本發(fā)明屬于粉塵計量相關(guān)，尤其涉及一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、實驗室現(xiàn)有粉塵發(fā)生裝置主要由發(fā)塵裝置、混勻裝置、采樣裝置等部分組成。粉塵被高壓氣流帶入混勻箱內(nèi)，抽氣泵促進(jìn)混勻箱內(nèi)粉塵的沉降混勻。標(biāo)準(zhǔn)粉塵設(shè)備或者被檢粉塵設(shè)備通過采樣口進(jìn)行采樣，即可通過比對法或者濾膜稱重法對粉塵濃度進(jìn)行量值傳遞。

3、一般的粉塵濃度控制方法為以采樣口處的濃度為反饋，調(diào)節(jié)進(jìn)塵量，從而控制混勻箱內(nèi)粉塵濃度。濃度升高最主要的原因是新的粉塵進(jìn)入混勻箱內(nèi)，一般粉塵濃度可以在十幾秒或者數(shù)十秒時間內(nèi)就可以高于目標(biāo)濃度的超調(diào)濃度，而后粉塵濃度依靠自然沉降緩慢下降到目標(biāo)濃度，粉塵濃度下降的主要原因：被檢設(shè)備抽走、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備抽走；被箱子四周吸附；塵之間相互作用如團(tuán)聚等導(dǎo)致下降等。有些控制方法，在粉塵濃度接近目標(biāo)濃度時會減少進(jìn)塵量，但是由于粉塵的物理特性，在進(jìn)塵過程中可能存在粉塵結(jié)塊、缺粉等情況導(dǎo)致進(jìn)粉不均勻的現(xiàn)象，所以超調(diào)再下降的調(diào)節(jié)模式普遍存在。通常混勻箱內(nèi)粉塵濃度穩(wěn)定時間在20min到40min。如果后續(xù)實驗中，目標(biāo)濃度值降低，比如從量程的80％降低至量程的20％，仍然需要花費大量的時間等待粉塵濃度的下降。

4、因此，如何對粉塵濃度進(jìn)行相關(guān)控制，使其快速、穩(wěn)定達(dá)到目標(biāo)粉塵濃度，節(jié)約等待時間，以及對進(jìn)塵過程中出現(xiàn)的粉塵結(jié)塊、缺粉等情況進(jìn)行補償，及時控制粉塵濃度保持穩(wěn)定，是目前需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)及方法，縮短粉塵濃度降低花費的時間，從而縮短混勻箱內(nèi)粉塵濃度的穩(wěn)定時間。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)系統(tǒng)，包括：

4、粉塵發(fā)生裝置；

5、混勻裝置，與所述粉塵發(fā)生裝置連通，所述混勻裝置用于將所述粉塵發(fā)生裝置輸送的粉塵與空氣混合；

6、風(fēng)扇，安裝在所述混勻裝置內(nèi)，用于控制不同粉塵濃度下吸附團(tuán)聚的粉塵質(zhì)量；

7、抽氣泵，與所述混勻裝置連通，用于控制所述混勻裝置內(nèi)粉塵質(zhì)量；

8、粉塵儀，設(shè)置在所述混勻裝置采樣口處，用于測定所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度；

9、控制單元，其被配置為：根據(jù)粉塵儀所測量的所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度達(dá)到目標(biāo)粉塵濃度設(shè)定值時，控制所述粉塵發(fā)生裝置停止工作；當(dāng)所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度開始下降后，根據(jù)當(dāng)前所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度值的差值，結(jié)合粉塵下降模型控制所述風(fēng)扇和所述抽氣泵的工作；其中，所述目標(biāo)粉塵濃度設(shè)定值小于所述目標(biāo)粉塵濃度值；所述粉塵下降模型存儲有不同粉塵目標(biāo)濃度值下，所述抽氣泵和所述風(fēng)扇在不同開啟條件下對應(yīng)的粉塵濃度變化及粉塵濃度穩(wěn)定性。

10、第二方面，本發(fā)明提供一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

11、采用粉塵發(fā)生裝置向混勻裝置內(nèi)提供粉塵；

12、根據(jù)粉塵儀所測量的所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度達(dá)到目標(biāo)粉塵濃度設(shè)定值時，控制所述粉塵發(fā)生裝置停止工作；

13、當(dāng)檢測到混勻裝置內(nèi)粉塵濃度開始下降后，根據(jù)當(dāng)前所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度值的差值，結(jié)合粉塵下降模型控制所述混勻裝置內(nèi)風(fēng)扇的工作模式，以及控制與所述混勻裝置連通的抽氣泵的工作模式；其中，所述目標(biāo)粉塵濃度設(shè)定值小于所述目標(biāo)粉塵濃度值；所述粉塵下降模型存儲有不同粉塵目標(biāo)濃度值下，所述抽氣泵和所述風(fēng)扇在不同開啟條件下對應(yīng)的粉塵濃度變化及粉塵濃度穩(wěn)定性。

14、以上一個或多個技術(shù)方案存在以下有益效果：

15、在本發(fā)明中，設(shè)置有風(fēng)扇和抽氣泵，根據(jù)檢測到混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度的差值，結(jié)合粉塵下降模型控制風(fēng)扇和抽氣泵的工作，進(jìn)而控制混勻裝置內(nèi)粉塵濃度；粉塵下降模型存儲有不同粉塵目標(biāo)濃度值下，抽氣泵和風(fēng)扇在不同開啟條件下對應(yīng)的粉塵濃度變化及粉塵濃度穩(wěn)定性，能夠根據(jù)粉塵下降模型對應(yīng)調(diào)整所控制的風(fēng)扇和抽氣泵的工作模式，縮短粉塵濃度降低花費的時間，從而縮短混勻箱內(nèi)粉塵濃度的穩(wěn)定時間。

16、本發(fā)明附加方面的優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元其被配置為：檢測到所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度開始下降后，若當(dāng)前所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度值的差值不小于第一設(shè)定閾值，則控制所述風(fēng)扇以第一轉(zhuǎn)速進(jìn)行工作，以及控制所述抽氣泵以流量全開模式進(jìn)行工作；若當(dāng)前所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度值的差值小于第一設(shè)定閾值，則根據(jù)所述粉塵下降模型，控制所述風(fēng)扇和所述抽氣泵的工作。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元其被配置為：若當(dāng)前所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度值的差值小于第一設(shè)定閾值，且粉塵濃度穩(wěn)定性不小于第一穩(wěn)定性閾值，根據(jù)所述粉塵下降模型中的粉塵濃度下降速率、粉塵濃度穩(wěn)定性與氣泵流量和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的對應(yīng)曲線，控制所述風(fēng)扇或所述氣泵的工作，以減緩粉塵濃度的下降速率。

4.如權(quán)利要求2所述的一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元其被配置為：若當(dāng)前所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度值的差值小于第一設(shè)定閾值，且粉塵濃度穩(wěn)定性小于第一穩(wěn)定性閾值且不小于第二穩(wěn)定性閾值，關(guān)閉所述風(fēng)扇和所述氣泵；其中，所述第一穩(wěn)定性閾值大于所述第二穩(wěn)定性閾值。

5.如權(quán)利要求1所述的一一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元其被配置為：當(dāng)判斷當(dāng)前秒粉塵濃度變化速率大于上一秒粉塵濃度變化速率的第一設(shè)定倍數(shù)，且持續(xù)第一設(shè)定時間后，粉塵濃度變化速率恢復(fù)至變化前，控制所述氣泵流速增大或所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速增大；當(dāng)判斷當(dāng)前秒粉塵濃度變化速率小于上一秒粉塵濃度變化速率的第二設(shè)定倍數(shù)，且持續(xù)第二設(shè)定時間后，粉塵濃度變化速率恢復(fù)至變化前，控制所述氣泵流速減小或所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速減小。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述粉塵儀與所述采樣口的連接通道上設(shè)置有流量計。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述抽氣泵為多個，分別設(shè)置在所述混勻裝置的頂部和底部位置。

8.一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

9.如權(quán)利要求8所述的一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制方法，其特征在于，當(dāng)檢測到所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度開始下降后，若當(dāng)前所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度值的差值不小于第一設(shè)定閾值，則控制所述風(fēng)扇以第一轉(zhuǎn)速進(jìn)行工作，以及控制所述抽氣泵以流量全開模式進(jìn)行工作；

10.如權(quán)利要求9所述的一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制方法，其特征在于，若當(dāng)前所述混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度值的差值小于第一設(shè)定閾值，則根據(jù)所述粉塵下降模型，控制所述風(fēng)扇和所述抽氣泵的工作，具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種基于粉塵下降模型的粉塵濃度控制系統(tǒng)及方法，設(shè)置有風(fēng)扇和抽氣泵，根據(jù)檢測到混勻裝置內(nèi)粉塵濃度與目標(biāo)粉塵濃度的差值，結(jié)合粉塵下降模型控制風(fēng)扇和抽氣泵的工作，進(jìn)而控制混勻裝置內(nèi)粉塵濃度；粉塵下降模型存儲有不同粉塵目標(biāo)濃度值下，所述抽氣泵和所述風(fēng)扇在不同開啟條件下對應(yīng)的粉塵濃度變化，能夠根據(jù)粉塵下降模型對應(yīng)調(diào)整所控制的風(fēng)扇和抽氣泵的工作模式，縮短粉塵濃度降低花費的時間，從而縮短混勻箱內(nèi)粉塵濃度的穩(wěn)定時間。

技術(shù)研發(fā)人員：何東郡,王琳琳,于萍,廖秋剛,樊曉翠,鄭鵬,張森,朱健強,高捷,隋峰,郭波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東省計量科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9