一種污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，屬于顆粒在線測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平逐步地提高，國(guó)家越來越重視環(huán)境的質(zhì)量，尤其是空氣的質(zhì)量，空氣中粉塵主要來自于發(fā)電、化工、冶金等重工業(yè)，它們?cè)谌济?、燃?xì)?、燃油的過程中會(huì)排放煙氣顆粒，目前企業(yè)主要采用人工定時(shí)采樣的方法測(cè)量排放煙氣的質(zhì)量狀況，有的一些企業(yè)為了經(jīng)濟(jì)利益放棄了對(duì)工業(yè)廢氣的凈化處理。
[0003]細(xì)顆粒物能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中，對(duì)空氣質(zhì)量有重要的影響。研宄表明，細(xì)顆粒物對(duì)人體健康的危害更大，因?yàn)橹睆皆叫?，進(jìn)入呼吸道的部位越深。10 μ m直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道，2 μ m以下的可深入到細(xì)支氣管和肺泡。細(xì)顆粒物進(jìn)入人體到肺泡后，直接影響肺的通氣功能，使機(jī)體容易處在缺氧狀態(tài)，因此掌握氣體中各種顆粒的粒徑分布非常有必要，目前使用較廣泛的PM2.5檢測(cè)只能得到直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，但是無法得到各種顆粒的粒徑分布曲線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，克服現(xiàn)有PM2.5檢測(cè)缺陷，實(shí)現(xiàn)排放煙氣的實(shí)時(shí)在線測(cè)量，并通過計(jì)算機(jī)顯示該污染煙氣中各種顆粒粒徑的分布曲線。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下。
[0006]該系統(tǒng)包括氣體導(dǎo)管、氣體采集系統(tǒng)、激光測(cè)量系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組成，其中氣體采集系統(tǒng)設(shè)有氣體泵、氣體流量調(diào)節(jié)閥、氣體離心機(jī)，其特征在于:氣體采集系統(tǒng)能周期性的采集一定量的待測(cè)氣體，當(dāng)采集到的氣體濃度過高時(shí)，可通過氣體泵將氨氣罐中的氨氣送入氣體離心機(jī)，再經(jīng)過氣體離心機(jī)將待測(cè)氣體稀釋，氣體稀釋并不會(huì)改變氣體中顆粒粒徑的分布情況。測(cè)量時(shí)，氣體泵將氣體離心機(jī)稀釋的氣體送入激光測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，為了提高測(cè)量精度，本系統(tǒng)采用了分層測(cè)量技術(shù)，先用激光靜態(tài)散射的方法測(cè)量粒徑大于I μπι的粒徑分布，然后將測(cè)量完成后的氣體經(jīng)過氣體顆粒過濾器，過濾掉直徑大于I μ m顆粒，再將氣體送入激光測(cè)量系統(tǒng)，采用激光動(dòng)態(tài)散射的方法測(cè)量粒徑小于I 的粒徑分布，最后利用計(jì)算機(jī)上的相關(guān)軟件和算法分析處理，繪出粒徑分布曲線。
[0007]所述的污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，氣體泵均為可控氣體泵，能通過計(jì)算機(jī)智能控制其工作狀態(tài)。
[0008]所述的污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，氣體離心機(jī)上安裝有離心機(jī)控制模塊，可以通過計(jì)算機(jī)智能控制其工作狀態(tài)。
[0009]所述的污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，激光測(cè)量系統(tǒng)既能完成煙氣顆粒對(duì)激光靜態(tài)散射的測(cè)量，又能完成煙氣顆粒對(duì)激光動(dòng)態(tài)散射的測(cè)量。
[0010]所述的污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，氣體顆粒過濾器為快速氣體顆粒過濾器，允許通過的顆粒直徑小于I μπι。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)。
[0012]1、采用計(jì)算機(jī)智能控制的氣體泵、氣體離心機(jī)控制模塊，可以根據(jù)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處理的結(jié)果，對(duì)氣體泵和氣體離心機(jī)進(jìn)行控制，使采樣更加方便準(zhǔn)確。
[0013]2、采用了分層測(cè)量技術(shù)，先利用激光靜態(tài)散射的方法測(cè)量粒徑大于I μπι粒徑分布，然后將測(cè)量完成后的氣體經(jīng)過氣體顆粒過濾器，過濾掉直徑大于I μ m顆粒，再將氣體送入激光測(cè)量系統(tǒng)，采用激光動(dòng)態(tài)散射的方法測(cè)量粒徑小于I 粒徑分布，分層測(cè)量使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0014]3、增加了隔離罩和風(fēng)機(jī)，當(dāng)有突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，可以打開風(fēng)機(jī)，及時(shí)排出泄漏的氣體。
[0015]4、采用了快速氣體顆粒過濾器，提高了煙氣顆粒過濾的效率。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是激光測(cè)量系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖。
[0018]其中圖1中:1、氣體導(dǎo)管2、氣體流量調(diào)節(jié)閥3、氣體泵4、氣體離心機(jī)5、離心機(jī)控制模塊6、氣體室7、氣體泵8、激光測(cè)量系統(tǒng)9、氣體泵10、氣體顆粒過濾器11、氣體泵12、導(dǎo)線槽13、氨氣罐14、氣體泵15、氣體泵16、氣體罐17、機(jī)架18、風(fēng)機(jī)19、隔離罩20、計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0020]在圖1中所示的實(shí)例中，機(jī)架17起到固定設(shè)備的作用，氣體泵3通過氣體導(dǎo)管I與氣體管道相連接，氣體導(dǎo)管上安裝了氣體流量調(diào)節(jié)閥2，計(jì)算機(jī)20上的控制系統(tǒng)控制氣體泵的啟動(dòng)或停止，氣體泵3將抽到的待測(cè)氣體送到氣體室6，氣體室內(nèi)有氣體離心機(jī)4，當(dāng)采樣的待測(cè)氣體濃度太高，使測(cè)量結(jié)果明顯不正確的時(shí)候，計(jì)算機(jī)20會(huì)反饋控制信號(hào)給氣體泵14和離心機(jī)控制模塊5，氣體泵14和離心機(jī)啟動(dòng)，將氨氣罐13內(nèi)的氨氣由氣體泵14送入氣體室與采樣的氣體混合，將氣體稀釋，然后再通過氣體泵7將待測(cè)氣體送到激光測(cè)量系統(tǒng)8，于此同時(shí)，氣體泵15啟動(dòng)，將氣體室內(nèi)剩余的氣體全部抽進(jìn)氣體罐16中，對(duì)于那些送入激光測(cè)量系統(tǒng)中的待測(cè)氣體，激光測(cè)量系統(tǒng)先用激光靜態(tài)散射的方法測(cè)量顆粒粒徑大于I 顆粒的分布，然后將測(cè)量完成后的氣體由氣體泵9送到氣體顆粒過濾器10，過濾掉直徑大于I μπι顆粒，啟動(dòng)氣體泵15，將激光測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)殘余氣體全部抽進(jìn)氣體罐16中，然后再由氣體泵11將過濾后的氣體送進(jìn)激光測(cè)量系統(tǒng)，采用激光動(dòng)態(tài)散射的方法測(cè)量粒徑小于I 粒徑分布，激光測(cè)量系統(tǒng)將測(cè)量的數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線槽12里面的數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)20通信，計(jì)算機(jī)整合這些數(shù)據(jù)，采用相關(guān)軟件和算法分析處理，繪出粒徑分布曲線。在有突發(fā)情況(如氣體泄漏)發(fā)生時(shí)，可以打開隔離罩19上面的風(fēng)機(jī)18，對(duì)裝置內(nèi)部進(jìn)行通風(fēng)，及時(shí)排出泄漏的氣體。
[0021]在圖2中所示的，激光測(cè)量系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖，激光器發(fā)出激光束，經(jīng)透鏡后打到煙氣顆粒室，其中端口 a、b、c與圖1中激光測(cè)量系統(tǒng)所標(biāo)注的a、b、c是對(duì)應(yīng)連接的，采集器采集通過煙氣顆粒室后散射的激光，采集器將采集到的信號(hào)通過數(shù)據(jù)傳輸線傳送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)整合這些數(shù)據(jù)，利用相關(guān)軟件和算法分析處理，繪出粒徑分布曲線。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)的方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，包括機(jī)架(17)分為上下兩層，上層裝設(shè)有氣體導(dǎo)管(1)、氣體流量調(diào)節(jié)閥(2)、氣體泵(3)通過氣體導(dǎo)管與氣體室(6)相連接，氣體室(6)內(nèi)安裝有氣體離心機(jī)(4)，氣體離心機(jī)(4)上安裝有離心機(jī)控制模塊(5)，氣體室外面連接有四個(gè)氣體導(dǎo)管，這四個(gè)氣體導(dǎo)管分別與氣體泵(3)、氣體泵(7)、氣體泵(15)、氣體泵(14)連接，氣體泵(7 )通過氣體導(dǎo)管與激光測(cè)量系統(tǒng)(8 )相連接，氣體泵(9 )通過氣體導(dǎo)管與氣體顆粒過濾器(10)相連接，氣體顆粒過濾器(10)通過氣體導(dǎo)管與氣體泵(11)相連接，氣體泵(11)通過氣體導(dǎo)管與激光測(cè)量系統(tǒng)(8)相連接，在機(jī)架(17)的下層裝設(shè)有氣體罐(16)，氣體罐(16)通過氣體導(dǎo)管經(jīng)氣體泵(15)與氣體室(6)相連接，氨氣罐(13)通過氣體導(dǎo)管經(jīng)氣體泵(15)與氣體室(6)相連接，機(jī)架(17)的上部安裝有隔離罩(19)，隔離罩(19)上部安裝了風(fēng)機(jī)(18)，激光測(cè)量系統(tǒng)(8)通過導(dǎo)線槽(12)里面的數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)(20)進(jìn)彳丁通f目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征是:氣體泵(3)、氣體泵(7)、氣體泵(9)、氣體泵(11)、氣體泵(15)、氣體泵(14)均為可控氣體泵，能通過計(jì)算機(jī)智能控制其工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征是:氣體離心機(jī)(4)上安裝有離心機(jī)控制模塊(5)，可以通過計(jì)算機(jī)智能控制其工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征是:激光測(cè)量系統(tǒng)(8)既能完成煙氣顆粒對(duì)激光靜態(tài)散射的測(cè)量，又能完成煙氣顆粒對(duì)激光動(dòng)態(tài)散射的測(cè)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，其特征是:氣體顆粒過濾器(11)為快速氣體顆粒過濾器，允許通過的顆粒直徑小于I μπι。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種污染煙氣顆粒粒徑分布激光在線測(cè)量系統(tǒng)，包括氣體導(dǎo)管、氣體采集系統(tǒng)、激光測(cè)量系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)組成，其中氣體采集系統(tǒng)設(shè)有氣體泵、氣體流量調(diào)節(jié)閥、氣體離心機(jī)，氣體采集系統(tǒng)將待測(cè)氣體送入激光測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，為了提高測(cè)量精度，本系統(tǒng)采用了分層測(cè)量技術(shù)，先用激光靜態(tài)散射的方法測(cè)量粒徑大于1μm的粒徑分布，然后將測(cè)量完成后的氣體通過氣體顆粒過濾器，過濾掉直徑大于1μm顆粒，再將氣體送入激光測(cè)量系統(tǒng)，采用激光動(dòng)態(tài)散射的方法測(cè)量粒徑小于1μm的粒徑分布，最后將數(shù)據(jù)匯總到計(jì)算機(jī)，利用相關(guān)軟件和算法分析處理，繪出粒徑分布曲線。
【IPC分類】G01N15-02
【公開號(hào)】CN104697907
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510141112
【發(fā)明人】郭帥, 申晉, 馬立修, 王雅靜, 劉偉, 陳文鋼, 徐敏
【申請(qǐng)人】山東理工大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日