针对目前油烟检测技术上的不足与难点，本实用新型提供一种基于红外分光光度法检测的油烟在线快速检测技术，实现化学方法的在线检测。其准确度受水汽、颗粒物、油烟性能的影响小，仪器装置成本低，运行费用少，可广泛推广应用。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于红外分光光度法的油烟快速检测装置，包括恒温水槽，还包括制冷系统、进气系统、吸收系统、检测系统，微机控制系统，

所述制冷系统包括制冷装置及设置在恒温水槽内且连接所述制冷装置的制冷管道；

所述吸收系统包括设置在所述恒温水槽内的石英检测管，所述石英检测管内由下至上依次设置有填料层、四氯化碳液体层和纯水层；

所述进气系统包括通过转换阀连接烟道和石英检测管底部的进气管、依次连接设置于石英检测管顶部的气体流量控制装置和第一泵；

所述检测系统包括设置在石英检测管上部的红外分光检测装置；

所述微机控制系统用于控制制冷系统、进气系统、检测系统的运行及获取和处理和发送检测数据。

进一步地，还包括充液系统，所述充液系统包括通过第三泵连接所述石英检测管顶部的纯水桶、通过第四泵连接所述石英检测管顶部的四氯化碳桶，所述充液系统与微机控制系统控制连接。

进一步地，还包括清洗系统，所述清洗系统包括通过第二泵连接所述石英检测管顶部的酒精桶、通过第四泵连接所述转换阀的废液桶，所述清洗系统与微机控制系统控制连接。

进一步地，所述酒精桶内的酒精浓度为95%。

进一步地，所述恒温水槽内的水温为18-22度。

本实用新型的基本原理是：用四氯化碳吸收一定量的油烟，然后利用红外分光系统检测吸光度，根据吸光度值计算油烟浓度。

制冷系统：使整个石英检测管处于恒定的较低温度中，作用有二点：一是降低进气的温度，以免四氯化碳吸收油烟时，温度升高，体积变化影响检测精度；二是使四氯化碳处于较低温度下，减少气化耗损，提高检测精度。

进气系统主要目的是使一定量的烟气较慢地进入四氯化碳石英检测管，气体流速不能过大，不可使四氯化碳层与水层混合，这既可保证液体耗损较少，也能保证四氯化碳不混浊，利于红外检测。

吸收系统的作用是：烟气经过四氯化碳液体层时，油烟被吸收，填料层使用玻璃滤芯，把大气泡变为微小气泡，增强四氯化碳吸收烟气中的油；纯水层作为液封，减少四氯化碳的气化耗损。检测管用石英材料，一是石英材料的膨胀系数小，二是石英材料硬度大，不容易磨花，清洗容易。

检测系统：由红外分光检测装置组成，类似于红外测油仪，波长可调，以适应油烟性质不同情况下的检测。

清洗系统的作用是：当石英检测管内的四氯化碳吸收大量的油烟，吸光度较大时，需要更换吸收液，并清洗检测管。一般清洗过程为：把旧的石英管内液体排入废液桶，然后用95%酒精清洗石英检测管，再泵入新鲜的四氯化碳及纯水。

微机控制系统用于对整个装置的作业过程进行控制，并处理和发送检测数据。

实际使用时，可在一套装置内装有二根检测管，实现不间断检测。

相比现有技术，本油烟检测装置具有如下优点：

1，本装置实现了利用化学方法进行在线检测，拥有了传统红外分光光度法的优点，测量精度高、准确性好，检测装置可自动完成检测，并实验数据远程传输。

2，本装置每次检测需要烟气量及药剂量较少，检测成本低，可自动化运行，只需定期倒废液并补充四氯化碳、纯水及95%的酒精。

3，整套装置体积不大，重量较轻，制冷系统、废液桶及其他药剂桶可外置，通过管道与主机连接。

附图说明

图1本实用新型实施例的结构示意图。

各部件说明：1-气体流量控制装置；2-石英检测管；3-纯水层；4-红外分光检测装置；5-四氯化碳液体层；6-填料层；7-恒温水槽；8-制冷管道；9-制冷装置；10-进气管；11-烟道；12-废液桶；13-四氯化碳桶；14-纯水桶；15-酒精桶；16-第二泵；17-第三泵；18-第四泵；19-第五泵；20-转换阀；21-第一泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。

如图1所示，一种基于红外分光光度法的油烟快速检测装置，包括恒温水槽7，还包括制冷系统、进气系统、吸收系统、检测系统，微机控制系统，

所述制冷系统包括制冷装置8及设置在恒温水槽7内且连接所述制冷装置8的制冷管道9；

所述吸收系统包括设置在所述恒温水槽7内的石英检测管2，所述石英检测管2内由下至上依次设置有填料层6、四氯化碳液体层5和纯水层3；

所述进气系统包括通过转换阀20连接烟道11和石英检测管2底部的进气管10、依次连接设置于石英检测管2顶部的气体流量控制装置1和第一泵21；

所述检测系统包括设置在石英检测管2上部的红外分光检测装置4；

本实施例中，还包括充液系统，所述充液系统包括通过第三泵17连接所述石英检测管2顶部的纯水桶14、通过第四泵18连接所述石英检测管2顶部的四氯化碳桶13，所述充液系统与微机控制系统控制连接。

本实施例中，还包括清洗系统，所述清洗系统包括通过第二泵16连接所述石英检测管2顶部的酒精桶15、通过第四泵19连接所述转换阀20的废液桶12，所述清洗系统与微机控制系统控制连接。

本实施例中，所述酒精桶15内的酒精浓度为95%。

本实施例中，所述恒温水槽7内的水温为18-22度。

本实施例的检测及清洗流程如下：

装置检测流程：

1.启动制冷系统，控制水温在20℃。让装有四氯化碳液体层5的石英检测管2浸泡在20℃的水中，一是降低进入石英检测管2的烟气温度，二是使四氯化碳保持低温，造成气化损失；

2.红外分光检测装置4检测四氯化碳溶液的吸光度，记录初始吸光度；

3.转换阀20旋转至打开进烟气通道，使烟气可进入石英检测管2；

4.启动第一泵21，让烟气进入石英检测管2，利用气体流量控制装置1，使进入石英检测管2的烟气为10mL。气体流速必须较慢，不引起四氯化碳液体层5与纯水层3混合，只有微微的振动，这既可保证液体损失较少，也能保证四氯化碳不混浊，利于红外检测；

5.石英检测管2内，下层为浸泡于四氯化碳中的玻璃质填料层6，目的是增强四氯化碳吸收烟气中油烟，四氯化碳液体层5为纯水层3，作用为液封，减少四氯化碳的气化，在石英检测管2管的上端装有红外分光检测装置，用于检测四氯化碳的吸光度；

6.当气体流量控制装置1测得进气量为10mL时，第一泵21停止工作，转换阀20关闭进气通道；

7.静置一段时间后，启动红外分光检测装置4检测四氯化碳溶液的吸光度。微机控制系统对前后吸光度进行计算，算出烟气中的油烟浓度。

8.系统进入下一次的检测；

9.当石英检测管2中的四氯化碳吸光度较高时，系统运行清洗流程。

所示清洗流程为：

1.第一泵21关闭，转换阀20转至排废管道开通，启动第五泵19，使石英检测管2内所有液体排空；

2.第五泵19关闭，第二泵16启动，使酒精桶15内的95%酒精进入石英检测管2；

3.待泵入一定量的95%酒精时，关闭第二泵16，转换阀20转至进烟气通道开通，启动第一泵21，利用烟气搅动（进气流量调大一些，形成较大的搅动），使95%酒精清洗整个石英检测管2；

4.进气一段时间后，关闭第一泵21，转换阀20转至排废管道开通，启动第五泵19，使石英检测管2内所有液体排空，然后关闭第五泵19；

5.转换阀20转至进烟气通道开通，启动第一泵21，利用烟气把石英检测管2吹干。

6.进烟气一段时间后，关闭第一泵21，启动第四泵18，泵入一定量的四氯化碳进入石英检测管2；然后关闭第四泵18，启动第三泵17，泵入一定量的纯水，形成液封；

7.关闭第三泵17，整个系统处于待进气检测状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种基于红外分光光度法的油烟快速检测装置，包括恒温水槽(7)，其特征在于，还包括制冷系统、进气系统、吸收系统、检测系统，微机控制系统，

所述制冷系统包括制冷装置(8)及设置在恒温水槽(7)内且连接所述制冷装置(8)的制冷管道(9)；

所述吸收系统包括设置在所述恒温水槽(7)内的石英检测管(2)，所述石英检测管(2)内由下至上依次设置有填料层(6)、四氯化碳液体层(5)和纯水层(3)；

所述进气系统包括通过转换阀(20)连接烟道(11)和石英检测管(2)底部的进气管(10)、依次连接设置于石英检测管(2)顶部的气体流量控制装置(1)和第一泵(21)；

所述检测系统包括设置在石英检测管(2)上部的红外分光检测装置(4)；

2.根据权利要求1所述的基于红外分光光度法的油烟快速检测装置，其特征在于：还包括充液系统，所述充液系统包括通过第三泵(17)连接所述石英检测管(2)顶部的纯水桶(14)、通过第四泵(18)连接所述石英检测管(2)顶部的四氯化碳桶(13)，所述充液系统与微机控制系统控制连接。

3.根据权利要求2所述的基于红外分光光度法的油烟快速检测装置，其特征在于：还包括清洗系统，所述清洗系统包括通过第二泵(16)连接所述石英检测管(2)顶部的酒精桶(15)、通过第四泵(19)连接所述转换阀(20)的废液桶(12)，所述清洗系统与微机控制系统控制连接。

4.根据权利要求3所述的基于红外分光光度法的油烟快速检测装置，其特征在于：所述酒精桶(15)内的酒精浓度为95%。

5.根据权利要求1所述的基于红外分光光度法的油烟快速检测装置，其特征在于：所述恒温水槽(7)内的水温为18-22度。