[發明專利]一種帶反饋檢測的自動噴霧控制系統以及控制方法

在審

• 申請號: 201610122401.3
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105629836A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 金天;鄒新富;徐新民;張志軍;李春祥;鄭東曉;虞偉軍
• 申請（專利權）人: 金華市華強電子科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 蘇州睿昊知識產權代理事務所(普通合伙) 32277
• 代理人: 伍見

技術領域

本發明涉及環保設備領域，尤其是降塵設備，具體涉及一種帶反饋檢測 的自動噴霧控制系統以及控制方法。

背景技術

隨著工業生產、生活的不斷發展，冶金煉鋼電爐和以原煤為燃料的鍋爐 不斷增加，放入大氣的污染物也隨之增加。其中，爐窖排放的大氣污染物， 特別是直徑在10微米以下的可吸入粉塵顆粒，是造成人們塵肺病等職業病和 粉塵污染的主要根源。

傳統除塵技術以干式除塵和濕式除塵兩大類為主，干式除塵是將被污染 的空氣吸入除塵設備處理后重新排入大氣，這種被動式處理不但損失物料， 也易產生二次污染。而濕式除塵則通過對起塵點噴水增加濕度來提高抑塵效 果，其對細小粉塵的處理能力低，導致除塵效率不高。

隨著抑塵技術的發展，出現了微米級干霧降塵，通過產生微米級的干霧 與物料作用，采用主動式抑塵原理將粉塵直接抑制在物料上，已成為避免作 業空間污染和物料損失的最有效、最節約的除塵方向。該類干霧抑塵系統通 過將水壓、氣壓調到最佳值，空氣通過裝置中的噴嘴部分加速延伸至諧振腔， 反射回來后成為最初的沖擊波，液體在低壓狀態下形成沖擊波被切割成微水 滴，空氣推動微水滴在諧振腔中與諧振腔產生超聲波共振，形成所需霧狀噴 霧(直徑<10微米水霧顆粒)，微米級干霧對懸浮在空氣中的粉塵-—特別是直 徑在5微米以下的可吸入粉塵顆粒進行有效的吸附而聚結成團，受重力作用 而沉降，從而達到抑塵作用。

上述干霧降塵的方法具體可以通過這樣一個系統過程來實現，利用壓縮 空氣和低壓水經過噴嘴產生微米級顆粒的干霧(1-10μm的液滴大小)。當水霧 顆粒與塵埃顆粒大小相近時吸附、過濾、凝結的機率最大。粉塵可以通過水 或化學劑被粘貼而聚結增大，但那些最細小的粉塵只有當水滴很小以減小水 的表面張力時才會聚結成團。如果水霧顆粒直徑大于粉塵顆粒，那么粉塵就 僅僅跟隨水霧顆粒周圍的氣流運動，很少或者根本沒有接觸，達不到抑塵效 果。隨著水霧顆粒大小的減小，當與粉塵顆粒相當時，后者便會隨氣流運動 與前者碰撞、接觸而粘結在一起。水霧顆粒越小，聚結的可能性就越大。

因此，這些(干霧)超細水滴附著凝聚相同大小的粉塵粒子(PM10即10μ m或更小的粉塵粒子，呼吸性粉塵即漂塵)。稍微溫潤粉塵顆粒，然后大到可 以降落的質量，從而從空氣中降落達到粉塵治理效果。

不同的水流、氣流速度與干霧產生器不同的諧振腔固有頻率相配合會產 生不同質量的霧滴。為形成所需干霧，水壓、氣壓需調在最佳值使沖擊波與 諧振腔固有頻率相耦合。然而超聲波共振過程中水和空氣對諧振腔不斷沖擊， 易使諧振腔發生磨損；若使用了帶有顆粒的污水，顆粒會對諧振腔產生更進 一步損壞；一旦使用了海水或其他含懸浮顆粒大的水，更可能使諧振腔被腐 蝕或堵塞，諧振腔的固有頻率會因其腔體磨損形變而增大偏移。

現有干霧裝置中水壓、氣壓值在初始化后即保持不變，因此常會產生使 用一段時間后因諧振腔內部形變導致頻率偏移，諧振腔與初始氣壓液壓值不 再耦合，進而無法產生最佳干霧的問題，這會導致干霧噴嘴無法持續性有抑 塵、縮短壽命等問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種帶反饋檢測 的自動噴霧控制系統以及控制方法，本發明的控制系統具有動態跟蹤、自適 應的閉環檢測和控制結構系統，該系統主要圍繞干霧諧振腔，利用光的折射、 散射和吸收原理，在噴霧口放置激光發射和接收裝置，當光投向水霧區，并 且經過水霧的作用，激光的走向和強度將發生改變，通過感知這種改變推測 水霧顆粒濃度(單位體積水霧顆粒的多少)的大小，又因為水量與濃度有對 應的關系，在相同顆粒大小的情況下，水量越大濃度就越高；可以推斷，當 水量相同時，顆粒越大，水霧濃度越低；反之，顆粒越小，水霧濃度也越高。

本發明利用上述原理，設計了一個主控制器為核心，還包括激光收發和 檢測裝置、水控電磁閥、氣控電磁閥的系統，其中主控制器的功能是采集來 自激光收發及檢測裝置的濃度反饋信號，利用閉環控制PID算法，將控制信 號饋送給氣控電磁閥，調節氣流的流量大小，改變和適應在諧振腔里水氣振 蕩頻率，最終達到改變產生水霧濃度的目的。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實 現：

一種帶反饋檢測的自動噴霧控制系統，其包括：

空壓機，所述空壓機為控制系統提供氣源動力；