CN211602818U - 一种管道粉尘浓度在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管道粉尘浓度在线检测装置，包括激光发射器，光电转换器，信号处理模块，微处理器，以太网模块和两套清洁装置。本装置基于光透射法粉尘浓度测量原理，激光发生器发出激光光束穿过被测粉尘，通过光电探测器检测透射光强，然后对光电探测器转化后的电信号进行滤波、放大处理，再由微处理器基于Lambert‑Beer定理对该电信号进行运算处理，计算出管道中实际的粉尘浓度，能够快速、准确的在线检测管道中粉尘的浓度值，并通过以太网将数值传递给工艺控制系统，对工艺流程的修改提供数据支持。

Description

一种管道粉尘浓度在线检测装置

技术领域

本专利申请属于自动检测技术领域，更具体地说，是涉及一种管道粉尘浓度在线检测装置，可实现工厂管道粉尘浓度的在线检测。

背景技术

在工业生产过程中，产生大量含有粉尘废气，这些废气通过管道和烟囱排放到大气中。根据环保法规，必须对排放的粉尘浓度进行严格的限制，这就需要有高精度的在线粉尘浓度检测系统。现有的粉尘浓度的检测方法主要有取样称重法、超声波衰减法、射线法、电荷感应法、电容法、光散射法和光透射法等。这些方法普遍存在不能在线监测或受测量浓度限制，并且为单体检测装置，测量数据不能及时传递给系统控制器。因此需要设计一套管道粉尘浓度在线检测系统，能够在线实时的检测管道中粉尘的浓度，并将粉尘浓度数值通过以太网传送给工厂系统控制器。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种管道粉尘浓度在线检测装置，以解决现有技术的缺陷。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种管道粉尘浓度在线检测装置，包括依次连接的激光发射器、光电转换器、信号处理模块、微处理器、以太网模块，以及与光电转换器连接的清洁装置3，激光发射器和光电转换器设置在烟气管道的相对两侧且激光发射器和光电转换器的窗口暴露在烟气管道中，清洁装置3为两套，两套清洁装置3均通过销轴安装在烟气管道上并分别与激光发射器和光电转换器的窗口对应；

每套清洁装置3均包括安装在烟气管道外壁的摆角电机、通过挡板和螺栓安装在烟气管道内壁上并与摆角电机连接的齿轮、与齿轮啮合配合的90°齿轮、与90°齿轮连接的清洁器本体、安装在烟气管道的直管段上并与清洁器本体转动连接的销轴、设置在清洁器本体内部的气道、设置在清洁器本体出口处并与气道对应的气孔、设置在清洁器本体外壁并与气孔对应的毛刷，毛刷与激光发射器或光电转换器的窗口对应，摆角电机与微处理器连接，气道内通有压缩空气。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：清洁器本体为L型筒体，销轴和90°齿轮均与L型筒体的水平段连接，毛刷设置在L型筒体的竖直段。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：销轴设置在L型筒体的水平段的1/3-1/2处，90°齿轮与L型筒体的水平段的端部连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：毛刷为猪毛刷或塑料毛刷。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：摆角电机的摆动范围为0-270°。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：气孔为椭圆形或圆形。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果是：本装置自动化高，能够快速、准确的在线检测管道中粉尘的浓度值，并通过以太网将数值传递给工艺控制系统，对工艺流程的修改提供数据支持。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的清洁器本体结构图；

图3是图2的俯视图；

图4是本实用新型的系统组成图；

其中：1、激光发射器；2、光电转换器；3、清洁装置；4、信号处理模块；5、 微处理器；6、以太网模块；7、摆角电机；8、齿轮；9、气道；10、气孔，11、毛刷，12、挡板，13、螺栓，14、烟气管道，15、销轴，16、90°齿轮。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本实用新型公开了一种管道粉尘浓度在线检测装置，包括依次连接的激光发射器1、光电转换器2、信号处理模块4、微处理器5（为单片机，如51单片机）、以太网模块6，以及与光电转换器2连接的清洁装置3，激光发射器1和光电转换器2设置在烟气管道14的相对两侧且激光发射器1和光电转换器2的窗口暴露在烟气管道14中，清洁装置3为两套，两套清洁装置3均通过销轴安装在烟气管道14的直管段上并分别与激光发射器1和光电转换器2的窗口对应；图1中只画出了激光发射器1窗口处的清洁装置3。其中信号处理模块4，微处理器5（MCU）和以太网模块6集成在一块电路板上，保证了测量精度和系统稳定性。

每套清洁装置3均由气吹和毛刷两部份组成，集成在一起，在MCU 的控制下定时对激光发射器1和光电转换器2的窗口进行清洁处理，每套清洁装置3均包括安装在烟气管道14的直管段外壁的摆角电机7、通过挡板12和螺栓13安装在烟气管道14直管段内壁上并与摆角电机7连接的齿轮8、与齿轮8啮合配合的90°齿轮、与90°齿轮连接的清洁器本体、安装在烟气管道14的直管段上并与清洁器本体转动连接的销轴、设置在清洁器本体内部的气道9、设置在清洁器本体出口处并与气道9对应的气孔10、设置在清洁器本体外壁并与气孔10对应的毛刷11，毛刷11与激光发射器1或光电转换器2的窗口对应，摆角电机7与微处理器5连接，气道9内通有压缩空气。

清洁器本体为L型筒体，销轴和90°齿轮16均与L型筒体的水平段连接，毛刷11设置在L型筒体的竖直段。

销轴设置在L型筒体的水平段的1/3-1/2处，90°齿轮16与L型筒体的水平段的端部连接。毛刷11为猪毛刷或塑料毛刷。摆角电机7的摆动范围为0-270°。气孔10为椭圆形或圆形。

本装置使用时，通过图1和图4可以看出，一种管道粉尘浓度在线检测系统，构成中包括激光发射器1，光电转换器2, 清洁器本体，信号处理模块 4，微处理器 5, 以太网模块6。其中，激光发射器1和光电转换器2安装在烟气管道14的相对两侧，清洁器本体通过销轴15安装在直管段上，摆角电机7和齿轮8通过挡板12和螺栓13 安装在直管段上。

通过图1、图2和图3可以看出，当摆角电机7转动一定的角度，相应的齿轮8进行一定角度的转动，通过90°齿轮16带动清洁器本体围绕销轴15转动，从而清洁器本体的毛刷11对激光发射器1的窗口进行清扫，同时气道[9]中通有压缩空气，通过气孔10对激光发射器1的窗口进行吹扫清灰。

通过图4可以看出，激光发射器1发射出特定波长的激光束，穿过烟气管道14中被测粉尘，光电转换器2接收透射过粉尘的光强并转化为电信号，信号处理模块4对光电转换器2转化后的微弱信号进行滤波放大，然后将信号传递给微处理器 5（MCU），微处理器 5将基于著名的Lambert-Beer 定理对处理模块4的信号进行逻辑运算，从而得出粉尘浓度值，并通过以太网模块6将浓度数据值传递给工艺控制系统；

通过图4可以看出，清洁器本体的运动受到微处理器 5的控制，清洁装置3 在微处理器 5（MCU）的控制下对激光发射器1和光电转换器2的窗口进行清洁处理，从而消除了窗口粘连粉尘对检测精度的影响，两套清洁装置3分别对激光发射器1和光电转换器2的窗口进行清洁处理。

Claims (6)

1.一种管道粉尘浓度在线检测装置，其特征在于：包括依次连接的激光发射器（1）、光电转换器（2）、信号处理模块（4）、微处理器（5）、以太网模块（6），以及与光电转换器（2）连接的清洁装置（3），激光发射器（1）和光电转换器(2)设置在烟气管道（14）的相对两侧且激光发射器（1）和光电转换器（2）的窗口暴露在烟气管道（14）中，清洁装置（3）为两套，两套清洁装置（3）均通过销轴安装在烟气管道（14）上并分别与激光发射器（1）和光电转换器（2）的窗口对应；

每套清洁装置（3）均包括安装在烟气管道（14）的外壁的摆角电机（7）、通过挡板（12）和螺栓（13）安装在烟气管道（14）内壁上并与摆角电机（7）连接的齿轮（8）、与齿轮（8）啮合配合的90°齿轮（16）、与90°齿轮（16）连接的清洁器本体、安装在烟气管道（14）上并与清洁器本体转动连接的销轴、设置在清洁器本体内部的气道（9）、设置在清洁器本体出口处并与气道（9）对应的气孔（10）、设置在清洁器本体外壁并与气孔（10）对应的毛刷（11），毛刷（11）与激光发射器（1）或光电转换器（2）的窗口对应，摆角电机（7）与微处理器（5）连接，气道（9）内通有压缩空气。

2.根据权利要求1所述的一种管道粉尘浓度在线检测装置，其特征在于：清洁器本体为L型筒体，销轴和90°齿轮（16）均与L型筒体的水平段连接，毛刷（11）设置在L型筒体的竖直段。

3.根据权利要求2所述的一种管道粉尘浓度在线检测装置，其特征在于：销轴设置在L型筒体的水平段的1/3-1/2处，90°齿轮（16）与L型筒体的水平段的端部连接。

4.根据权利要求3所述的一种管道粉尘浓度在线检测装置，其特征在于：毛刷（11）为猪毛刷或塑料毛刷。

5.根据权利要求4所述的一种管道粉尘浓度在线检测装置，其特征在于：摆角电机（7）的摆动范围为0-270°。

6.根据权利要求5所述的一种管道粉尘浓度在线检测装置，其特征在于：气孔（10）为椭圆形或圆形。

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