專利名稱：帶氣體速度補(bǔ)償?shù)姆蹓m濃度檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及粉塵檢測(cè)技術(shù)，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種可以對(duì)速度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)牟捎媒涣黢詈霞夹g(shù)的粉塵檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
粉塵檢測(cè)儀在冶金行業(yè)、化工行業(yè)、建材行業(yè)以及環(huán)保行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的粉塵檢測(cè)儀一般都宣稱信號(hào)強(qiáng)度與粉塵濃度成線性關(guān)系，而與氣體速度沒有關(guān)系。但是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)表明，在粉塵濃度不變的情況下，粉塵檢測(cè)儀的信號(hào)強(qiáng)度隨著氣流速度的增大而增大，信號(hào)強(qiáng)度和氣流速度呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)的二次方關(guān)系。在速度變化不大的場(chǎng)合，現(xiàn)有粉塵檢測(cè)儀可以較好地工作。但是一旦氣流速度變化較大，則會(huì)帶來很大的誤差，無法準(zhǔn)確測(cè)量粉塵濃度值。對(duì)于大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械(例如氣體透平機(jī)等)，如果粉塵檢測(cè)儀給出的數(shù)據(jù)小于實(shí)際氣流中的粉塵濃度，則可能造成監(jiān)測(cè)出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致透平機(jī)葉片的嚴(yán)重磨損，帶來嚴(yán)重的生 產(chǎn)安全事故。所以有必要開發(fā)一款可以對(duì)速度效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆蹓m檢測(cè)儀。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種在氣流速度變化大的情況下仍然能夠準(zhǔn)確測(cè)量氣體中的帶氣體速度補(bǔ)償?shù)姆蹓m濃度檢測(cè)儀。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。提供一種帶氣體流速補(bǔ)償?shù)姆蹓m濃度檢測(cè)儀，包括粉塵檢測(cè)探頭，還包括可編程控制器和氣體流量計(jì)，粉塵檢測(cè)探頭和氣體流量計(jì)分別通過電纜與可編程控制器相連；所述可編程控制器內(nèi)置氣體流速補(bǔ)償計(jì)算模塊，還有一個(gè)顯示裝置連接至可編程控制器。作為一種改進(jìn)，所述粉塵檢測(cè)探頭有內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)；其內(nèi)層為不銹鋼層，外層為絕緣耐高溫的聚四氟乙烯層。作為一種改進(jìn)，所述粉塵檢測(cè)探頭帶有4 20mA的模擬量輸出信號(hào)接口。作為一種改進(jìn)，所述電纜為同軸線纜。作為一種改進(jìn)，所述氣體流量計(jì)帶有4 20mA的模擬量輸出信號(hào)接口。作為一種改進(jìn)，所述可編程控制器帶有兩路模擬量信號(hào)輸入接口。作為一種改進(jìn)，將所述氣流流量計(jì)和粉塵檢測(cè)探頭安裝在管道上時(shí)，兩者之間的距離不小于2倍管道直徑；如果氣流流量計(jì)為插入式的均速管流量計(jì)，則兩者之間的距離不小于5倍管道直徑。本實(shí)用新型中的粉塵濃度檢測(cè)儀的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)方法，包括標(biāo)定步驟和測(cè)量步驟所述的標(biāo)定步驟為(I)在不同的氣體流速V1和V2下，分別記錄粉塵檢測(cè)探頭傳送過來的信號(hào)強(qiáng)度I1和12，并用稱重設(shè)備分別測(cè)量得到對(duì)應(yīng)時(shí)刻的粉塵濃度C1和C2 ；(2)根據(jù)下述公式確定系數(shù)a、b Ci-CI V2I -V2Ia= 2 ' 1 22 ,b= I 1 ' 2 ；
C2K2-C1V22 V22C1-V12C2(3)將系數(shù)a、b輸入可編程控制器中；所述的測(cè)量步驟為(I)從粉塵檢測(cè)探頭和氣體流量計(jì)獲得粉塵儀的信號(hào)強(qiáng)度I和氣流速度V ；(2)可編程控制器根據(jù)下述公式得到測(cè)量時(shí)的粉塵濃度C
「 ^ ^ I-aV2C =-；
b(3)可編程控制器將粉塵濃度C的最終數(shù)據(jù)傳遞至顯示裝置。如最終獲得的數(shù)據(jù)超過設(shè)定的范圍值，則發(fā)出警報(bào)信號(hào)。本實(shí)用新型的有益效果在于將氣體流速帶來的對(duì)粉塵濃度的影響考慮在內(nèi)，大幅提高了在氣流速度變化較大場(chǎng)合，粉塵濃度檢測(cè)的精度。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的附圖標(biāo)記為1粉塵檢測(cè)探頭、2可編程控制器、3電纜、4氣體流量計(jì)。
具體實(shí)施方式
參考附圖1，下面將對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述首先需要說明的是，本實(shí)用新型涉及可編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用。在本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)過程中，會(huì)涉及到內(nèi)置于可編程控制器中的多個(gè)軟件功能模塊的應(yīng)用。申請(qǐng)人認(rèn)為，如在仔細(xì)閱讀申請(qǐng)文件、準(zhǔn)確理解本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)原理和實(shí)用新型目的以后，在結(jié)合現(xiàn)有公知技術(shù)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以運(yùn)用其掌握的軟件編程技能實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。前述軟件功能模塊包括但不限于氣體流速補(bǔ)償計(jì)算模塊等，凡本實(shí)用新型申請(qǐng)文件提及的均屬此范疇，申請(qǐng)人不再一一列舉。而可編程控制器則是一種很常見的在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，其選型可由使用者根據(jù)實(shí)際情況完成，本實(shí)用新型中可選用德國西門子公司生產(chǎn)的S7系列的PLC產(chǎn)品。本實(shí)用新型中的粉塵檢測(cè)儀由粉塵檢測(cè)探頭I、可編程控制器2、電纜3和氣體流量計(jì)4組成，粉塵檢測(cè)探頭I和氣體流量計(jì)4分別通過電纜與可編程控制器2相連；可編程控制器2內(nèi)置氣體流速補(bǔ)償計(jì)算模塊。本實(shí)用新型的具體工作步驟如下所述(I)將氣流流量計(jì)4和粉塵檢測(cè)探頭I安裝在管道上，兩者之間的距離不小于2倍管道直徑，如果氣流流量計(jì)4為插入式的均速管流量計(jì)，則兩者之間的距離不小于5倍管道直徑。(2)將氣體流量計(jì)4和粉塵檢測(cè)探頭I的模擬量輸出信號(hào)接口與可編程控制器2的模擬量信號(hào)輸入接口用電纜3連接。(3)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)粉檢測(cè)儀進(jìn)行標(biāo)定<1>在某個(gè)速度V1下，將粉塵檢測(cè)儀打開，記錄粉塵檢測(cè)探頭I傳送過來的信號(hào)強(qiáng)度I1，并用稱重設(shè)備測(cè)量得到該時(shí)刻的粉塵濃度C1 ；<2>當(dāng)來流速度改變?yōu)閂2,記錄粉塵檢測(cè)探頭I傳送過來的信號(hào)強(qiáng)度12，并用稱重設(shè)備測(cè)量得到該時(shí)刻的粉塵濃度C2 ；<3>由于采用交流耦合粉塵檢測(cè)技術(shù)的粉塵儀與粉塵濃度以及速度的平方成正t匕，即I = aV2+bC，其中I為粉塵儀的信號(hào)強(qiáng)度，V為氣流速度，C為粉塵濃度，a, b為系數(shù)。由下述公式可以計(jì)算得到
C2Z1 -C1Z2 b= vI1^
K22C1-K12C2a, b系數(shù)確定之后，將其數(shù)值輸入內(nèi)置于可編程控制器2中的氣體流速補(bǔ)償計(jì)算模塊；〈4>在測(cè)量時(shí)，粉塵儀的信號(hào)強(qiáng)度I和氣流速度V可以從粉塵檢測(cè)探頭I以及氣體
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流量計(jì)4得到，則粉塵濃度為C =?？删幊炭刂破?內(nèi)置氣體流速補(bǔ)償計(jì)算模塊，氣
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體流速補(bǔ)償計(jì)算模塊中內(nèi)置該氣體流速補(bǔ)償計(jì)算公式，實(shí)時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)補(bǔ)償計(jì)算后輸出至顯示裝置，用于顯示最終數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種帶氣體流速補(bǔ)償?shù)姆蹓m濃度檢測(cè)儀，包括粉塵檢測(cè)探頭，其特征在于，還包括可編程控制器和氣體流量計(jì)，粉塵檢測(cè)探頭和氣體流量計(jì)分別通過電纜與可編程控制器相連；所述可編程控制器內(nèi)置氣體流速補(bǔ)償計(jì)算模塊，還有一個(gè)顯示裝置連接至可編程控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)儀，其特征在于，所述粉塵檢測(cè)探頭有內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)；其內(nèi)層為不銹鋼層，外層為絕緣耐高溫的聚四氟乙烯層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)儀，其特征在于，所述粉塵檢測(cè)探頭帶有4 20mA的模擬量輸出信號(hào)接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)儀，其特征在于，所述電纜為同軸線纜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)儀，其特征在于，所述氣體流量計(jì)帶有4 20mA的模擬量輸出信號(hào)接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)儀，其特征在于，所述可編程控制器帶有兩路模擬量信號(hào)輸入接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)儀，其特征在于，將所述氣流流量計(jì)和粉塵檢測(cè)探頭安裝在管道上時(shí)，兩者之間的距離不小于2倍管道直徑；如果氣流流量計(jì)為插入式的均速管流量計(jì)，則兩者之間的距離不小于5倍管道直徑。
專利摘要本實(shí)用新型涉及粉塵檢測(cè)技術(shù)，旨在提供一種帶氣體速度補(bǔ)償?shù)姆蹓m濃度檢測(cè)儀。包括粉塵檢測(cè)探頭，還包括可編程控制器和氣體流量計(jì)，粉塵檢測(cè)探頭和氣體流量計(jì)分別通過電纜與可編程控制器相連；所述可編程控制器內(nèi)置氣體流速補(bǔ)償計(jì)算模塊，還有一個(gè)顯示裝置連接至可編程控制器。本實(shí)用新型將氣體流速帶來的對(duì)粉塵濃度的影響考慮在內(nèi)，大幅提高了在氣流速度變化較大場(chǎng)合，粉塵濃度檢測(cè)的精度。
文檔編號(hào)G01N15/06GK202433282SQ20112057513
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉凱凱, 吳平, 施勇軍, 沈新榮, 王小華, 趙棟, 麻劍鋒 申請(qǐng)人:杭州哲達(dá)科技股份有限公司