[發(fā)明專利]一種新型煙塵測(cè)量裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910799708.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN110514566B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢賀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐州治鼎環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N15/06
• 分類號(hào): G01N15/06
• 代理公司: 南寧深之意專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45123
• 代理人: 徐國(guó)華

本發(fā)明公開了一種新型煙塵測(cè)量裝置和方法。測(cè)量裝置包括光源、測(cè)量室、光信號(hào)探測(cè)模塊和光信號(hào)處理單元；測(cè)量室主要由窗口片、光阱、顆粒物測(cè)量區(qū)域、發(fā)射光路和散射光路組成；光源放置在窗口片的前端，光信號(hào)探測(cè)模塊放置在散射光路的后端，從而構(gòu)成一個(gè)典型的光散射測(cè)量光路系統(tǒng)；光信號(hào)探測(cè)模塊主要由聚焦透鏡和光信號(hào)傳感器組成；光信號(hào)傳感器與光信號(hào)處理單元相連接；光信號(hào)處理單元用于將接收到的光信號(hào)處理得到強(qiáng)度信號(hào)和脈沖信號(hào)，然后進(jìn)行分析獲得煙塵濃度。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用成本低，測(cè)量方法采用強(qiáng)度信號(hào)和脈沖信號(hào)兩相多類型信號(hào)結(jié)合分析處理，實(shí)現(xiàn)煙塵濃度的精確可靠測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保檢測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種煙塵測(cè)量裝置和方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代化的工業(yè)社會(huì)中，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整轉(zhuǎn)型，工業(yè)鍋爐、電廠鍋爐及工業(yè)窯爐等污染源所造成的環(huán)境污染問題愈加突出，各國(guó)都對(duì)此進(jìn)行了深入研究并加以控制。隨著國(guó)內(nèi)“超低排放”改造的實(shí)施，國(guó)內(nèi)污染源煙塵排放呈現(xiàn)低濃度、高濕度復(fù)合工況，在線監(jiān)測(cè)難度較大。現(xiàn)有的主流在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品采用高溫抽取采樣和光散射測(cè)量方案，取樣后的高濕煙塵進(jìn)行高溫氣化預(yù)處理，需要對(duì)測(cè)量室進(jìn)行加熱或者保溫處理。如何在實(shí)現(xiàn)測(cè)量室加熱的同時(shí)，減少溫度對(duì)儀器測(cè)量的影響，提高激光器和探測(cè)器的測(cè)量精度和穩(wěn)定性，是制約整個(gè)產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。另外不同的工廠的污染源排口，甚至同一排口在不同運(yùn)行負(fù)荷狀況下，煙塵顆粒物的粒徑、顏色等存在明顯差異，而粒徑、顏色等對(duì)散射強(qiáng)度信號(hào)影響較大，以至常規(guī)煙塵在線監(jiān)測(cè)設(shè)備難以準(zhǔn)確測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)煙塵濃度。

中國(guó)發(fā)明專利CN201611014750.X公布了一種顆粒兩相流的粒子濃度檢測(cè)方法，通過激光束與粒子作用產(chǎn)生散射光，在傳感器上輸出波形，對(duì)應(yīng)于一個(gè)粒子從進(jìn)入測(cè)量取樣區(qū)到出測(cè)量取樣區(qū)的過程，鼓形波的高度代表代表粒子尺寸大小。中國(guó)發(fā)明專利CN201710687051.X公布了一種實(shí)時(shí)的煙塵顆粒在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是通過圖像采集模塊用于采集煙道內(nèi)的煙塵圖像，在圖像處理中提出基于粒子群優(yōu)化算法的最大熵閾值的圖像分割方法。上述專利可能存在的問題是高濃度粒子波形序列會(huì)占據(jù)整個(gè)時(shí)間段導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別濃度大小或者圖像無(wú)法分割識(shí)別，這是常規(guī)粒子計(jì)數(shù)器原理的儀表存在的共通問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種新型煙塵測(cè)量裝置和方法。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用成本低，測(cè)量方法采用強(qiáng)度信號(hào)和脈沖信號(hào)相結(jié)合分析處理，實(shí)現(xiàn)了煙塵濃度的精確可靠測(cè)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種新型煙塵測(cè)量裝置，其特征在于：包括光源、測(cè)量室、光信號(hào)探測(cè)模塊和光信號(hào)處理單元；所述的測(cè)量室主要由窗口片、光阱、顆粒物測(cè)量區(qū)域、發(fā)射光路和散射光路組成；所述的光源放置在窗口片的前端，所述的光信號(hào)探測(cè)模塊放置在散射光路的后端，從而構(gòu)成一個(gè)典型的光散射測(cè)量光路系統(tǒng)；所述的光信號(hào)探測(cè)模塊主要由聚焦透鏡和光信號(hào)傳感器組成；所述的光信號(hào)傳感器與光信號(hào)處理單元相連接；所述的光信號(hào)處理單元用于將接收到的光信號(hào)處理成強(qiáng)度信號(hào)和脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩相多類型的信號(hào)采集，然后進(jìn)行分析獲得煙塵濃度。

本發(fā)明中煙塵測(cè)量裝置進(jìn)一步說明，所述的光信號(hào)探測(cè)模塊通過光纖導(dǎo)光方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。

本發(fā)明中煙塵測(cè)量裝置進(jìn)一步說明，所述的光信號(hào)處理單元采用單片機(jī)或者ARM處理器。

本發(fā)明還提供了一種新型煙塵測(cè)量方法，包括以下步驟：

步驟一，典型的光散射測(cè)量光路系統(tǒng)中，在顆粒物測(cè)量區(qū)域，激光光束與煙塵顆粒物產(chǎn)生散射光信號(hào)；

步驟二，光信號(hào)傳感器獲取煙塵顆粒物的散射光信號(hào)并傳輸給光信號(hào)處理單元；

步驟三，光信號(hào)處理單元將接收到的散射光信號(hào)經(jīng)放大、隔離處理后，獲得單位時(shí)間t的強(qiáng)度信號(hào)A和若干脈沖信號(hào)；