专利名称：便携式烟气流速测定装置的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种便携式烟气流速测定装置，特别是一种能够随身携带，对烟囱或烟道的烟气排放流速进行测定，从而对污染排放率和排放总量进行快速、准确测量的测定装置。属于电子测量技术领域。
背景技术：
随着社会的前进，工业的飞速发展，环境保护日趋显得非常重要。世界上许多国家为了控制和减少固定污染源的污染物排放，开展了对污染源排放的颗粒物(也称烟尘)、气态污染物(包括二氧化硫、氮氧化物等)进行浓度和排放总量的监测，并为污染颗粒的允许排放量、排放浓度设定了相应的标准。
大气污染防治法明确强调不允许超标、总量要控制、排污要收费。这就要求对排放量必须进行准确的计量。对于行政管理部门来说，准确计量是严格监管的基础，因此，必须具有强有力的检测手段。
对于烟气排放的测量方法有多种，通过长期的实践检验，证明热平衡法对测量烟气的流量是比较有效的方法，该方法具有其它方法所无法比拟的优越性。
目前，利用热平衡法对烟气排放量进行测定的装置都是固定式的。即，将测量探头固定在烟道中，将测定、计算设备设置在远离测量点的监测控制室中，这种测定装置及方法存在着以下几点不足1、定点安装，缺乏灵活性这种固定检测装置，对排放源的监测只能限制在某个指定的管道中，而对于具有多路排放管道的排烟体系，只能监测总出口处的排放量，无法测定各分路管道的具体排放量数值，进而无法对排放的空气污染物进行有效的控制。
2、无法对流动设备的排放进行监测。
3、不利于执法检查机关对排污源的监控管理。
安装、维护成本较高当排放测定装置对较大的烟囱或排放管道进行连续监测时，其安装成本相对比较高，而该装置的探测头因常年工作在环境恶劣的条件下，为使其保持提供准确的探测信号，必须经常对其进行清理。这就使得日常的维护保养费用增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式烟气流速测定装置，该装置便于携带，可以随机地对任何需要监测的排放源进行实时烟气排放测定，特别是对于不同尺寸、不同形状、不同构造的被测管路进行灵活方便的测量。该装置还为执法检查机关对排污源的监控管理提供了良好的监测手段，大大降低了使用及维护成本。
本发明的目的是这样实现的一种便携式烟气流速测定装置，它包括传感器以及测定计算显示装置，传感器固定安装在探杆前端部，探杆与测定计算显示装置分体设置，探杆后端部设有操持把手；传感器输出信号通过信号导线与测定计算显示装置的信号输入端连接。
探杆为中空结构，传感器信号导线穿过中空的探杆与测定计算显示装置的信号输入端连接。
探杆由一节或一节以上伸缩拉杆式中空管组成。
所述的传感器是由温度检测元件依据热平衡原理组成的烟气流速传感器。
所述的测量仪包括测量仪壳体本身、壳体表面设置的显示器、操作按键及标准数据通讯接口；显示器、操作按键及标准数据通讯接口分别与设置在测量仪壳体内的控制电路连接。
所述的控制电路中包括中央处理器(CPU)、信号采集调理电路、电源系统；信号采集调理电路的信号输出端与中央处理器(CPU)连接；电源系统与中央处理器(CPU)连接。
所述的信号采集调理电路包括具有两个铂电阻组成的桥电路、放大器、电流信号输出单元；桥电路的输出端与放大器的输入端连接；放大器的输出端与电流信号输出单元的信号输入端连接。
所述的信号导线线为八芯屏蔽传输线，该传输线一端与传感器连接，另一端与标准数据通讯接口连接。
本发明所提供的便携式烟气流速测定装置采用热平衡原理，可自动跟踪烟气流速等速采样，具有操作简单，适应性强，跟踪精度高等特点。具有体积小，重量轻，结构紧凑，经济实用等优点。
该装置的探头安装在可伸缩的探杆测量端，该伸缩探杆可根据实际测量场合的不同，进行长度的调整。测量人员能够方便地对管径较大或较小的管体以及距测量点较远或人员不便接近的被测源通过探杆的延伸将探头伸入测量位置。当测量工作结束后，可以将探杆收缩，放入专用仪器盒保存、运送或随身携带。
另外，该装置可以通过其测量仪中设有的标准数据通讯接口与计算机进行通讯，将仪器测量的采样数据直接传送给计算机，进行处理存储、查询、打印。
图1为本发明具体实施例的构成示意图；图2为本发明中空管连接的探杆结构示意图；图3为本发明测量仪的电路框图；图4为本发明测量仪的信号采集调理电路原理图。
具体实施例方式
以下通过具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的一具体实施例主要是由传感器1、信号导线2、测量仪3组成。传感器1被固定在中空探杆4的端部，与其连接的信号导线2穿过中空的探杆4与测量仪3的信号输入接口31连接。
为了使本实施例具有较为灵活、便于携带的使用特点，并能够适应多种复杂的应用环境，例如检测管径较大或较小管体的排放气体、对距测量点较远或人员不便接近的被测源进行测量。探杆4往往被制成多节连接的形式。
图2所示为本实施例探杆4的一种连接方式，该探杆4由中空管41、中空管42滑动套设而成，中空管41套设在中空管42中。使用时，可根据使用需要将中空管41滑动伸出，使探杆4的长度加长；使用后，可将中空管41缩回中空管42，使探杆4的长度缩短，以便于携带、保存。为防止中空管41滑动脱离中空管42，在中空管41的连接端环周设置有限位凸缘411；中空管42的连接端环周设有限位凹槽421，当探杆4拉伸加长至极限时，凸缘411与凹槽421相抵触，防止滑动脱离。
为便于使用，在探杆4相对与固定传感器端部的另一端设置有一手把5以便操作者握持，该手把5的内部可以穿过信号导线2(图1所示)。信号导线2为八芯屏蔽传输线，该线与测量仪连接。
如图3所示，测量仪3是由表面设置的显示器、操作键盘、标准数据输入、输出接口以及内部设置的中央处理器(CPU)、信号采集调理电路、电源组成。显示器、操作键盘、标准数据输入、输出接口以及信号采集调理电路、电源分别与中央处理器(CPU)连接。
信号采集调理电路是由测温电桥、信号调整电路组成。信号采集调理电路将因烟气流动引起温度变化而产生的电流变化信号，经整理放大后传送到中央处理器(CPU)。中央处理器(CPU)根据操作键盘输入的计算参数、工作模式参数将采集的信号数据换算为烟气流速值，并通过显示器显示该数值或通过标准数据输入、输出接口将数值传送到打印机进行打印。
如图4所示，在信号采集调理电路中，铂电阻PT20、PT1000构成热平衡信号采集电桥。PT20处于测量气体环境中，由于PT1000为被加热电阻，所以这两个电阻测得的温度不同，其差值为ΔT。当烟气通过PT1000时，带走热量，使PT1000的温度值下降，烟气的流速越大，温度值下降越多，所以差值ΔT变得越小，ΔT与烟气流速之间建立了函数关系。
在由铂电阻PT20、PT1000所构成的热平衡信号采集电桥电路中，ΔT的变化被反映为电桥电路中的电压变化信号，该变化信号通过放大器进行放大并供给晶体管Q1的基极。晶体管Q1则伴随基极电压的变化，通过集电极发出变化的电流信号，并将该电流信号传送至中央处理器(CPU)。
本实施例中，ΔT的信号转换成电信号，输出标准的4-20mA电流信号。
本发明所提供的便携式烟气流速测定装置，在实际使用中，用户可选择圆形烟道、矩形烟道及其它类型烟道进行灵活的烟气排放测定。当选择圆形烟道时，可根据用户输入的烟道直径及测量孔外端距烟道内壁距离L，自动计算出每一测点距套管外端距离(单位m)；选择矩形烟道时，可根据用户输入的烟道边长，测孔外端距烟道内壁距离L，测孔数及单位测点数，自动计算出每一测点距套管外端距离(单位m)；选择其它类型烟道时，可根据用户输入的烟道截面积，采样点数目，自动计算出每一测点距套管外端距离(单位m)。
本发明所提供的测量装置还可测量烟气温度。在0-5m/s低流速的范围内，它可以做到精确测量，是其他测速仪表无法比拟的。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种便携式烟气流速测定装置，它包括传感器以及测定计算显示装置，传感器固定安装在探杆前端部，其特征在于所述的探杆与测定计算显示装置分体设置，探杆后端部设有操持把手；传感器输出信号通过信号导线与测定计算显示装置的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的探杆为中空结构，传感器信号导线穿过中空的探杆与测定计算显示装置的信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的探杆由一节或一节以上伸缩拉杆式中空管组成。
4.根据权利要求3所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的一节以上伸缩拉杆式中空管探杆为节节套合或螺合。
5.根据权利要求1所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的操持把手为枪托手柄状。
6.根据权利要求1所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的传感器是由温度检测元件依据热平衡原理组成的烟气流速传感器。
7.根据权利要求1所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的测量仪包括测量仪壳体本身、壳体表面设置的显示器、操作按键及标准数据通讯接口；显示器、操作按键及标准数据通讯接口分别与设置在测量仪壳体内的控制电路连接。
8.根据权利要求7所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的控制电路中包括中央处理器(CPU)、信号采集调理电路、电源系统；信号采集调理电路的信号输出端与中央处理器(CPU)连接；电源系统与中央处理器(CPU)连接。
9.根据权利要求8所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的信号采集调理电路包括具有两个铂电阻组成的桥电路、放大器、电流信号输出单元；桥电路的输出端与放大器的输入端连接；放大器的输出端与电流信号输出单元的信号输入端连接。
10.根据权利要求1所述的便携式烟气流速测定装置，其特征在于所述的信号导线线为八芯屏蔽传输线，该传输线一端与传感器连接，另一端与标准数据通讯接口连接。
全文摘要
一种便携式烟气流速测定装置，它包括传感器以及测定计算显示装置，传感器固定安装在探杆前端部，探杆与测定计算显示装置分体设置，探杆后端部设有操持把手；传感器输出信号通过信号导线与测定计算显示装置的信号输入端连接；探杆为中空结构，传感器信号导线穿过中空的探杆与测定计算显示装置的信号输入端连接；测量仪包括测量仪壳体本身、壳体表面设置的显示器、操作按键及标准数据通讯接口；显示器、操作按键及标准数据通讯接口分别与设置在测量仪壳体内的控制电路连接。本发明采用热平衡原理，可自动跟踪烟气流速等速采样，具有操作简单，适应性强，跟踪精度高等特点。具有体积小，重量轻，结构紧凑，经济实用等优点。
文档编号G01P5/10GK1506685SQ0215534
公开日2004年6月23日 申请日期2002年12月10日 优先权日2002年12月10日
发明者林培陆 申请人:林培陆