CN206906197U - 一种动态烟尘浓度仪检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种动态烟尘浓度仪检测系统，属于计量检测设备技术领域。本实用新型的技术方案是：一种动态烟尘浓度仪检测系统，包括中心控制模块、动态朝向调节机构、外部环境数据收集模块，所述的中心控制模块上设有用于检测环境数据的外部环境数据收集模块以及输入已知设定值的控制交互显示模块，所述的动态朝向调节机构通过对风向的检测与动态调节使皮托管检测器和采样器管体的管口平面始终与烟气的流动方向垂直，所述的气泵压力补偿模块与滤膜计量检测模块的进口相接，通过采样器管体所收集的烟气即为动态情况下仪器所检测的样本，其具有使用成本低，检测精准，可提高烟尘的科学检测水平的优点。

Description

一种动态烟尘浓度仪检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种动态烟尘浓度仪检测系统，属于计量检测设备技术领域。

背景技术

烟尘是一种由于氧化、升华、蒸发的冷凝的热过程中形成的悬浮于气体中的固体微粒的总称。烟尘烟气测试仪应用皮托管等速采样重量法捕集管道中的颗粒物，应用定性定量测定有害气体，可供环保、卫生、劳动、安监、军事、科研、教育等部门用于各种锅炉、炉窑烟尘(气)的排放浓度/总量及设备除尘脱硫效率的测定。如转炉烟气中就含有大量极细微的烟尘。可测烟气动压、烟气静压、流量计前压力、流量计前温度、烟气温度、含湿量等。

烟尘污染是指因空气中颗粒污染物而导致的空气质量下降。烟尘污染所造成的影响和危害是多方面的，大气中直径在5微米以下的粒子能进入人体支气管以至肺的深部。据报道，大气中这种微粒浓度为100微克/米3时，少年儿童呼吸道感染会显著增加，浓度为200微克/米3时，少年儿童的慢性呼吸道疾病死亡率增加。

现在使用的烟尘仪，对于烟尘仪的精密度校准采用多次称量试验的方法，在有风流速的管道中，由于产生动压，测试不够精准，为了提高滤膜计重测尘法的测量精度，一方面必须保证气体计量和滤膜称重的正确性；另一方面还必须保证被测量气体在采样时样品的真实性和代表性，即采样速度能否与烟尘气体流速保持一致，达到等速采样的问题，风洞试验室提供的风速可调的均匀流场正好能检定出烟尘浓度仪的等速吸引误差，因此，有必要设计一种动态烟尘浓度仪检测系统。

发明内容

为了克服上述问题，本实用新型提供了一种动态烟尘浓度仪检测系统。

本实用新型的技术方案是：一种动态烟尘浓度仪检测系统，包括中心控制模块、动态朝向调节机构、外部环境数据收集模块、控制交互显示模块和气泵压力补偿模块，所述的中心控制模块上设有用于检测环境数据的外部环境数据收集模块以及输入已知设定值的控制交互显示模块，所述的控制交互显示模块由控制按钮和显示面板组成，中心控制模块通过外部环境数据收集模块对烟气温度、湿度、气体动压、静压和瞬时流量进行检测，所述的外部环境数据收集模块为了收集上述参数，其上平行设置有烟气温度检测器、环境湿度检测器、压力检测模块和瞬时流量检测计，所述的中心控制模块上设有用于检测风向和动态调节的动态朝向调节机构，所述的动态朝向调节机构上设有皮托管检测器和采样器管体，所述的皮托管检测器和采样器管体的管口朝向互相平行，所述的动态朝向调节机构通过对风向的检测与动态调节使皮托管检测器和采样器管体的管口平面始终与烟气的流动方向垂直，所述的气泵压力补偿模块与滤膜计量检测模块的进口相接，通过气泵压力补偿模块对采样器管体的压力进行动态补偿并使内外压差一致，通过采样器管体所收集的烟气即为动态情况下仪器所检测的样本。

作为一种优选的技术方案，所述的皮托管检测器和采样器管体通过动态朝向调节机构连接到中心控制模块上，所述的动态朝向调节机构内包括风向检测和控制机构位移的模块，通过动态朝向调节机构使皮托管检测器和采样器管体可以实时与受风面垂直。

作为一种优选的技术方案，所述的控制交互显示模块包括参数输入模块，可输入包括风洞已知参数，以及皮托管检测器、气泵压力补偿模块和滤膜计量检测模块的仪器校正系数。

作为一种优选的技术方案，所述的外部环境数据收集模块上连接有烟气温度检测器、环境湿度检测器、压力检测模块和瞬时流量检测计，在所述的外部环境数据收集模块上还设有用于扩展环境监测数据的数据接口。

进一步的，所述的动态烟尘浓度仪检测系统，通过中心控制模块计算出等速采样的流量，该流量值与流量传感器检测到的实际流量相比较，根据差值得到控制量，再由中心控制模块调整气泵压力补偿模块的采样流量，其差值计算方法如下：

A：采样流速计算公式：

m/s

上式中：----测量点的气流速度，m/s；

----测量点气流动压值，Pa;

----动压测速管实测压差，Pa;

----压差的更正系数；

----气流密度，kg/m³;

----换算因数，值为9.81kg.m/kgf.s²

B：采样流量计算公式：

Q----采样流量(m³/s);

----测量点的气流速度，m/s；

S----采样口平面面积，㎡

C：流量差值计算公式：

△Q =|Q - Q’|

△Q ----采样流量差值(m³/s)

Q ----采样流量(m³/s);

Q’----流量传感器检测到的实际流量(m³/s)

进一步的，所述的动态烟尘浓度仪检测系统，在风洞中进行操作，测定等速吸引误差时，每次都应先使风洞流场差压调到预定的动压值，待风压稳定后通过预测流量，从而选择合适的采样嘴，再进行入口吸引速度的测量：

D、用下式计算采样嘴入口处吸引速度：

式中：------采样嘴入口处吸引速度(m/s)；

------平衡时瞬时流量计读数(L/min)；

------采样嘴内孔直径(mm)；

------风洞工作段内气体绝对温度(k)；

------检定环境大气压(P_a)；

------风洞工作段内压力检测模块测出的气体静压(P_a)；

------瞬时流量计前真空压力表读数(P_a)；

------瞬时流量计前气体绝对温度(k)。

E、用下式计算风洞工作段实际风速：

式中：------风洞工作段的实际风速(m/s)；

------皮托管修正系数；

------压力检测模块测出的气体动压(P_a)；

------空气实际密度(kg/m³)。

式中：

上式中：------已知标准状态下气体密度(kg/m³)。

F、等速吸引误差的计算

式中：------等速吸引误差，测定等速吸引误差应控制在±5%范围内即为合格。

本实用新型的积极效果是：

1、本实用新型通过所述的气泵压力补偿模块与滤膜计量检测模块的采样进口相接，通过气泵压力补偿模块对采样器管体的压力进行动态补偿并使内外压差一致，通过采样器管体所收集的烟气即为动态情况下仪器所检测的样本，其具有快速收集，检测精准的优点。

2、本实用新型阐述了动态烟尘浓度仪检测系统的检定方法，采用风洞理论作为研究的突破点，对于风洞中的烟尘仪器校准提供了完整的技术方案，提高了仪器的精准度，对于保证仪器质量，提高科学检测水平具有重要意义。

3、本实用新型设计结构合理紧凑，性能可靠稳定，故障率低，作业效率高，运输和作业简便，无需做过多的事前准备调整，主要部件均为通用设备，便于更换的维护、保养，设备部件造价成本适中，使用成本低，使用寿命长。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是一种动态烟尘浓度仪检测系统的系统示意图；

图中包括：中心控制模块（1）、动态朝向调节机构（2）、外部环境数据收集模块（3）、控制交互显示模块（4）、气泵压力补偿模块（5）、滤膜计量检测模块（6）、皮托管检测器（21）、采样器管体（22）、烟气温度检测器（31）、环境湿度检测器（32）、压力检测模块（33）、瞬时流量检测计（34）。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的技术方案是：一种动态烟尘浓度仪检测系统，包括中心控制模块（1）、动态朝向调节机构（2）、外部环境数据收集模块（3）、控制交互显示模块（4）、气泵压力补偿模块（5），所述的中心控制模块上设有用于检测环境数据的外部环境数据收集模块（3）以及输入已知设定值的控制交互显示模块（4），所述的控制交互显示模块（4）由控制按钮和显示面板组成，中心控制模块（1）通过外部环境数据收集模块（3）对烟气温度、湿度、气体动压、静压和瞬时流量进行检测，所述的外部环境数据收集模块（3）为了收集上述参数，其上平行设置有烟气温度检测器（31）、环境湿度检测器（32）、压力检测模块（33）和瞬时流量检测计（34），所述的中心控制模块（1）上设有用于检测风向和动态调节的动态朝向调节机构（2），所述的动态朝向调节机构（2）上设有皮托管检测器（21）和采样器管体（22），所述的皮托管检测器（21）和采样器管体（22）的管口朝向互相平行，所述的动态朝向调节机构（2）通过对风向的检测与动态调节使皮托管检测器（21）和采样器管体（22）的管口平面始终与烟气的流动方向垂直，所述的气泵压力补偿模块（5）与滤膜计量检测模块（6）的进口相接，通过气泵压力补偿模块（5）对采样器管体（22）的压力进行动态补偿并使内外压差一致，通过采样器管体（22）所收集的烟气即为动态情况下仪器所检测的样本。

作为一种优选的技术方案，所述的皮托管检测器（21）和采样器管体（22）通过动态朝向调节机构（2）连接到中心控制模块（1）上，所述的动态朝向调节机构（2）内包括风向检测和控制机构位移的模块，通过动态朝向调节机构（2）使皮托管检测器（21）和采样器管体（22）可以实时与受风面垂直。

作为一种优选的技术方案，所述的控制交互显示模块（4）包括参数输入模块，可输入包括风洞已知参数，以及皮托管检测器（21）、气泵压力补偿模块（5）和滤膜计量检测模块（6）的仪器校正系数。

作为一种优选的技术方案，所述的外部环境数据收集模块（3）上连接有烟气温度检测器（31）、环境湿度检测器（32）、压力检测模块（33）和瞬时流量检测计（34），在所述的外部环境数据收集模块（3）上还设有用于扩展环境监测数据的数据接口。

进一步的，所述的动态烟尘浓度仪检测系统，通过中心控制模块（1）计算出等速采样的流量，该流量值与瞬时流量检测计（34）检测到的实际流量相比较，根据差值△Q得到控制量，再由中心控制模块（1）调整气泵压力补偿模块（5）的采样流量，其差值计算方法如下：

A：采样流速计算公式：

m/s

上式中：----测量点的气流速度，m/s；

----测量点气流动压值，Pa;

----动压测速管实测压差，Pa;

----压差的更正系数；

----气流密度，kg/m³;

----换算因数，值为9.81kg.m/kgf.s²

B：采样流量计算公式：

Q----采样流量(m³/s);

----测量点的气流速度，m/s；

S----采样口平面面积，㎡

C：流量差值计算公式：

△Q =|Q - Q’|

△Q ----采样流量差值(m³/s)

Q----采样流量(m³/s);

Q’----流量传感器检测到的实际流量(m³/s)

进一步的，所述的动态烟尘浓度仪检测系统，在风洞中进行操作，测定等速吸引误差时，每次都应先使风洞流场差压调到预定的动压值，待风压稳定后通过预测流量，从而选择合适的采样器管体（22），再进行入口吸引速度的测量：

D、用下式计算采样入口处吸引速度：

式中：------采样入口处吸引速度(m/s)；

------平衡时瞬时流量计读数(L/min)；

------采样嘴内孔直径(mm)；

------风洞工作段内气体绝对温度(k)；

------检定环境大气压(P_a)；

------风洞工作段内压力检测模块测出的气体静压(P_a)；

------瞬时流量计前真空压力表读数(P_a)；

------瞬时流量计前气体绝对温度(k)。

E、用下式计算风洞工作段实际风速：

式中：------风洞工作段的实际风速(m/s)；

------皮托管修正系数；

------压力检测模块测出的气体动压(P_a)；

------空气实际密度(kg/m³)。

式中：

上式中：------已知标准状态下气体密度(kg/m³)。

F、等速吸引误差的计算

式中：------等速吸引误差，测定等速吸引误差应控制在±5%范围内即为合格。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行调节，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种动态烟尘浓度仪检测系统，包括：中心控制模块、动态朝向调节机构、外部环境数据收集模块、控制交互显示模块和气泵压力补偿模块，其特征在于：所述的中心控制模块上设有用于检测环境数据的外部环境数据收集模块以及输入已知设定值的控制交互显示模块，所述的控制交互显示模块由控制按钮和显示面板组成，中心控制模块通过外部环境数据收集模块对烟气温度、湿度、气体动压、静压和瞬时流量进行检测，所述的外部环境数据收集模块为了收集上述参数，其上平行设置有烟气温度检测器、环境湿度检测器、压力检测模块和瞬时流量检测计，所述的中心控制模块上设有用于检测风向和动态调节的动态朝向调节机构，所述的动态朝向调节机构上设有皮托管检测器和采样器管体，所述的皮托管检测器和采样器管体的管口朝向互相平行，所述的动态朝向调节机构通过对风向的检测与动态调节使皮托管检测器和采样器管体的管口平面始终与烟气的流动方向垂直，所述的气泵压力补偿模块与滤膜计量检测模块的进口相接，通过气泵压力补偿模块对采样器管体的压力进行动态补偿并使内外压差一致，通过采样器管体所收集的烟气即为动态情况下仪器所检测的样本。

2.根据权利要求1所述的一种动态烟尘浓度仪检测系统，其特征在于：所述的皮托管检测器和采样器管体通过动态朝向调节机构连接到中心控制模块上，所述的动态朝向调节机构内包括风向检测和控制机构位移的模块，通过动态朝向调节机构使皮托管检测器和采样器管体可以实时与受风面垂直。

3.根据权利要求1所述的一种动态烟尘浓度仪检测系统，其特征在于：所述的控制交互显示模块包括参数输入模块，可输入包括风洞已知参数，以及皮托管检测器、气泵压力补偿模块和滤膜计量检测模块的仪器校正系数。

4.根据权利要求1所述的一种动态烟尘浓度仪检测系统，其特征在于：所述的外部环境数据收集模块上连接有烟气温度检测器、环境湿度检测器、压力检测模块和瞬时流量检测计，在所述的外部环境数据收集模块上还设有用于扩展环境监测数据的数据接口。