[發明專利]一種面向長時間連續監測的油煙VOCs氣體濃度監測方法及設備

有效

• 申請號: 202110477464.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113252846B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 王眾丞;楊建華;侯宏
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 西安匠星互智知識產權代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

本發明涉及一種面向長時間連續監測的煙道油煙VOCs氣體濃度監測方法及設備，基于煙道油煙特點設計旁支結構的油煙采樣方法和云端失效傳感器自動識別算法，有利于延長用于油煙VOCs監測的氣體傳感器壽命，以及及時提醒監測人員更換失效傳感器等優勢。在此基礎上提出一種油煙VOCs氣體濃度監測設備。采樣裝置用于對排煙管道內的油煙進行采樣；氣體傳感器陣列用于測量油煙VOCs氣體各項指標；計算裝置承擔測量油煙濃度過程中氣體傳感器陣列量測值采集和修正任務；通信裝置用于將數據上傳給監控中心，以及接收監控中心發送的指令。設備安裝靈活和維護方便，提供了一種長時間連續監測油煙VOCs濃度的新途徑，同時保證了油煙VOCs氣體濃度監測的高精度、低成本和高安全性。

技術領域

本發明涉及油煙監測技術領域，尤其涉及一種面向長時間連續監測的油煙VOCs氣體濃度監測方法和設備。

背景技術

隨著我國城市居民生活水平不斷提高，飲食業蓬勃發展帶來的油煙排放與大氣環境、居民居住環境的矛盾日益尖銳，餐飲企業油煙排放已成為不容忽視的大氣污染源之一。在食物烹飪過程中產生的油煙包含顆粒物和可揮發性有機化合物，碳氧化物等有害污染物，對周邊居民的健康構成潛在危害。

依據相關法律法規精神，國家制定了《飲食業油煙排放標準》(GB18483-2001)，標準規定油煙排放濃度不超過2mg/m³。標準還規定了油煙采樣方法及分析方法。其中，采用等速采樣法采集油煙氣體樣本，使用四氯化碳作溶劑進行超聲清洗，最后使用紅外分光光度法測定樣本的油煙含量。此方法周期長、成本高，難以實現在線監測，且四氯化碳對工作人員具有潛在的安全風險。并且餐飲油煙中已被揭示有害人體健康的多環芳烴、甲醛等VOCs和CO成分，尚沒有形成有效的監測標準和面向長期在線監測需求的體系化的油煙在線監測設備。

油煙VOCs氣體濃度監測尚未普及的一個主要原因是在長期連續監測條件下，排煙管道內的油煙容易附著在氣體傳感器表面，減低傳感器靈敏度，甚至使傳感器失效。失效傳感器若不及時更換，則使監控獲得虛假結果。市場上基于氣體傳感器的油煙VOCs氣體濃度實時監測設備尚未針對上述長期連續監測面臨的油煙附著問題優化監測方法，因而需要監測人員憑經驗定期更換傳感器。這種做法不僅難以保證監測可靠性，也大大增加了材料成本和人力成本。因此，油煙VOCs氣體濃度監測亟需有效保持傳感器敏感特性、延長其使用時間、及時提醒監測人員更換的措施，從而降低油煙長期監測成本，同時提高油煙監測可靠性。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提出一種面向長時間連續監測的油煙VOCs氣體濃度監測方法及設備。

本發明的技術方案為：

一種面向長時間連續監測的油煙VOCs氣體濃度監測方法，包括：采用旁支式結構的油煙采樣方法和云端失效傳感器自動識別算法；

所述采用旁支式結構的油煙采樣方法為：通過在油煙管道上開設旁支排煙通道，并在旁支排煙通道中布置氣體傳感器陣列，通過氣體傳感器陣列測量油煙VOCs氣體濃度；

所述云端失效傳感器自動識別算法為：云服務器定期對氣體傳感器陣列測量的油煙VOCs氣體濃度進行判斷，自動識別氣體傳感器陣列中的失效傳感器。

進一步的，所述采用旁支式結構的油煙采樣方法中，通過以下過程在油煙管道上開設旁支排煙通道：

利用油煙管道直徑、管道形狀、油煙流速，以油煙到達煙道開孔中心流速2.3～2.5米/秒為目標，通過流體力學仿真方法，計算給出煙道開孔尺寸，在油煙管道尾端側壁開孔；

旁支排煙通道與油煙管道尾端側壁開孔位置密封相連；所述旁支排煙通道內部形成旁支腔，旁支腔一側具有與管道尾端側壁開孔對應的開孔，在旁支腔開孔相對的另一側布置氣體傳感器陣列；所述旁支腔的尺寸也根據利用油煙管道直徑、管道形狀、油煙流速，以油煙到達氣體傳感器陣列敏感面流速0.3～0.5米/秒為目標，通過流體力學仿真方法計得到。