专利名称：多组分油烟浓度定量分析装置及其分析方法
技术领域：
本发明涉及一种油烟浓度的分析装置和方法，具体涉及是一种多组分油烟浓度定量分析装置及其分析方法。
背景技术：
随着社会经济的快速发展，第三产业也蓬勃兴起。由于餐饮业规划建设与管理严重滞后，其产生的油烟污染严重影响了周围居民正常的生活，因此餐饮业的油烟污染扰民问题就成为近年来环境信访群众投诉最多的环境问题之一。油烟所排放的大气污染物主要为气溶胶，其中含有食用油及食品在高温下的挥发物，以及食用油及食品的氧化、裂解、水解而形成的醛类、酮类、链烷类和链烯类、多环芳烃等产物，成分极为复杂，对人体有很大的危害性。油烟检测是一项复杂的工作，而目前国内外市场上用于油烟检测的设备和方法很多，例如(1)传统红外分光光度法，通过对油烟进行采样、萃取、测量、计算，得出油烟浓度， 其能准确对油烟浓度进行检测计算，但所需的采样时间和得出数据时间周期长。(2)检气管法，使用催化剂使油烟气与浓硫酸发生分解反应，通过目测深色反应物的深浅判别油烟浓度，该方法快速简便，成本低廉，但无法实时监测油烟浓度；(3)基于气体传感器的油烟远程无线监测系统，能实时检测油烟浓度，但探测器易被油烟覆盖而导致使用寿命短，而且经过金属滤网过滤之后的油烟与标准油烟差异较大。综上所述，现有的检测技术均存在实时性差，寿命短，精度低等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种与现有技术不同，实时性好，寿命长，精度高的多组分油烟浓度定量分析装置及其分析方法。本发明所采用的技术方案如下。多组分油烟浓度定量分析装置，包括信号处理电路、气管壳体、油烟进气口、油烟出气口、第一石英玻璃片、第二石英玻璃片、热释电探测器和四个红外光源；所述四个红外光源并列安装在气管壳体的一端，所述热释电探测器安装在气管壳体的另一端，热释电探测器的四个探测通道分别安装不同波长的滤光片，每个红外光源各自正对热释电探测器的一个探测通道；在气管壳体中的一侧设有将红外光源与油烟隔离开的所述第一石英玻璃片，另一侧设有将热释电探测器与油烟隔离开的第二石英玻璃片；油烟进气口位于气管壳体的右上方，油烟出气口位于气管壳体的左下方，且油烟进气口和油烟出气口位于第一石英玻璃片和第二石英玻璃片之间；每个红外光源均位于一个凹面聚光镜中；热释电探测器的输出端与信号处理电路连接，所述信号处理电路用于对信号进行滤波、放大、AD转换并使用单片机进行处理显示。上述的多组分油烟浓度定量分析装置中，所述信号处理电路包括顺次连接的滤波电路、放大电路、AD转换器和单片机。上述的多组分油烟浓度定量分析装置中，所述热释电探测器具有如下特性
权利要求
1.多组分油烟浓度定量分析装置，其特征在于包括信号处理电路、气管壳体、油烟进气口、油烟出气口、第一石英玻璃片、第二石英玻璃片、热释电探测器和四个红外光源；所述四个红外光源并列安装在气管壳体的一端，所述热释电探测器安装在气管壳体的另一端，热释电探测器的四个探测通道分别安装不同波长的滤光片，每个红外光源各自正对热释电探测器的一个探测通道；在气管壳体中的一侧设有将红外光源与油烟隔离开的所述第一石英玻璃片，另一侧设有将热释电探测器与油烟隔离开的第二石英玻璃片；油烟进气口位于气管壳体的右上方，油烟出气口位于气管壳体的左下方，且油烟进气口和油烟出气口位于第一石英玻璃片和第二石英玻璃片之间；每个红外光源均位于一个凹面聚光镜中；热释电探测器的输出端与信号处理电路连接，所述信号处理电路用于对信号进行滤波、放大、AD转换并使用单片机进行处理显示。
2.根据权利要求1所述多组分油烟浓度定量分析装置，其特征在于所述信号处理电路包括顺次连接的滤波电路、放大电路、AD转换器和单片机。
3.根据权利要求1所述多组分油烟浓度定量分析装置，其特征在于所述热释电探测器具有如下特性
4.根据权利要求1或3所述多组分油烟浓度定量分析装置，其特征在于所述的热释电探测器的参考通道使用4.0μπι滤光片，三个气测通道使用对应波数为^SOcnr1、2960(3!^1、 3030CHT1的滤光片，对应油烟中三种重要的基团=CH2基团、CH3基团、芳香环基团。
5.根据权利要求1所述多组分油烟浓度定量分析装置，其特征在于所述每个红外光源和热释电探测器对应气体通道的中心光轴位于同一轴线上。
6.根据权利要求1所述多组分油烟浓度定量分析装置，其特征在于所述红外光源波长范围为2 μ πΓ5 μ m，并放在一个凹面聚光镜中。
7.—种多组分油烟浓度定量分析方法，其特征在于包括步骤(1)在油烟浓度为0%时，测得对应气测通道数据Vgastl和参考通道，得到Ktl=Vgas0 /VrefO ；(2)使用姥鲛烷、正十六烷、甲苯配置不同浓度的标准油烟，保持正十六烷、甲苯浓度不变，改变姥鲛烷的浓度，测得波数为^SOcnr1的气测通道数据Vgas和参考通道V,ef，计算其比F- Vgas /Vref ；(3)作出姥鲛烷浓度C和测得比值F关系图，并进行曲线拟合，得到拟合公式C=W1^F5+ W2^F4+ W3*F3+ W4*F2+ W5*F，式中WnWyWyWyW5*别为计算得出的拟合系数，C为所要测量的物质浓度，F为参考通道电压与对应气测通道电压的比值；(4)同理建立正十六烷、甲苯和对应比值F之间的关系图和拟合公式，测得相应组分的浓度。
全文摘要
本发明涉及一种多组分油烟浓度定量分析装置及其分析方法，分析装置包括信号处理电路、气管壳体、油烟进气口、油烟出气口、第一石英玻璃片、第二石英玻璃片、热释电探测器和四个红外光源；所述四个红外光源并列安装在气管壳体的一端，所述热释电探测器安装在气管壳体的另一端，热释电探测器的四个探测通道分别安装不同波长的滤光片，每个红外光源各自正对热释电探测器的一个探测通道；热释电探测器的输出端与信号处理电路连接。分析方法通过所述装置得到气测通道与参考通道的比值F，根据热释电探测器特性和朗伯比尔定律，分别代入拟合公式，即可获得对应波数处的物质浓度。本发明具有实时、定量、高灵敏度的优点。
文档编号G01N21/35GK102288574SQ20111019119
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者吕善翔, 李雪梅, 王兆山, 秦华标 申请人:华南理工大学