CN215962682U - 一种微电荷感应装置以及应用它的除尘系统和新风系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种微电荷感应装置以及应用它的除尘系统和新风系统。所述微电荷感应装置包括探头，所述探头使用时插入气流流道并在气流流道中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统的输入信号，其中，所述探头包括感应栅，所述感应栅由感应材料预制为一体而制成或由不同独立感应件在所述气流流道组装而成；所述感应栅具有公共的电流信号输出通道，用于输出所述感应栅产生的电流信号。通过对探头的改进，使探头具有了感应栅，感应栅顾名思义为栅状结构，拓展了探头的探测范围，使探头能够覆盖特定的探测区域；另外，感应栅的栅格往往呈均匀排布，有助于提高探测的准确性。

Description

一种微电荷感应装置以及应用它的除尘系统和新风系统

技术领域

本申请的实施例涉及微电荷感应装置(Triboelectric instrument)以及应用它的除尘系统和新风系统。

背景技术

微电荷感应装置(Triboelectric instrument或Triboelectric sensor)是一种通过微电荷感应来探测气流中的颗粒物(固体颗粒物或液体颗粒物)从而获得如颗粒物流量等信息的装置。市面上的代表商品有奥本系统(Auburn systems)公司的TRIBO系列产品。

微电荷感应装置主要包括探头(Probe)和信号处理系统。其中，探头在使用时插入目标空间并在目标空间中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，该电流信号作为信号处理系统的输入信号；信号处理系统则通过对该输入信号的处理获得用于表征颗粒物流量等情况的信息。这里的“目标空间”，可以看作特定的气流流道。无论称作目标空间还是气流流道，总之可以将它们概略的理解为，用于输送气流的壳结构中的气流输送空间或通道。

现有微电荷感应装置的探头设计为长度较短的探棒。这种形式的探头探测范围比较有限。当有多个不同独立探测区域时，需要数量与独立探测区域数量相应的微电荷感应装置，这时，使用这些微电荷感应装置的成本将非常高昂。此外，当一个独立探测区域的空间大小相比于一个探头而言特别大时，该探头对于这个独立探测区域的探测准确度较低。

发明内容

本申请的实施例提供了一种微电荷感应装置，所述微电荷感应装置的探头的探测范围可以设置的更大。

根据本申请的第一个方面，提供了一种微电荷感应装置。所述微电荷感应装置包括探头，所述探头使用时插入气流流道并在气流流道中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统的输入信号，其中，所述探头包括感应栅，所述感应栅由感应材料预制为一体而制成或由不同独立感应件在所述气流流道组装而成；所述感应栅具有公共的电流信号输出通道，用于输出所述感应栅产生的电流信号。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，所述感应栅可以包括预制格栅、预制栅网或预制栅板。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，所述电流信号输出通道可以包括位于所述感应栅上的一个电路节点，该电路节点与所述感应栅中任意导电部位均是电导通的；所述电路节点上设有接头，所述电接头用于与用于输出电流信号输出通道输出的电流信号的信号传输线信号连接。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，所述探头还可以包括边框，所述感应栅安装在所述边框内。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，所述边框的形状大小可以与所述气流流道的感应栅安装截面的形状大小相适配；当所述边框安装于所述感应栅安装截面上时，位于所述边框内的感应栅与构成所述气流流道的壳结构之间相互绝缘。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，当构成所述气流流道的壳结构由导体材料制成时，所述边框可以采用由绝缘材料制成的边框；当构成所述气流流道的壳结构由绝缘材料制成时，所述边框可以采用带有由导体材料制成的屏蔽结构的边框。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，微电荷感应装置包括多根电缆，每根电缆作为一个独立感应件；所述电缆既通过使用时设置在所述气流流道中与对应电缆绝缘连接的牵拉结构的牵引而布设在所述气流流道中，同时又与用于构成所述电流信号输出通道的信号输出结构信号连接。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，所述信号输出结构可以包括由导电材料制成的中间连接件，所述中间连接件同时被所述感应栅中的不同所述电缆沿不同方向牵拉而保持于所述气流流道中，所述中间连接件还用于与用于输出电流信号输出通道输出的电流信号的信号传输线信号连接。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，所述牵拉结构的第一端连接在所述气流流道的内壁上，所述牵拉结构的第二端用于与对应的所述电缆连接，被该牵拉结构牵引的电缆与所述内壁相互绝缘。

上述微电荷感应装置的相关实施例中，所述信号处理系统可以包含电气盒和信号处理电路模块，所述电气盒使用时安装在所述气流流道的壳结构外表面上，所述信号处理电路模块安装在所述电气盒内且它的信号输入接口通过微电流信号传输结构与所述电流信号输出通道信号连接；所述微电流信号传输结构包含由内向外分层嵌套的信号传输线、绝缘套管以及电磁屏蔽管，所述信号传输线的第一端连接所述信号输入接口而第二端连接所述电流信号输出通道，所述电磁屏蔽管第一端连接所述信号输入接口而第二端从所述壳结构插入气流流道，所述绝缘套管第一端位于电磁屏蔽管内从而通过该绝缘套管将信号传输线与电磁屏蔽管相隔离，所述绝缘套管第二端位于电磁屏蔽管外并包裹在信号传输线外侧。

上述第一个方面的微电荷感应装置通过对探头的改进，使探头具有了感应栅，感应栅顾名思义为栅状结构，拓展了探头的探测范围，使探头能够覆盖特定的探测区域；另外，感应栅的栅格往往呈均匀排布，有助于提高探测的准确性。

根据本申请的第二个方面，提供了一种除尘系统，包括：除尘单元组，包含至少两个除尘单元，所述至少两个除尘单元中各除尘单元均设有独立净气箱，各所述独立净气箱分别连接排气总管；微电荷感应装置，包括探头，所述探头使用时插入所述排气总管的气流流道并在所述气流流道中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统的输入信号；所述微电荷感应装置采用上述第一个方面的微电荷感应装置。

根据本申请的第三个方面，提供了一种新风系统，包括：新风供给装置，包含空气过滤器，所述空气过滤器的已过滤空气输出口连接新风输送管；微电荷感应装置，包括探头，所述探头使用时插入所述新风输送管的气流流道并在所述气流流道中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统的输入信号；所述微电荷感应装置采用上述第一个方面的微电荷感应装置。

无论是上述第二个方面的除尘系统还是上述第三个方面的新风系统，由于它们均采用了上述第一个方面的微电荷感应装置，因此，提高了系统对的气流流道中颗粒物探测的准确性。

下面结合附图和具体实施方式对本申请的实施例做进一步的说明。本申请实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请提供的实施例的实践了解到。

附图说明

构成本申请一部分的附图用来辅助对相关实施例的理解，附图中所提供的内容及其在本申请中有关的说明可用于解释相关实施例，但不构成对相关实施例的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种使用微电荷感应装置的控制系统的示意图。

图2为本申请实施例提供的一种微电荷感应装置示意图。

图3为本申请实施例提供的一种除尘系统的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种除尘系统的结构示意图。

图5为图4所示除尘系统的A-A向剖视图。

图6为图4所示除尘系统的B处局部放大图。

图7为本申请实施例提供的微电荷感应装置的使用状态示意图。

图8为图7中A处局部放大图。

图9为图7中B处局部放大图。

图10为图7中C处局部放大图。

图11为本申请实施例提供的一种绝缘密封套的结构示意图。

图12为本申请实施例提供的一种除尘系统监测方法的示意图。

图13为本申请实施例提供的一种除尘系统监测方法的示意图。

图14为本申请实施例提供的一种除尘系统监测设备的结构示意图。

图15为本申请实施例提供的一种微电荷感应装置示意图。

图16为本申请实施例提供的一种微电荷感应装置示意图。

图17为图16所示微电荷感应装置在另一观察角度下的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的实施例进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本申请提供的实施例。在结合附图对本申请公开的实施例进行说明前，需要特别指出的是：

本申请中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案、技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案、技术特征可以相互组合。

下述说明中涉及到的内容通常仅涉及本申请公开的一分部实施例而不是全部实施例，因此，基于本申请公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请相应实施例的所需保护的范围。

本说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。术语“第一”、“第二”等类似的描述是为了方便区分，理解其含义时可以结合具体方案以辨别实际所指对象。

图1为本申请实施例提供的一种使用微电荷感应装置的控制系统的示意图。如图1所示，使用微电荷感应装置的控制系统包括微电荷感应装置110、PLC控制器120、仪器仪表130和上位机140。微电荷感应装置110与PLC控制器120之间、PLC控制器120与仪器仪表130之间以及PLC控制器120与上位机140之间均可以进行通信。

仪器仪表130包含至少一个仪器或仪表类设备。仪器仪表130可以包含PLC控制器120的至少一个控制对象设备和/或用于向PLC控制器120发送信息的至少一个信息发送设备(例如传感器)。至少一个控制对象设备和至少一个信息发送设备之间可以是独立的不同设备，也可以是同一设备。优选的，仪器仪表130涉及对微电荷感应装置110所应用的气流流道中颗粒物状态有关的至少一个对象的检测和/或控制，比如涉及对能够影响微电荷感应装置110所应用的气流流道中颗粒物状态的至少一个对象的检测和/或控制。

PLC控制器120是指可编程控制器。PLC控制器120可以包含至少一个处理器、至少一个存储器以及相关的通信接口和输入输出端口。处理器与存储器、通信接口以及输入输出端口相连，例如通过各类传输接口、传输线或总线相连。PLC控制器120可以通过对应的通信接口与上位机140相连，实现PLC控制器120与上位机140之间的通信。PLC控制器120也可以通过对应的输入端口与微电荷感应装置110相连，从而接收微电荷感应装置110发送的信号。PLC控制器120还可以通过对应的输入端口或输出端口与仪器仪表130中对应的设备相连，实现PLC控制器120与仪器仪表130之间的通信。

上位机140可以包括至少一个处理器、至少一个存储器和相关的通信接口。处理器与存储器以及通信接口相连，例如通过各类传输接口、传输线或总线相连。可选的，上位机140还可以包括输入设备、输出设备。输出设备与上位机140的处理器通信，可以以多种方式来显示信息。例如，输出设备可以是液晶显示器、发光二极管显示设备、阴极射线管显示设备或投影仪等。输入设备与上位机140的处理器通信，可以多种方式接受用户的输入。例如，输入设备可以是鼠标、键盘、触摸屏设备或传感器。

上述控制系统可以配置成由微电荷感应装置110向PLC控制器120输出模拟信号，再由PLC控制器120将所述模拟信号转换为数字信号后发送给上位机140。同时，由于微电荷感应装置110与PLC控制器120相连，这样，PLC控制器120就能够利用微电荷感应装置110发送给PLC控制器120的信号来控制仪器仪表130中的对应设备。此外，上述控制系统中的上位机140还能够利用微电荷感应装置110探测到的信号以及仪器仪表130中的相关设备发送的信息实现新的功能，例如将在本说明书后续部分进行说明的有关功能。

无论是PLC控制器120中的处理器还是上位机140中的处理器，亦或上述控制系统中其他部分所采用的处理器，可以包括中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、特定集成电路(Application Special Integrated Circuit，ASIC)、微控制器(MCU)、现场可编程门阵列(FPGA)或者用于实现逻辑运算的一个或多个集成电路。

无论是PLC控制器120中的处理器还是上位机140中的存储器，亦或上述控制系统中其他部分所采用的存储器，可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器可在对应处理器的内部或外部。在特定情况中，存储器是非易失性固态存储器。在特定情况中，存储器包括只读存储器(ROM)；在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

图2为本申请实施例提供的一种微电荷感应装置示意图，该微电荷感应装置可以用于图1所示的控制系统。如图2所示，该微电荷感应装置包括探头111和信号处理系统112，所述探头111使用时插入目标空间(或特定的气流流道)中并在目标空间中的颗粒物经过该探头111时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统112的输入信号。

所述探头111可以基于以下的机制而产生电流信号：一，流动过程中的颗粒物接触探头111而在探头111上产生接触电流信号；二，流动过程中的颗粒物从探头111旁边掠过时在探头111上产生感应电流信号。目前能够从市面上获得的微电荷感应装置中，有的微电荷感应装置的信号处理系统112无法对所述感应电流信号进行有效处理，因此这类微电荷感应装置实际上是利用上述机制一所产生的电流信号，但是，这类微电荷感应装置往往不够灵敏，测量精度低。也有微电荷感应装置的信号处理系统112能够对所述感应电流信号进行有效处理，例如奥本系统(Auburn systems)公司的TRIBO系列的微电荷感应装置，这时，这种微电荷感应装置既可以同时利用上述机制一和机制二所产生的电流信号，也可以选择只利用上述机制二所产生的电流信号。类似于TRIBO系列的微电荷感应装置这类微电荷感应装置测量精度更高。为了仅仅利用机制二所产生的电流信号，可以在探头111表面覆盖一层绝缘材料，此时，流动过程中的颗粒物即使接触探头111也不会在相互接触的颗粒物与探头之间产生电荷迁移，因而不会在探头111上产生接触电流信号。仅仅利用机制二所产生的电流信号的好处之一在于：将探头111表面覆盖一层绝缘材料起到保护探头的作用，并且避免使用过程中探头111与构成所述气流流道的壳部件之间被附着在探头111上的物质(例如导电的颗粒物或气流中析出的导电液体)或因其他原因导通引起短路。

为了提高探头111对目标空间中的颗粒物探测的准确性，通常需要在目标空间与该目标空间的外部环境之间进行电磁屏蔽，防止目标空间的外部环境中的颗粒物流动对探测产生干扰。通常，目标空间的壳结构可由钢板等金属材料制作，这样，所述目标空间与该目标空间的外部环境之间就要可以通过该壳结构实现电磁屏蔽。当然，也可以在目标空间与该目标空间的外部环境之间设置其他屏蔽结构或材料来实现电磁屏蔽。

由于探头111产生并输出的电流信号是十分微弱的，要使这个电流信号能够被后续设备(例如所述PLC控制器120)所处理，同时确保这个电流信号受到尽可低的干扰和/或其他导致信号失真的不利影响，需要将探头111产生并输出的电流信号通过信号处理系统112进行处理，以输出能够被后续设备(例如所述PLC控制器120)所处理的准确信号。专利号为US5448172的专利文件中提供了一种信号处理系统，该信号处理系统包括变送器(converter means)，其基本作用就是对探头111产生并输出的电流信号进行放大。通常，信号处理系统112用于输出标准工业信号，如4-20毫安电流或1-5伏电压的信号。信号处理系统112的输出信号通常可以是用来表征微电荷感应装置探测到的颗粒物流量的。

图3为本申请实施例提供的一种除尘系统的结构示意图，该除尘系统可以使用图1所示的控制系统。如图3所示，所述除尘系统包括除尘单元组200，所述除尘单元组200包含至少两个除尘单元210，所述至少两个除尘单元210中各除尘单元210均设有独立净气箱211，各所述独立净气箱211组成目标空间。

所述至少两个除尘单元210中的各除尘单元210通常为通过过滤元件212对气流中的颗粒物进行物理拦截的除尘单元，此时，这些除尘单元210还可以分别设置用于对自身过滤元件212进行反吹再生的反吹系统，并且，所述至少两个除尘单元210中任一除尘单元210的反吹系统通常可与所述至少两个除尘单元210中的其余除尘单元210的反吹系统错时运行，这样，当一个除尘单元210的反吹系统正在运行时其他除尘单元210还可以正常的进行工作(除尘)。

所述过滤元件212可以是布袋、滤筒等各类由具有透过性的材料(如膨体聚四氟乙烯、多孔陶瓷)制成的部件。所述反吹再生是除尘单元恢复过滤元件212透过性的惯用手段，广泛应用于布袋除尘器、滤筒式除尘器等通过过滤元件对气流中的颗粒物进行物理拦截的过滤器中。

当任何一个过滤元件212存在破损时，对该过滤元件的反吹再生往往会导致该过滤元件212上的破损部位暴露，进而引发所在除尘单元210的净气箱211中的颗粒物浓度的突然升高。此外，过滤元件212的破损也容易导致对应除尘单元210的净气箱211中颗粒物沉积，反吹再生时也会引起对应净气箱211中颗粒物浓度升高。而由于所述至少两个除尘单元210中任一除尘单元210的反吹系统与所述至少两个除尘单元210中的其余除尘单元210的反吹系统是错时运行的，如果在某一除尘单元210的反吹系统运行的对应时间中探测到对应独立净气箱211中颗粒物浓度的突然升高，则可以定位出可能发生过滤元件破损的除尘单元210。

在上述除尘系统的一个可选实施方式中，所述除尘单元组200的所述至少两个除尘单元210中各除尘单元210分别为一个布袋除尘器。各布袋除尘器中，过滤元件212采用布袋，多个布袋悬挂在布袋除尘器内的孔板214下方，孔板214上方为独立净气箱211，孔板214下方为原气箱。各布袋除尘器的原气箱分别通过对应的进气阀221与进气管220连接，各布袋除尘器的独立净气箱211分别通过对应的排气阀231与排气管230连接。当进气管220汇聚至同一管道时，该同一管道可称为进气总管；当排气管230汇聚至同一管道时，该同一管道可称为排气总管。各布袋除尘器的反吹系统包括喷吹管213、脉冲阀、气包和控制部件，每根喷吹管213上间隔排列的各喷口分别对应一排布袋中的各布袋的上端开口，且每根喷吹管213通过一个脉冲阀连接到对应的气包，控制部件主要用于控制脉冲阀的开启和关闭。

上述除尘单元组200运行时，待除尘气体(原气)从进气管220、进气阀221进入原气箱，然后在原气箱中受到布袋的过滤，过滤后的已除尘气体(净气)进入对应的独立净气箱211，然后经排气阀231、排气管230输出。上述各布袋除尘器的反吹再生的过程为：当任意一个布袋除尘器需要进行反吹再生时，首先关闭该需要进行反吹再生的布袋除尘器对应的排气阀231，然后控制部件控制该需要进行反吹再生的布袋除尘器的各脉冲阀按先后顺序依次开启，当一个脉冲阀开启时，对应气包中的压缩气体迅速从相应喷吹管213的各个喷口喷出并进入对应一排布袋中实现这一排布袋的反吹再生，直至每一排布袋均完成反吹再生，这时，一个布袋除尘器的反吹再生完成。当一个布袋除尘器的反吹再生完成后，再打开该布袋除尘器的排气阀231，这时，这个布袋除尘器又可以重新开始工作(过滤)。通过重复上述方式进行另一个布袋除尘器的反吹再生，直到全部布袋除尘器完成反吹再生。由此可见，上述除尘系统中任意一个布袋除尘器的反吹系统与其余布袋除尘器的反吹系统是错时运行的。

正如上面描述的，当任意一个布袋除尘器需要进行反吹再生时，首先关闭该需要进行反吹再生的布袋除尘器对应的排气阀231，然后才会启动反吹，这种反吹方式通常称为“离线反吹”。离线反吹仅仅是目前已知的一种反吹方式，而目前已知的另一种反吹方式为“在线反吹”。在线反吹时，进行反吹再生的布袋除尘器所对应的排气阀231处于开启状态。上述除尘系统并不限于采用“离线反吹”。

上面的描述中已经指出，当任何一个布袋存在破损时，对该布袋的反吹再生往往会导致该布袋上的破损部位暴露，进而引发所在布袋除尘器的净气箱211中的颗粒物浓度的突然升高。此外，该布袋的破损也容易导致所在布袋除尘器的净气箱211中颗粒物沉积，反吹再生时也会引起颗粒物浓度升高。因此，该除尘系统可以使用上述控制系统以便及时发现除尘系统中可能存在布袋破损的布袋除尘器，甚至是找出可能存在布袋破损的布袋除尘器中具体哪一些布袋可能发生破损。由此，需要将上述控制系统应用在该除尘系统中。

作为将上述控制系统应用在该除尘系统中的一种具体实施方式，上述控制系统的PLC控制器120可以对除尘系统中所述至少两个除尘单元210的反吹系统进行控制，这时，各脉冲阀将作为所述仪器仪表130中的设备而与PLC控制器120的对应输出端口连接，从而通过PLC控制器120来控制这些脉冲阀的开闭。此外，各排气阀231以及其他可能的设备也可以分别作为所述仪器仪表130中的设备而与PLC控制器120的对应输出端口连接。而所述控制系统的微电荷感应装置110可以部署在所述至少两个除尘单元210中各独立净气箱211中或所述排气总管中。当所述控制系统的微电荷感应装置110部署在所述至少两个除尘单元210中各独立净气箱211中时，通过微电荷感应装置110探测各独立净气箱211中的颗粒物浓度变化；当所述控制系统的微电荷感应装置110部署在排气总管中时，通过微电荷感应装置110探测排气总管中的颗粒物浓度变化。这样，通过PLC控制器120既能够获得所述至少两个除尘单元210的反吹信息，又能够获得微电荷感应装置110的信号处理系统112的输出信息，进而通过过所述反吹信息能够确定所述至少两个除尘单元中各除尘单元的反吹系统的运行时机，通过所述输出信息能够确定探测到的颗粒物瞬时流量随时间的变化(这里，颗粒物浓度与颗粒物流量是相关的概念，均能够反映颗粒物的多少)，最后根据所述反吹信息与输出信息确定当探测到的颗粒物瞬时流量异常升高时对应运行反吹系统的除尘单元，从而能够找到可能存在过滤元件破损的除尘单元。

例如，在采用上述离线反吹方案的情况下，当所述控制系统的微电荷感应装置110部署在所述至少两个除尘单元210中各独立净气箱211中时，当获得所述至少两个除尘单元210中其中一个除尘单元210所对应的排气阀231在该除尘单元210反吹结束后开启的信息时，如果部署于该除尘单元210的独立净气箱211的微电荷感应装置110监测到颗粒物瞬时流量异常升高，则可以认为该除尘单元210中可能存在过滤元件破损。又如，在采用上述离线反吹方案的情况下，当所述控制系统的微电荷感应装置110部署在所述排气总管中时，当获得所述至少两个除尘单元210中其中一个除尘单元210所对应的排气阀231在该除尘单元210反吹结束后开启的信息时，如果部署于所述排气总管的微电荷感应装置110随即监测到颗粒物瞬时流量异常升高，则可以认为该除尘单元210中可能存在过滤元件破损。

然而，现有微电荷感应装置的探头设计为长度较短的探棒，这种形式的探头探测范围比较有限，如果将使用这种形式的探头的微电荷感应装置110部署在各独立净气箱211中，则每一个独立净气箱211均需要至少一个微电荷感应装置110，这时，使用这些微电荷感应装置的成本将非常高昂；而如果将使用这种形式的探头的微电荷感应装置110部署排气总管中，由于探头的探测范围本来就比较有限，加上排气总管的通道的横截面面积又比较大，因此该探头对于排气总管而言的探测准确度较低。

此外，现有微电荷感应装置常常采用探头与信号处理系统一体的设计，也有的采用探头与信号处理系统分开但探头与信号处理系统之间通过专用信号传输线进行较短距离连接的设计。因此，现有微电荷感应装置往往存在受工程现场影响而安装使用受限的难题。

为了提高微电荷感应装置的探头的探测范围，本申请实施例分别提供了微电荷感应装置的以下几种改进方案。这几种改进方案既可以单独的应用，也可以组合应用。

在对本申请实施例分别提供的微电荷感应装置的改进方案进行说明以前，下面先对可能涉及的相关术语进行简单的介绍。

1、目标空间：即特定的气流流道，可由微电荷感应装置的探头对其进行探测。无论称作目标空间还是气流流道，总之可以将它们概略的理解为，用于输送气流的壳结构中的气流输送空间或通道。

2、独立探测区域：具有独立的颗粒物流量或浓度特征的目标空间。通常与其他独立探测区域之间通过隔离结构隔离。

3、预制线材：预先制作好的可导电的线状材料，优选为电缆。这里的电缆可由至少一股导线或由两股以上导线构成。

方案一

首先介绍方案一的微电荷感应装置所应用的除尘系统。应当说明，下述除尘系统仅是为了对方案一的微电荷感应装置的使用环境/应用场景进行举例，显然，方案一的微电荷感应装置也可应用于其他系统中。

图4为本申请实施例提供的一种除尘系统的结构示意图。图5为图4所示除尘系统的A-A向剖视图。图6为图4所示除尘系统的B处局部放大图。如图1-6所示，除尘系统包括除尘单元组200，所述除尘单元组200包含第一排除尘单元和与第一排除尘单元相对设置的第二排除尘单元，所述第一排除尘单元和所述第二排除尘单元均设有多个除尘单元210，第一排除尘单元与第二排除尘单元之间设有进气管220和排气管230，所述进气管220作为进气总管，所述排气管230作为排气总管。具体而言，在位于第一排除尘单元与第二排除尘单元之间构建的狭长箱体中设有一隔板240使这个狭长箱体被分隔为上下两个腔体，所述上下两个腔体中上腔体又通过另一隔板250分为上下两层腔体，上层腔体作为连接各除尘单元210顶部的独立净气箱211与排气管230之间的通道，下层腔体作为排气管230；所述上下两个腔体中下腔体则作为进气管220。所述隔板240通常倾斜设置，以使进气管220的横截面面积沿(原气)气流在进气管220中的流动方向逐渐缩小而排气管230的横截面面积则沿(净气)气流在排气管230中的流动方向逐渐增大。

每一个除尘单元210具体为一个布袋除尘器。各布袋除尘器中，过滤元件212采用布袋(在图5中隐含了布袋)，多个布袋悬挂在布袋除尘器内的孔板214下，孔板214上方为独立净气箱211。各布袋除尘器的独立净气箱211的顶部具有可拆卸安装的盖板217，揭开盖板217后可以看到布袋除尘器中的独立净气箱211的具体结构。孔板214下方为原气箱，各布袋除尘器的原气箱分别通过对应的进气阀221与进气管220连接，从图5中可以看出，进气阀221位于进气管220下方的进气管道上。各布袋除尘器的独立净气箱211分别通过对应的排气阀231与排气管230连接。在这里，排气阀231具体为提升阀，提升阀的阀板用于与排气管230顶部的开口相配合，当提升阀的阀板被提升阀中由缸体和伸缩杆组成的提升机构驱动提升时，排气管230顶部的对应开口不再被阀板封闭，这时，相应净气箱211中的气流将从隔板250上方的通道(即所述上层腔体)经过被打开的开口进入排气管230；当提升阀的阀板落下时，排气管230顶部的对应开口被阀板封闭。为了方便提升阀的检修，提升阀的缸体通常可以设置在除尘系统的顶面平台。图5中虚线箭头示出了气流从进气管220进入布袋除尘器后在从布袋除尘器的净气箱211流出至排气管230的路线。

此外，如图4-6所示，各布袋除尘器的反吹系统包括喷吹管213、脉冲阀216、气包215和控制部件。各布袋除尘器的每根喷吹管213上间隔排列的各喷口分别对应该布袋除尘器中的一排布袋中的各布袋的上端开口，并且，每根喷吹管213通过一个脉冲阀216连接到设置在布袋除尘器顶部的气包215。控制部件主要用于控制脉冲阀216和提升阀的开启和关闭。

方案一的微电荷感应装置包括探头111和信号处理系统112。下面分别对方案一的微电荷感应装置的探头111和信号处理系统112进行说明。为了方便描述，下面将方案一的微电荷感应装置称为第一微电荷感应装置，第一微电荷感应装置在有关的附图中标注为110A。

第一微电荷感应装置的探头

图7为本申请实施例提供的微电荷感应装置的使用状态示意图。图8为图7中A处局部放大图。如图4-8所示，第一微电荷感应装置110A的探头111包含感应部和输出部。所述感应部包含连接成电流通路或各自分离的至少两个感应体，所述至少两个感应体用于被分别置于上述除尘系统中各对应的独立净气箱211，当任一独立净气箱211的气流中的颗粒物经过对应感应体时在该对应感应体上产生电流信号。所述输出部则同时与感应部中各自分离的至少两个感应体连接导通或由感应部中连接形成电流通路的至少两个感应体中任意一个感应体兼作，用于输出所述感应部中各感应体产生的电流信号至信号处理系统112。

由于上述探头111可分为不同的感应体而同时分布在不同的独立探测区域中，使用时这些不同的感应体又可通过同一输出部向信号处理系统112输出电流信号，因此，方案一的微电荷感应装置可以对不同的独立探测区域进行探测，由此能够减少微电荷感应装置使用数量，降低使用成本。

在此需要指出，关于第一微电荷感应装置110A的探头111，可以参考本申请的申请人在公开号为CN112362118A的专利文件中提供的内容；或者，也可以将该专利文件中的内容援引至本申请。

如图4-8所示，第一微电荷感应装置110A的一种可选实施方式为，所述探头111设置为构成电流通路的线状结构并沿线状结构长度方向分段形成所述至少两个感应体。

通常情况下，所述线状结构可以使用电缆1111制作。这样，构成第一微电荷感应装置110A的探头111的电缆1111将穿过不同的独立净气箱211。

图7中没有示出除尘系统，但可以理解，第一微电荷感应装置110A的电缆1111穿过不同的独立净气箱211的情况下，各独立净气箱211中的那一段电缆即为一个感应体。

第一微电荷感应装置的信号处理系统

如图4-8所示，第一微电荷感应装置110A的信号处理系统112包含电气盒1121和信号处理电路模块(通常制作为集成电路板)，所述电气盒1121使用时安装在除尘系统的壳结构外表面上，所述信号处理电路模块安装在所述电气盒1121内且它的信号输入接口通过微电流信号传输结构与对应探头111的输出部信号连接。

其中，所述微电流信号传输结构包含由内向外分层嵌套的信号传输线1124、绝缘套管1123以及电磁屏蔽管1122，所述信号传输线1124的第一端连接所述信号输入接口而第二端连接所述输出部，所述电磁屏蔽管1122第一端连接所述信号输入接口而第二端插入所述壳结构的内腔，所述绝缘套管1123第一端位于电磁屏蔽管1122内从而通过该绝缘套管1123将信号传输线1124与电磁屏蔽管1122相隔离，所述绝缘套管1123第二端位于电磁屏蔽管1122外并包裹在信号传输线1124外侧。

在这里，所述壳结构具体可以是除尘系统中某一个独立净气箱211的壳结构。第一微电荷感应装置110A的信号处理系统112的电气盒1121优选安装在所述壳结构的上表面上，从而方便电气盒1121的安装等有关的操作。

通常情况下，独立净气箱211的壳结构是由钢板制作的，这时，独立净气箱211与其外部环境就可以通过该壳结构实现电磁屏蔽。

第一微电荷感应装置110A的信号处理系统112具有如下优点：首先，该信号处理系统112可以方便快捷的实现工程安装。操作者在工程现场可以先将电气盒1121安装在除尘系统的壳结构外表面上，并将信号处理电路模块安装在所述电气盒1121内，然后将绝缘套管1123套在信号传输线1124外部，再将套有信号传输线1124的绝缘套管1123穿入电磁屏蔽管1122，最后再将这些套在一起的管线与信号处理电路模块的信号输入接口进行连接，由此就可以完成信号处理系统的安装，十分方便快捷。其次，可以根据现场情况灵活调整电气盒1121的位置以及相关管线的长度。由于信号处理系统112可以采用上述工程安装方式，这样就可以根据现场情况灵活调整电气盒1121的位置以及相关管线的长度，大大提高了信号处理系统的安装使用的灵活性。再次，能够防止微电流信号传输结构外部环境中的颗粒物流动对于信号传输线1124中的电流信号的干扰。电磁屏蔽管1122能够起到电磁屏蔽作用，从而防止微电流信号传输结构外部环境中的颗粒物流动对于信号传输线1124中的电流信号的干扰。同时，所述绝缘套管1123第一端位于电磁屏蔽管1122内从而通过该绝缘套管1123将信号传输线1124与电磁屏蔽管1122相隔离，这样，就避免了信号传输线1124与电磁屏蔽管1122接触发生短路。最后，由于所述绝缘套管1123第二端位于电磁屏蔽管1122外并包裹在信号传输线1124外侧，可以防止因信号传输线1124晃动或因气流结露等原因所导致信号传输线1124与电磁屏蔽管1122接触发生短路的情形。

在一种可选实施方式中，所述电磁屏蔽管1122包含刚性导向屏蔽管1122a，所述刚性导向屏蔽管1122a的一端插入所述壳结构的内腔另一端延伸至所述壳结构外部，所述绝缘套管1123第一端位于刚性导向屏蔽管1122a内从而通过该绝缘套管1123将信号传输线1124与电磁屏蔽管1122相隔离，所述绝缘套管1123第二端位于刚性导向屏蔽管外并包裹在信号传输线1124外侧。其中，刚性导向屏蔽管1122a可以采用钢管来制作。刚性导向屏蔽管1122a除了起到电磁屏蔽的作用外，还起到对穿入刚性导向屏蔽管1122a内的管线的导向和定位的作用。

此外，所述电磁屏蔽管1122还可以包含柔性屏蔽管1122b，所述刚性导向屏蔽管1122a通过所述柔性屏蔽管1122b与所述信号输入接口连接。通过将刚性导向屏蔽管1122a与柔性屏蔽管1122b搭配使用，既可利用刚性导向屏蔽管1122a对相关管线进行定位，又可方便电磁屏蔽管1122的安装。

第一微电荷感应装置的整体结构

当第一微电荷感应装置110A的探头111以及信号处理系统112采用上述方案的情况下，第一微电荷感应装置110A还可进一步采用以下改进方案。

如图4-8所示，第一微电荷感应装置110A包括至少两个所述探头111，所述信号处理系统112是一种电气盒1121内安装有至少两个所述信号处理电路模块的集中式信号处理系统；所述集中式信号处理系统中的所述至少两个所述信号处理电路模块中任意一个所述信号处理电路模块分别通过一根独立的所述微电流信号传输结构与所述至少两个所述探头111中对应那一个所述探头111的输出部信号连接。

在一种可选实施方式中，所述至少两个所述探头111中与所述集中式信号处理系统连接的各所述探头111是以所述集中式信号处理系统为中心区域向远离所述中心区域的方向发散布置的。

例如，当所述探头111设置为构成电流通路的线状结构并沿线状结构长度方向分段形成所述至少两个感应体时，所述至少两个所述探头111中与所述集中式信号处理系统连接的各所述探头111的线状结构之间是平行设置的和/或位于同一直线上；所述至少两个所述探头111中与所述集中式信号处理系统连接的各所述探头111的所述输出部均靠近所述集中式信号处理系统。

图7所示示例中，第一微电荷感应装置110A包括了四个所述探头111，即探头①、探头②、探头③和探头④。其中，探头①的线状结构和探头②的线状结构位于同一直线上；探头③的线状结构和探头④的线状结构位于同一直线上；并且，探头①的线状结构和探头②的线状结构所在的直线与探头③的线状结构和探头④的线状结构所在的直线是平行的。探头①的线状结构从一个方向穿入第一排除尘单元中前面部分除尘单元的各独立净气箱211，探头②的线状结构从相反方向穿入第一排除尘单元中后面部分除尘单元的各独立净气箱211。类似的，探头③的线状结构从一个方向穿入第二排除尘单元中前面部分除尘单元的各独立净气箱211，探头④的线状结构用于从相反方向穿入第二排除尘单元中后面部分除尘单元的各独立净气箱211。上述探头①、探头②、探头③和探头④分别通过一根独立的所述微电流信号传输结构与一个集中式信号处理系统连接，该集中式信号处理系统设置在同时靠近探头①的输出部、探头②的输出部、探头③的输出部和探头④的输出部的位置上。

结合上述示例可以看出，将所述至少两个所述探头111中与所述集中式信号处理系统连接的各所述探头111以所述集中式信号处理系统为中心区域向远离所述中心区域的方向发散布置，实际上有助于令每一个所述探头的长度缩短，且令每一个所述探头上的电流信号传递到集中式信号处理系统的距离接近，便于所述探头的制作并提高第一微电荷感应装置110A准确性。

第一微电荷感应装置的安装

下面将以使用电缆1111制作探头111的第一微电荷感应装置110A说明第一微电荷感应装置110A的安装过程以及安装后的第一微电荷感应装置110A。

一个探头大致上的安装过程为：先在预先设计需要探头111两端分别所在的独立净气箱的内壁上安装牵拉装置113，所述牵拉装置113用于对电缆1111进行牵拉以使电缆1111能够安装在所述壳结构中。然后将一根电缆1111的第一端所在的第一段通过第一转折加工形成第一转折段1112，所述第一转折段1112与所述电缆1111的本体之间形成第一线环1113，所述第一线环1113用于连接对应的牵拉装置113(可以将第一转折段1112穿过对应牵拉装置113上的孔从而使第一线环1113与对应牵拉装置113连接)。所述第一转折段1112再通过第二转折加工形成第二转折段1114，所述第二转折段1114与所述本体之间的夹角＞0°且＜180°，这时，第二转折段1114相当于从电缆1111的本体上分岔出来，因此，第二转折段1114刚好可以用作所述信号传输线1124的至少一段，用以实现电流信号的输出。关于第二转折段1114与信号处理系统112之间的连接，可以参考前述“第一微电荷感应装置的信号处理系统”部分中的内容，在此不再赘述。此后，将电缆1111的第二端所在的第二段通过第三转折加工形成第三转折段，所述第三转折段与所述电缆1111的本体之间固结并形成第二线环，所述第二线环用于连接对应的牵拉装置(可以将第三转折段穿过对应牵拉装置上的孔从而使第二线环与对应牵拉装置连接)。这样，就能够通过电缆1111第一端处用于连接第一线环1113的牵拉装置113和电缆1111第二端处用于连接第二线环的牵拉装置使电缆1111安装在所述壳结构中。可见，上述安装过程施工并不复杂，能够做到简便快捷。

在一种可选实施方式中，电缆1111第一端处用于连接第一线环1113的牵拉装置113和电缆1111第二端处用于连接第二线环的牵拉装置中至少一个牵拉装置带有工作时处于拉升状态的弹簧113a，这样，就可以利用弹簧使电缆1111沿自身长度方向张紧地安装在所述壳结构中，减小电缆使用过程中的晃动。

当一个探头111的电缆1111所通过的独立净气箱211中任意一个独立净气箱211与其余的独立净气箱211之间均是通过隔离结构218(例如钢板)进行隔离的情况下，通常还需要在隔离结构218上设置套置于电缆1111外侧的绝缘密封套114，以避免电缆1111与隔离结构接触导致短路。

图11为本申请实施例提供的一种绝缘密封套的结构示意图。如图11所示，该实施例的绝缘密封套114包含一对绝缘陶瓷螺栓1141与绝缘陶瓷螺母1142，所述绝缘陶瓷螺栓1141上设置有轴向贯通孔，所述绝缘陶瓷螺栓1141的螺柱部分从设置在对应隔离结构218上的贯穿孔2181的一端穿入该贯穿孔2181后连接所述绝缘陶瓷螺母1142，所述绝缘陶瓷螺栓1141的肩部与所述隔离结构218的一侧表面之间以及所述绝缘陶瓷螺母1142与所述隔离结构218的另一侧表面之间分别夹持有绝缘密封垫片1143，所述电缆1111通过所述轴向贯通孔轴向穿过所述绝缘陶瓷螺栓1141。

所述电缆1111上穿套于所述贯穿孔2181的部分可以包套绝缘套管1144；所述绝缘套管可采用热缩管。所述电缆1111与所述贯穿孔2181之间也可填充密封胶。所述绝缘密封垫片1143可采用聚四氟乙烯垫片。

上述绝缘密封套114结构简单、安装便利，既能够防止电缆1111与隔离结构218接触，又可以在绝缘密封套114与隔离结构218之间以及绝缘密封套114与电缆1111之间进行有效密封。

方案二

在这里，方案二的微电荷感应装置所应用的除尘系统与方案一的微电荷感应装置所应用的除尘系统是相同的，故对方案二的微电荷感应装置所应用的除尘系统不再赘述。应当说明，该除尘系统仅是为了对方案二的微电荷感应装置的使用环境/应用场景进行举例，显然，方案二的微电荷感应装置也可应用于其他系统中。

方案二的微电荷感应装置包括探头111和信号处理系统112。下面分别对方案二的微电荷感应装置的探头111和信号处理系统112进行说明。为了方便描述，下面将方案二的微电荷感应装置称为第二微电荷感应装置，第二微电荷感应装置在有关的附图中标注为110B。

第二微电荷感应装置的探头

图7为本申请实施例提供的微电荷感应装置的使用状态示意图。图9为图7中B处局部放大图。图10为图7中C处局部放大图。如图1-7、9-10所示，第二微电荷感应装置110B的探头111包含感应部和输出部。其中，所述感应部包含感应线阵，所述感应线阵具有连接在一起的至少两条感应线1111a，使用时所述感应线阵大致上分布在排气管230中的同一个横截面上。所述输出部同时与所述感应线阵中各所述感应线连接导通，用于输出所述感应线阵中各所述感应线产生的电流信号。

由于感应部包含感应线阵，所述感应线阵具有连接在一起的至少两条感应线1111a，使用时所述感应线阵大致上分布在排气管230中的同一个横截面上，因此，感应线阵类似于一个网状结构，当排气管230中的气流中的颗粒物经过感应线阵时，该感应线阵更容易捕捉到颗粒物的存在，从而使微电荷感应装置更灵敏的探测到颗粒物。

在一种可选实施方式中，所述感应线阵的全部感应线1111a中至少有两条感应线1111a是在同一预制线材上通过转折加工而成的。其中，所述预制线材可以采用电缆1111。所述电缆1111可以通过使用时分布在所述排气管230中并分别与所述电缆1111对应部位绝缘连接的牵拉结构115的牵引而在所述横截面上曲折布设。此外，所述电缆1111还可以通过使用时沿所述横截面的边缘线分布的所述牵拉结构115牵引而在该横截面上曲折布设。

在一种具体实施方式中，所述探头111使用所述电缆1111通过转折加工制作；所述输出部包括所述电缆的第一端所在的第一段。

在一种具体实施方式中，所述牵拉结构115的第一端连接在所述排气管230的内壁上，所述牵拉结构115上具有绝缘材料从而使被该牵拉结构115牵引的电缆1111与所述内壁相互绝缘。

在一种具体实施方式中，所述牵拉结构115的第二端设有供所述电缆1111上需要进行所述转折加工的部位穿过的电缆穿孔，所述电缆1111上通过所述转折加工形成的线环1115与对应的电缆穿孔之间相互套接。

在一种具体实施方式中，如图9所示，所述牵拉结构115包括第一拉环1151、第二拉环1153和陶瓷绝缘连接件1152，其中，第一拉环1151用于与所述电缆1111上通过所述转折加工形成的线环1115相互套接，第二拉环1153用于与安装在所述排气管230的内壁上的挂耳1154相互套接，陶瓷绝缘连接件1152两端分别与所述第一拉环1151和第二拉环1153活动连接。

在一种具体实施方式中，所述电缆1111的第一端所在的第一段通过第一转折加工形成第一转折段，所述第一转折段与所述电缆1111的本体之间形成第一线环；所述第一转折段通过第二转折加工形成第二转折段，所述第二转折段与所述本体之间的夹角＞0°且＜180°；所述第一线环用于连接对应的牵拉结构115，所述第二转折段用于输出所述电缆1111上产生的电流信号。

在一种具体实施方式中，所述电缆1111的第二端所在的第二段通过第三转折加工形成第三转折段，所述第三转折段与所述电缆1111的本体之间固结并形成第二线环；所述第二线环用于连接对应的牵拉结构115。

在一种具体实施方式中，如图7、10所示，所述电缆1111通过在所述横截面上曲折布设而形成依次串联的至少三条不同方位的感应线1111a，所述依次串联的至少三条不同方位的感应线1111a将所述横截面分割为多个网格。其中，所述依次串联的至少三条不同方位的感应线1111a中的首尾两条感应线1111a可以是交叉设置的。可选的，所述依次串联的至少三条不同方位的感应线1111a中的首尾两条感应线1111a交叉点靠近或重合于所述横截面的几何中心。

此外，如图10所示，所述依次串联的至少三条不同方位的感应线1111a中的首尾两条感应线1111a的交叉点处还可以设置交叉点连接装置116。所述交叉点连接装置116分别与彼此交叉的两条感应线1111a连接。交叉点连接装置116的主要作用是对彼此交叉的感应线1111a进行连接，减小整个感应线阵的晃动。此外，交叉点连接装置116可以采用绝缘材料制作，这样还可以避免彼此交叉的感应线1111a之间的接触。

在一种具体实施方式中，所述交叉点连接装置116包括优选由绝缘材料制成的交叉点连接装置本体，所述交叉点连接装置本体上分别设有互不连通的第一穿孔和第二穿孔，所述第一穿孔用于一段电缆线通过，所述第二穿孔用于另一段电缆线通过。

第二微电荷感应装置的信号处理系统

如图7所示，第二微电荷感应装置110B的信号处理系统112包含电气盒1121和信号处理电路模块(通常制作为集成电路板)，所述电气盒1121使用时安装在除尘系统的壳结构外表面上，所述信号处理电路模块安装在所述电气盒1121内且它的信号输入接口通过微电流信号传输结构与对应探头111的输出部信号连接。

其中，所述微电流信号传输结构包含由内向外分层嵌套的信号传输线1124、绝缘套管1123以及电磁屏蔽管1122，所述信号传输线1124的第一端连接所述信号输入接口而第二端连接所述输出部，所述电磁屏蔽管1122第一端连接所述信号输入接口而第二端插入所述壳结构的内腔，所述绝缘套管1123第一端位于电磁屏蔽管1122内从而通过该绝缘套管1123将信号传输线1124与电磁屏蔽管1122相隔离，所述绝缘套管1123第二端位于电磁屏蔽管1122外并包裹在信号传输线1124外侧。

在这里，第二微电荷感应装置110B的信号处理系统112与第一微电荷感应装置110A的信号处理系统112可以采用完全相同的方案。

第二微电荷感应装置的安装

下面将以使用电缆1111制作探头111的第二微电荷感应装置110B说明第二微电荷感应装置110B的安装过程以及安装后的第二微电荷感应装置110B。

一个探头大致上的安装过程为：先在排气管230的内壁上布置安装牵拉结构115。然后将一根电缆1111的第一端所在的第一段通过第一转折加工形成第一转折段，所述第一转折段与所述电缆1111的本体之间形成第一线环，所述第一线环用于连接对应的牵拉结构115A(可以将第一转折段穿过对应牵拉装置115上的孔从而使第一线环与对应牵拉装置115A连接)。所述第一转折段再通过第二转折加工形成第二转折段，所述第二转折段与所述本体之间的夹角＞0°且＜180°，这时，第二转折段相当于从电缆1111的本体上分岔出来，因此，第二转折段刚好可以用作所述信号传输线1124的至少一段，用以实现电流信号的输出。关于第二转折段与信号处理系统112之间的连接，可以参考前述“第一微电荷感应装置的信号处理系统”部分中的内容，在此不再赘述。此后，将电缆1111的第二端依次穿过牵拉装置115B的电缆穿孔、牵拉装置115C的电缆穿孔和牵拉装置115D的电缆穿孔，每穿过一个电缆穿孔时即需要对电缆1111进行转折加工；其中，将电缆1111的第二端所在的第二段通过第三转折加工形成第三转折段，所述第三转折段与所述电缆1111的本体之间固结并形成第二线环，所述第二线环具体用于连接牵拉装置115D(可以将第三转折段穿过牵拉装置115D上的孔从而使第二线环与牵拉装置115D连接)。这样，就使得所述电缆1111通过这些牵拉结构115牵引而在所述横截面上曲折布设。可见，上述安装过程施工并不复杂，能够做到简便快捷。

无论第一微电荷感应装置110A还是第二微电荷感应装置110B，在安装好以后，均可按照图1所示方式接入控制系统。通过在上位机140中运行的除尘系统异常监控程序，就可以自动根据各除尘单元210的反吹信息和第一微电荷感应装置110A或第二微电荷感应装置110B的信号处理系统112的输出信息，实现对过滤元件可能存在破损的除尘单元的定位。

所述除尘系统异常监控程序可以存储在上位机140的存储器中，当所述除尘系统异常监控程序被上位机140的处理器执行时，可以实现以下除尘系统监测方法。

图12为本申请实施例提供的一种除尘系统监测方法的示意图。如图12所示，除尘系统监测方法包括：

S11：获取所述至少两个除尘单元210的反吹信息，通过所述反吹信息能够确定所述至少两个除尘单元210中各除尘单元210的反吹系统的运行时机。

当采用离线反吹方案时，所述反吹信息可以是各排气阀231在对应的除尘单元210完成反吹再生后后的开启时间。当采用在线反吹方案时，所述反吹信息可以是各除尘单元210中的各脉冲阀216的开启时间。

S12：获取所述第一微电荷感应装置110A的信号处理系统112或第二微电荷感应装置110B的信号处理系统112的输出信息，通过所述输出信息能够确定由第一微电荷感应装置110A或第二微电荷感应装置110B探测到的颗粒物瞬时流量随时间的变化。

S13：根据所述反吹信息与输出信息确定当第一微电荷感应装置110A或第二微电荷感应装置110B探测到的颗粒物瞬时流量异常升高时对应运行反吹系统的除尘单元210，然后发出指向该除尘单元210异常的通知。

方案三

方案三中，将第一微电荷感应装置110A和第二微电荷感应装置110B同时应用于如图4-6中所示的除尘系统中。在这样的情况下，如图7所示，第二微电荷感应装置110B的信号处理系统112与第一微电荷感应装置110A的信号处理系统112可以整合在同一集中式信号处理系统的电气盒1121内。

由于将第一微电荷感应装置110A和第二微电荷感应装置110B组装在一起，这时，上位机140或上位机140的处理器也可以执行以下除尘系统监测方法。

图13为本申请实施例提供的一种除尘系统监测方法的示意图。如图13所示，除尘系统监测方法包括：

S21：获取所述至少两个除尘单元210的反吹信息，通过所述反吹信息能够确定所述至少两个除尘单元210中各除尘单元210的反吹系统的运行时机。

S22：获取所述第一微电荷感应装置110A的信号处理系统112和第二微电荷感应装置110B的信号处理系统112的输出信息，通过所述输出信息能够确定由第一微电荷感应装置110A和第二微电荷感应装置110B探测到的颗粒物瞬时流量随时间的变化。

S23：根据所述反吹信息与输出信息确定当第一微电荷感应装置110A和第二微电荷感应装置110B探测到的颗粒物瞬时流量异常升高时对应运行反吹系统的除尘单元210，然后发出指向该除尘单元210异常的通知。

根据上述除尘系统监测方法，能够更准确的对过滤元件可能存在破损的除尘单元进行定位，防止误报。

图14为本申请实施例提供的一种除尘系统监测设备的结构示意图。如图14所示，一种除尘系统监测设备，包括：第一信息获取模块310、第二信息获取模块320和异常判断通知模块330。

其中，第一信息获取模块310用于获取所述至少两个除尘单元210的反吹信息，通过所述反吹信息能够确定所述至少两个除尘单元210中各除尘单元210的反吹系统的运行时机。

第二信息获取模块320用于获取所述第一微电荷感应装置110A的信号处理系统112和/或第二微电荷感应装置110B的信号处理系统112的输出信息，通过所述输出信息能够确定由第一微电荷感应装置110A和/或第二微电荷感应装置110B探测到的颗粒物瞬时流量随时间的变化。

异常判断通知模块330则根据所述反吹信息与输出信息确定当第一微电荷感应装置和/或第二微电荷感应装置探测到的颗粒物瞬时流量异常升高时对应运行反吹系统的除尘单元，然后发出指向该除尘单元异常的通知。

方案四

方案四中，将第二微电荷感应装置110B改进为：一种微电荷感应装置，包括探头111，所述探头111使用时插入气流流道(这里具体为排气管230)并在气流流道中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统112的输入信号，所述探头111包括电缆1111，所述电缆1111通过使用时分布在所述气流流道中并分别与所述电缆1111对应部位绝缘连接的牵拉结构115的牵引而布设在所述气流流道中。这样，方案四的微电荷感应装置可以更灵活布置在工程现场。

可选的，所述牵拉结构的第一端连接在所述气流流道的内壁上，所述牵拉结构上具有绝缘材料从而使被该牵拉结构牵引的电缆与所述内壁相互绝缘。

可选的，所述牵拉结构的第二端设有供所述电缆上需要进行所述转折加工的部位穿过的电缆穿孔，所述电缆上通过所述转折加工形成的线环与对应的电缆穿孔之间相互套接。

可选的，所述牵拉结构包括：第一拉环，用于与所述电缆上通过所述转折加工形成的线环相互套接；第二拉环，用于与安装在所述气流流道的内壁上的挂耳相互套接；陶瓷绝缘连接件，两端分别与所述第一拉环和第二拉环活动连接。

可选的，所述牵拉结构上设有使用时处于拉伸状态而对电缆施加张紧力的弹簧。

可选的，所述电缆的第一端所在的第一段通过第一转折加工形成第一转折段，所述第一转折段与所述电缆的本体之间形成第一线环；所述第一转折段通过第二转折加工形成第二转折段，所述第二转折段与所述本体之间的夹角＞0°且＜180°；所述第一线环用于连接对应的牵拉结构，所述第二转折段用于输出所述电缆上产生的电流信号。

可选的，所述信号处理系统包含电气盒和信号处理电路模块，所述电气盒使用时安装在所述气流流道的壳结构外表面上，所述信号处理电路模块安装在所述电气盒内且它的信号输入接口通过微电流信号传输结构与对应所述探头的输出部信号连接；所述微电流信号传输结构包含由内向外分层嵌套的信号传输线、绝缘套管以及电磁屏蔽管，所述信号传输线的第一端连接所述信号输入接口第二端与所述第二转折段连接，所述电磁屏蔽管第一端连接所述信号输入接口第二端从所述壳结构插入气流流道，所述绝缘套管第一端位于电磁屏蔽管内从而通过该绝缘套管将信号传输线与电磁屏蔽管相隔离，所述绝缘套管第二端位于电磁屏蔽管外并包裹在信号传输线外侧，所述第二转折段用作所述信号传输线的至少一段。

可选的，所述电磁屏蔽管包含刚性导向屏蔽管，所述刚性导向屏蔽管的一端插入所述壳结构内的气流流道另一端延伸至所述壳结构外部；所述绝缘套管第一端位于刚性导向屏蔽管内从而通过该绝缘套管将信号传输线与电磁屏蔽管相隔离，所述绝缘套管第二端位于刚性导向屏蔽管外并包裹在信号传输线外侧。

可选的，所述电缆的第二端所在的第二段通过第三转折加工形成第三转折段，所述第三转折段与所述电缆的本体之间固结并形成第二线环；所述第二线环用于连接对应的牵拉结构。

可选的，所述信号处理系统包含电气盒和信号处理电路模块，所述电气盒使用时安装在所述气流流道的壳结构外表面上，所述信号处理电路模块安装在所述电气盒内且它的信号输入接口通过微电流信号传输结构与对应所述探头的输出部信号连接；所述微电流信号传输结构包含由内向外分层嵌套的信号传输线、绝缘套管以及电磁屏蔽管，所述信号传输线的第一端连接所述信号输入接口第二端与所述电缆连接，所述电磁屏蔽管第一端连接所述信号输入接口第二端从所述壳结构插入气流流道，所述绝缘套管第一端位于电磁屏蔽管内从而通过该绝缘套管将信号传输线与电磁屏蔽管相隔离，所述绝缘套管第二端位于电磁屏蔽管外并包裹在信号传输线外侧。

可选的，所述电磁屏蔽管包含刚性导向屏蔽管，所述刚性导向屏蔽管的一端插入所述壳结构内的气流流道另一端延伸至所述壳结构外部；所述绝缘套管第一端位于刚性导向屏蔽管内从而通过该绝缘套管将信号传输线与电磁屏蔽管相隔离，所述绝缘套管第二端位于刚性导向屏蔽管外并包裹在信号传输线外侧。

可选的，所述电缆通过使用时分布在所述气流流道中并分别与所述电缆对应部位绝缘连接的牵拉结构的牵引而在所述气流流道中曲折布设。

可选的，所述探头包括至少一个由两段电缆彼此交叉设置形成的交叉点，所述交叉点处设置有交叉点连接装置，所述交叉点连接装置分别与彼此交叉设置的两段电缆线连接。

可选的，所述交叉点连接装置包括优选由绝缘材料制成的交叉点连接装置本体，所述交叉点连接装置本体上分别设有互不连通的第一穿孔和第二穿孔，所述第一穿孔用于一段电缆线通过，所述第二穿孔用于另一段电缆线通过。

方案五

图15为本申请实施例提供的一种微电荷感应装置示意图。如图15所示，方案五中的微电荷感应装置是将第二微电荷感应装置110B改进为：微电荷感应装置包括探头111，所述探头111使用时插入气流流道(这里具体为排气管230)并在气流流道中的颗粒物经过该探头111时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统112的输入信号，所述探头111包括感应栅111a，所述感应栅111a由不同独立感应件在所述气流流道组装而成；所述感应栅111a具有公共的电流信号输出通道，用于输出所述感应栅111a产生的电流信号。上述微电荷感应装置通过对探头111的改进，使探头111具有了感应栅111a，感应栅111a顾名思义为栅状结构，拓展了探头111的探测范围，使探头111能够覆盖特定的探测区域；另外，感应栅111a的栅格往往呈均匀排布，有助于提高探测的准确性。

在一种具体实施方式中，所述微电荷感应装置包括多根电缆1111，每根电缆1111作为一个独立感应件。这些电缆1111可以参照方案二或方案四中相关方式，通过使用时设置在所述气流流道中与对应电缆1111绝缘连接的牵拉结构(由于图15中仅示出了气流流道的中心部位，故图15中未能示出位于气流流道内壁的牵拉结构，但此处的牵拉结构可以参照图8-9加以理解)的牵引而布设在所述气流流道中。此外，上述这些电缆1111还与用于构成所述电流信号输出通道的信号输出结构信号连接，以便输出所述感应栅111a产生的电流信号。由于微电荷感应装置采用了多根电缆1111，每根电缆1111作为一个独立感应件，因此，电缆与电缆之间是相互独立的，这样，不仅能够使感应栅111a的栅格布置的更密集，提高探测灵敏度，而且电缆的布置形式也可以更加灵活多变。

在一种具体实施方式中，所述信号输出结构包括由导电材料制成的中间连接件117，所述中间连接件117同时被所述感应栅111a中的不同所述电缆1111沿不同方向牵拉而保持于所述气流流道中，所述中间连接件117还用于与用于输出电流信号输出通道输出的电流信号的信号传输线信号1124连接。可选的，所述中间连接件117采用了环状结构，以便使各电缆1111可以通过穿过环状结构并转折加工的方式(与图8-9中所示的电缆1111与牵拉结构连接方式类似)与中间连接件117相连。

更具体而言，如图15所示，所述中间连接件117靠近于所述气流流道的中心，该中间连接件117分别通过多根分别以该中间连接件117为圆心而径向设置的所述电缆1111沿不同方向牵拉而保持于所述气流流道的中心位置，每一根所述电缆1111的远端则通过对应的牵拉结构连接在气流流道的内壁上。这样，可便于使感应栅111a的栅格更呈均匀排布。

在一种具体实施方式中，所述信号处理系统112包含电气盒和信号处理电路模块，所述电气盒使用时安装在所述气流流道(这里具体为排气管230)的壳结构外表面上，所述信号处理电路模块安装在所述电气盒内且它的信号输入接口通过微电流信号传输结构与所述电流信号输出通道信号连接。其中，所述微电流信号传输结构包含由内向外分层嵌套的信号传输线1124、绝缘套管以及电磁屏蔽管，所述信号传输线1124的第一端连接所述信号输入接口而第二端连接所述电流信号输出通道(这里具体为中间连接件117)，所述电磁屏蔽管第一端连接所述信号输入接口而第二端从所述壳结构插入气流流道，所述绝缘套管第一端位于电磁屏蔽管内从而通过该绝缘套管将信号传输线与电磁屏蔽管相隔离，所述绝缘套管第二端位于电磁屏蔽管外并包裹在信号传输线外侧。

上述信号处理系统112的具体说明可参考本说明书前述相关部分，在此不再赘述。但需要补充的是，根据需要，还可以在所述信号传输线1124与绝缘套管之间再增设置一层屏蔽结构，该层屏蔽结构包括内层绝缘层与外层屏蔽层，其中内层绝缘层套在信号传输线1124上，外层屏蔽层套在内层绝缘层上，这样，就可以利用该屏蔽结构将信号传输线1124上暴露在电磁屏蔽管外的部分进行屏蔽，使信号传输线1124上暴露在电磁屏蔽管外的部分不必作为感应件而仅仅传输探头111部分产生的电流信号。

方案六

在这里，方案六的微电荷感应装置应用于一种新风系统。该新风系统包括新风供给装置，新风供给装置包含空气过滤器，所述空气过滤器的已过滤空气输出口连接新风输送管410。微电荷感应装置用于探测新风输送管410中的颗粒物，从而为判断空气过滤器的工作情况提供依据。应当说明，该新风系统仅是为了对方案六的微电荷感应装置的使用环境/应用场景进行举例，显然，方案六的微电荷感应装置也可应用于其他系统中。

方案六的微电荷感应装置包括探头111和信号处理系统112。为了方便描述，下面将方案六的微电荷感应装置称为第三微电荷感应装置，第三微电荷感应装置在有关的附图中标注为110C。

图16为本申请实施例提供的一种微电荷感应装置示意图。图17为图16所示微电荷感应装置在另一观察角度下的示意图。如图16-17所示，第三微电荷感应装置包括探头111，所述探头111包括感应栅1111b，所述感应栅1111b由感应材料预制为一体而制成；所述感应栅1111b具有公共的电流信号输出通道，用于输出所述感应栅产生的电流信号。

所述感应栅1111b可以包括预制格栅、预制栅网或预制栅板。预制格栅、预制栅网和预制栅板均为预制件，方便安装于新风输送管410中。在一种具体实施方式中，所述感应栅1111b采用了预制栅网。

在一种具体实施方式中，所述电流信号输出通道包括位于所述感应栅上的一个电路节点，该电路节点与所述感应栅中任意导电部位均是电导通的。例如，当所述感应栅1111b采用了预制栅网时，该预制栅网中任意一个交点与所述感应栅中任意导电部位均是电导通的，这时，该预制栅网中任意一个交点均可以是所述电路节点。此外，所述电路节点上可设置电接头，所述电接头用于与用于输出电流信号输出通道输出的电流信号的信号传输线1124信号连接。将信号传输线1124与电接头连接的方式可以采用多种接线方式，比如通过螺钉将信号传输线1124的端部固定在电接头的螺纹孔中等，在此不做限定。

上述微电荷感应装置通过对探头111的改进，使探头111具有了感应栅111a，感应栅111a顾名思义为栅状结构，拓展了探头111的探测范围，使探头111能够覆盖特定的探测区域；另外，感应栅111a的栅格往往呈均匀排布，有助于提高探测的准确性。

此外，所述探头111还包括边框1116，所述感应栅1111b安装在所述边框1116内。所述边框1116的形状大小还可以与所述气流流道(新风输送管410)的感应栅安装截面的形状大小相适配，以便将边框1116安装在感应栅安装截面上。当所述边框1116安装于所述感应栅安装截面上时，位于所述边框1116内的感应栅1111b与构成所述气流流道的壳结构之间应相互绝缘。

当构成所述气流流道的壳结构由导体材料制成时，所述边框1116采用由绝缘材料制成的边框，以便使边框1116内的感应栅1111b与构成所述气流流道的壳结构之间应相互绝缘。而当构成所述气流流道的壳结构由绝缘材料制成时，所述边框1116还可采用带有由导体材料制成的屏蔽结构的边框，这样，可以减少所述气流流道的壳结构外部颗粒物运动对感应栅1111b造成干扰。当采用带有由导体材料制成的屏蔽结构的边框1116时，边框1116本身可以由金属材料制作；在边框1116上包裹锡箔纸等金属薄膜，也可以起到屏蔽结构的作用。

在一种具体实施方式中，所述信号处理系统1121包含电气盒1121和信号处理电路模块，所述电气盒1121使用时安装在所述气流流道(这里具体为新风输送管410)的壳结构外表面上，所述信号处理电路模块安装在所述电气盒1121内且它的信号输入接口通过微电流信号传输结构与所述电流信号输出通道信号连接。其中，所述微电流信号传输结构包含由内向外分层嵌套的信号传输线1124、绝缘套管以及电磁屏蔽管1122，所述信号传输线1124的第一端连接所述信号输入接口而第二端连接所述电流信号输出通道(这里具体为中间连接件117)，所述电磁屏蔽管1122第一端连接所述信号输入接口而第二端从所述壳结构插入气流流道，所述绝缘套管第一端位于电磁屏蔽管内从而通过该绝缘套管将信号传输线与电磁屏蔽管1122相隔离，所述绝缘套管第二端位于电磁屏蔽管1122外并包裹在信号传输线外侧。

上述信号处理系统112的具体说明可参考本说明书前述相关部分，在此不再赘述。但需要补充的是，根据需要，还可以在所述信号传输线1124与绝缘套管之间再增设置一层屏蔽结构，该层屏蔽结构包括内层绝缘层与外层屏蔽层，其中内层绝缘层套在信号传输线1124上，外层屏蔽层套在内层绝缘层上，这样，就可以利用该屏蔽结构将信号传输线1124上暴露在电磁屏蔽管1122外的部分进行屏蔽，使信号传输线1124上暴露在电磁屏蔽管1122外的部分不必作为感应件而仅仅传输探头111部分产生的电流信号。

以上对本申请提供的实施例的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本申请提供的实施例。基于本申请提供的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请提供的相关发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种微电荷感应装置，包括探头，所述探头使用时插入气流流道并在气流流道中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统的输入信号，其特征在于：所述探头包括感应栅，所述感应栅由感应材料预制为一体而制成或由不同独立感应件在所述气流流道组装而成；所述感应栅具有公共的电流信号输出通道，用于输出所述感应栅产生的电流信号。

2.如权利要求1所述的微电荷感应装置，其特征在于：所述感应栅包括预制格栅、预制栅网或预制栅板。

3.如权利要求1所述的微电荷感应装置，其特征在于：所述电流信号输出通道包括位于所述感应栅上的一个电路节点，该电路节点与所述感应栅中任意导电部位均是电导通的；所述电路节点上设有电接头，所述电接头用于与用于输出电流信号输出通道输出的电流信号的信号传输线信号连接。

4.如权利要求1所述的微电荷感应装置，其特征在于：所述探头还包括边框，所述感应栅安装在所述边框内。

5.如权利要求4所述的微电荷感应装置，其特征在于：所述边框的形状大小与所述气流流道的感应栅安装截面的形状大小相适配；当所述边框安装于所述感应栅安装截面上时，位于所述边框内的感应栅与构成所述气流流道的壳结构之间相互绝缘。

6.如权利要求5所述的微电荷感应装置，其特征在于：当构成所述气流流道的壳结构由导体材料制成时，所述边框采用由绝缘材料制成的边框；当构成所述气流流道的壳结构由绝缘材料制成时，所述边框采用带有由导体材料制成的屏蔽结构的边框。

7.如权利要求1所述的微电荷感应装置，其特征在于：包括多根电缆，每根电缆作为一个独立感应件；所述电缆既通过使用时设置在所述气流流道中与对应电缆绝缘连接的牵拉结构的牵引而布设在所述气流流道中，同时又与用于构成所述电流信号输出通道的信号输出结构信号连接。

8.如权利要求7所述的微电荷感应装置，其特征在于：所述信号输出结构包括由导电材料制成的中间连接件，所述中间连接件同时被所述感应栅中的不同所述电缆沿不同方向牵拉而保持于所述气流流道中，所述中间连接件还用于与用于输出电流信号输出通道输出的电流信号的信号传输线信号连接。

9.如权利要求7所述的微电荷感应装置，其特征在于：所述牵拉结构的第一端连接在所述气流流道的内壁上，所述牵拉结构的第二端用于与对应的所述电缆连接，被该牵拉结构牵引的电缆与所述内壁相互绝缘。

10.如权利要求1至9中任意一项权利要求所述的微电荷感应装置，其特征在于：所述信号处理系统包含电气盒和信号处理电路模块，所述电气盒使用时安装在所述气流流道的壳结构外表面上，所述信号处理电路模块安装在所述电气盒内且它的信号输入接口通过微电流信号传输结构与所述电流信号输出通道信号连接；所述微电流信号传输结构包含由内向外分层嵌套的信号传输线、绝缘套管以及电磁屏蔽管，所述信号传输线的第一端连接所述信号输入接口而第二端连接所述电流信号输出通道，所述电磁屏蔽管第一端连接所述信号输入接口而第二端从所述壳结构插入气流流道，所述绝缘套管第一端位于电磁屏蔽管内从而通过该绝缘套管将信号传输线与电磁屏蔽管相隔离，所述绝缘套管第二端位于电磁屏蔽管外并包裹在信号传输线外侧。

11.一种除尘系统，包括：

除尘单元组，包含至少两个除尘单元，所述至少两个除尘单元中各除尘单元均设有独立净气箱，各所述独立净气箱分别连接排气总管；

微电荷感应装置，包括探头，所述探头使用时插入所述排气总管的气流流道并在所述气流流道中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统的输入信号；

其特征在于：

所述微电荷感应装置采用权利要求1-10中任意一项权利要求所述的微电荷感应装置。

12.一种新风系统，包括：

新风供给装置，包含空气过滤器，所述空气过滤器的已过滤空气输出口连接新风输送管；

微电荷感应装置，包括探头，所述探头使用时插入所述新风输送管的气流流道并在所述气流流道中的颗粒物经过该探头时产生并输出电流信号，所述电流信号用作信号处理系统的输入信号；

其特征在于：

所述微电荷感应装置采用权利要求1-10中任意一项权利要求所述的微电荷感应装置。

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