专利名称：喷雾除尘自动调节装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动除尘领域，具体涉及一种喷雾除尘自动调节装置。
目前，一些工矿企业的来料运输需要靠皮带输送，如燃煤电厂、矿井中煤的输送，水泥厂石料的输送中等都存在着严重的粉尘污染，而日前的喷雾除尘装置有的是根据皮带转动信号工作的，皮带一转动就喷雾；有的是根据皮带的重度信号工作的，皮带上有煤后重量加大就喷雾；有的是根据皮带上有无煤为信号，在皮带两端装上红外线发射和接收管，当皮带上有煤时，遮住红外线，使电磁阀动作，上述三种方法是靠皮带转动或皮带上有煤时才喷雾，而不管有无粉尘和煤的干湿，在煤较湿时(如雨天)粉尘很小或是无尘时只好人为关闭水龙头。
现有的喷雾除尘系统大多是采用电磁阀来控制喷雾，只有开和关两种状态，不能根据粉尘量的大小自动调节喷雾量的大小，因此大量浪费水资源。另外没有粉尘浓度测量和显示系统，粉尘浓度是多少、投入几个喷雾头都要靠人为估测。
本发明的目的是提供一种无需人为操作、结构简单、除尘效果好、节约水源、造价低的喷雾除尘自动调节装置。
该装置由粉尘浓度测量传感器1、自动调节仪2、执行机构3、水雾单元4组成，自动调节仪由附加电势5、信号比较放大单元6、反对数运算单元7、V/I变换单元8、手动操作单元9、数字显示器10、定值单元11组成，执行机构3由伺服放大器12、电动调节阀13、阀位反馈信号显示表14组成，其中，能将粉尘浓度值转换成电信号的粉尘浓度测量传感器1的输出与能进行信号比较的信号比较放大单元6输入端连接，能抵消测量传感器产生的外界杂光干扰误差的附加电动势5与信号比较放大单元6的另一个输入端连接，比较放大后的信号进入能进行反对数运算的反对数运算单元7，运算后输出一个与粉尘浓度成一定比例的电压信号，该电压信号的输出一路经转换开关K1进入V/I变换单元8，一路经转换开关K2与数字显示器10连接，一路与定值单元11连接，定值单元11的输出一路与V/I变换单元8的输出端连接，一路经转换开关K2与数字显示器10连接，V/I变换单元8有两路标准信号输出，根据需要可任选一路与执行机构3连接，达到自动关闭和开启电动调节阀13进而控制喷雾，能将控制电动调节阀的信号反馈到伺服放大器的阀位信号显示表跨接在电动调节阀与伺服放大器之间，手动操作单元9通过转换开关K1与V/I变换单元8的输入端连接。
该装置的粉尘浓度测量传感器1由发射部分和接收部分组成，发射部分由微电机15、灯泡16、清洁毡片17、旋转玻璃片18、外壳20组成，接收部分由微电机15、清洁毡片17、旋转玻璃片18、光电池19、外壳20组成，在发射端和接收端外壳内分别固定有微电机15，两微电机的输出轴上分别固定有旋转玻璃片18，开有扇形孔的清洁毡片分别固定在旋转玻璃片的外面，玻璃片的里面用环形清洁毡片17密封，灯泡16、光电池19分别装在发射端和接收端的外壳内对准清洁毡片的扇形孔固定。
本实用新型具有以下优点1.动作过程全部自动化，可根据粉尘浓度自动开启和关闭电动调节阀，并可根据粉尘浓度的高低自动调节阀门的开度，当燃煤较湿、尘量很小或无尘时，能自动关闭阀门，因此可有效地节约水资源，其动作值可任意设定，当粉尘浓度达到设定的动作值时，阀门开启，低于设定的动作值时，阀门关闭；2.无需人为操作，结构简单，维修方便，该系统一经调试，定值完后，一切测量和调节过程自动进行；
3.调节仪上设有自动——手动开关，可以人工手动调节阀门的开度，使用方便；4.粉尘浓度测量传感器上的旋转玻璃片通过清洁毡片自动擦灰，可以避免因粉尘附着，影响检测精度；5.除尘效果好，除尘率可达≥98％，当粉尘浓度≤500mg/m3时，投入该系统后可达≤10mg/m3的国家标准；6.不需收集粉尘进行二次处理，水雾把尘埃压向燃煤表面，粘附于燃煤上，因此不会造成粉尘的搬家和二次污染；7.尘源的粉尘浓度值和设定的动作值可直接由数字显示出来，便于运行人员及时掌握；8.电动调节阀门的开度由阀位反馈信号显示表显示0～100％，可以从外部很方便的观察到水雾的喷淋情况。
本实用新型的实施例参见下列各图
图1为本实用新型的原理方框图图2为粉尘浓度测量传感器的剖视图图3为自动调节仪的电路原理图图4为自动调节仪的前面板图图5为水雾喷头和粉尘浓度测量传感器布置在输煤皮带有煤粉落差的地方的示意图图6为图5的俯视图图中1——粉尘浓度测量传感器2——自动调节仪3——执行机构 4——水雾单元5——附加电动势6——信号比例放大单元7——反对数运算单元8 8——V/I变换单元
9——手动操作单元 10——数字显示器11——定值单元12——伺服放大器13——电动调节器 14——阀位反馈信号显示表15——微电机 16——灯泡17——清洁毡片(细毛毡)18——旋转玻璃片19——光电池 20——外壳21———定值指示灯22——落煤管23——输煤皮带24——封闭固定支架25——喷头26——端部防尘罩27——防尘溢出帘 R13——热敏电阻R1～R39——电阻 C1、C3——电解电容C2、C4～C7——电容W1～W9——电位器Ws——手动调节电位器 WD——定值调节电位器Rs、RD——分压电阻 T1～T5——三极管IC1——差分放大器 IC2、IC3——反对数运算器IC4、IC6、IC8、IC9——电压跟随器 IC5、IC7——V/I变换器IC10——电压比较器K1——自动——手动转换开关K2—输出——定值显示转换开关
以下结合附图对本实用新型作进一步说明图1公开了本装置的原理框图，由粉尘浓度测量传感器1、自动调节仪2、执行机构3、水雾单元4组成，自动调节仪由附加电势5、信号比较放大单元6、反对数运算单元7、V/I变换单元8、手动操作单元9、数字显示器10、定值单元11组成，执行机构3由伺服放大器12、电动调节阀13、阀位反馈信号显示表14组成，其中，能将粉尘浓度值转换成电信号的粉尘浓度测量传感器1的输出与能进行信号比较的信号比较放大单元6输入端连接，能抵消测量传感器产生的外界杂光干扰误差的附加电动势5与信号比较放大单元6的另一个输入端连接，放大后的信号进入能进行反对数运算的反对数运算单元7，运算后输出一个与粉尘浓度成一定比例的电压信号，该电压信号的输出一路经转换开关K1进入V/I变换单元8，一路经转换开关K2与数字显示器10连接，一路与定值单元11连接，定值单元11的输出一路与V/I变换单元8的输出端连接，一路经转换开关K2与数字显示器10连接，V/I变换单元8有两路标准信号输出，根据需要可任选一路与执行机构3连接，达到自动关闭和开启电动调节阀13进而控制喷雾，能将控制电动调节阀的信号反馈到伺服放大器的阀位信号显示表跨接在电动调节阀与伺服放大器之间，手动操作单元9通过转换开关K1与V/I变换单元连接。
图2公开了本装置粉尘浓度测量传感器1的装配图，由发射部分和接收部分组成，发射部分由微电机15、灯泡16、细毛毡17、旋转玻璃片18、外壳20组成，接收都分由微电机15、细毛毡17、旋转玻璃片18、光电池19、外壳20组成，在发射端和接收端外壳内分别固定有微电机15，两微电机的输出轴上分别固定有旋转玻璃片18，开有扇形孔的细毛毡分别固定在旋转玻璃片的两端，灯泡16、光电池19分别装在发射端和接收端的外壳内对准细毛毡的扇形孔固定，该传感器的接收部分和发射部分相对安装在落煤溜子和导煤槽衔接处的上方，保持同轴和毛细毡的扇形对应如图5、图6所示。
图3公开了本装置自动调节仪的电路原理图，差分放大单元由电阻R2～R5、电解电容C1、差分放大器IC1组成，附加电势由电阻R1电位器W1组成，由粉尘浓度测量传感器检测到的电压信号经电阻R3、R4与差分放大器IC1的正输入端连接并经电解电容C1接地，电源提供的正电压经电阻R1、电位器W1接地，W1的活动端经电阻R2与差分放大器的负输入端连接，电阻R5跨接在IC1的负输入端与输出端之间，IC1的输出端与反对数运算单元联接。
反对数运算单元6由电阻R6～R12、R14～R18、热敏电阻R13、电解电容C3、电容C2、C4、电位器W2～W5、三极管T1、T2及IC2、IC3组成的反对数运算器组成，差分放大单元的输出经电位器W3、电阻R9、R12、热敏电阻R13接地，W3的活动端接在W3与R9之间，在R9与R12之间引出两路信号一路与三极管T1的基极联接，一路经电解电容C2接地，装置的正电源经电位器W2、电阻R7、R6接IC2的负输入端，W2的活动端跨接在W2与R7之间，在R7与R6之间引出一信号经电阻R8接地，在R6与IC2的负输入端之间引出一信号与T1的集电极联接，IC2的正输入端经电阻R10接地，电容C3跨接在IC2的负输入与输出端之间，IC2的输出经电阻R11与T1、T2的发射极相联，T2的基极接地，T2的集电极一路与IC3的负输入端联接，一路经电阻R14与IC3的输出端联接，电容C4跨接在IC3的负输入端与输出端之间，IC3的正输入端经电阻R15、R16接地，在R15与R16之间引一信号经电阻R17与电位器W4的活动端联接，W4的两端接在装置的正负电源上，IC3的输出一路接开关K1的活动接点3，一路经电阻R18、电位器W5接地，W5的活动端接地。
手动单元由Rs和Ws组成，由装置的正电源取电压信号经电阻Rs、电位器Ws接地，Ws的活动端与开关K1的活动端1联接。
定值单元11由电压跟随器IC8、IC9、电压比较器IC10、电阻RD、R35～R39、电容C7、二极管D1、D2、三极管T5、电位器WD、继电器线圈J组成，其中，在反对数单元的R18与W5之间引一信号一路通过开关K2的活动接点1与数字显示器10联接，一路接定值单元IC9的正输入端，IC9的负输入端与输出端短接；IC9的输出端经电阻R35与IC10的正输入端联接，开关K2的另外一个活动接点3与IC8正输入端联接并与WD的活动端联接，正电源经电阻RD、WD接地，IC8的负输入端与输出端短接，IC8的输出端经电阻R36与IC10的负输入端联接，并引出一信号经电阻R38、R39接地，在R38的两端跨接一电容C7，T5的发射极接在R38与R39之间，IC10的输出端经电阻R37接T5的基极，并从T5的基极引出一信号经反接二极管D1接地，T5的集电极接继电器线圈J，J的另一端接装置的正电源，二极管D2跨接在继电器线圈的两端阳极与T5的集电极联接。
V/I转换单元由电压跟随器IC4、IC6、V/I变换器IC5、IC7、电阻R19～R34、电位器W6～W9组成，其中由K1的固定端引出的信号一路经电阻R20与IC4的正输△端联接，IC4的负输入端与输出端短接，IC4的输出端经电阻R21与IC5的正输入端联接，IC5的负输入端经电阻R22、电位器W6接地并引出一输出端子，W6的活动端接地，在IC5的负输入端引出一信号经电阻R25、R26接继电器接点J1作为输出端子，IC5的正输入端经电阻R23接继电器接点J1，W7的三个端子接在IC5的三个管脚上，IC5的输出经电阻R24接T3的基极，电容C5跨接在IC5的负输入与输出端之间，T3的集电极接正电源，T3的发射极接在电阻R25与R26之间，由K1的固顶端引出的另一路信号经电阻R19与IC6的正输入端联接，IC6的负输入端与输出端短接，IC6的输出端经电阻R27与IC7的正输入端联接，IC7的负输入端经电阻R28、电位器W8、电阻R29引出一输出端子，W8的活动端与电阻R29联接，装置的负电源经W9、R33接在R29与W8之间，W9的活动端接在负电源上，在IC7的负输入端引出一信号经电阻R32、R34接继电器接点J2作为输出端子，IC7的正输入端经电阻R30接继电器接点J2，IC7的输出经电阻R31接T4的基极，电容C6跨接在IC7的负输入与输出端之间，T4的集电板接正电源，T4的发射极接在电阻R32与R34之间。
图4公开了装置中调节仪的前面板图，有定值调节指示灯21、数字显示器10、手动—自动转换开关K1、输出——定值显示转换开关K2、手动调节电位器Ws、定值调节电位器WD组成。
图5、图6公开了粉尘浓度测量传感器1、水雾喷头25布置在输煤皮带有煤粉落差的地方的示意图，在有煤粉落差的输煤皮带的上方都装有端部防尘罩26，从落煤管22下来的原煤落到输煤皮带23上，其粉尘在端部防尘罩内浓度较大，粉尘浓度测量传感器的发射部分与接收部分同轴相对装在靠近落煤管的端部防护罩的上方由封闭固定支架24固定，水雾喷头装在粉尘浓度测量传感器旁边的端部防尘罩内。
该装置的工作原理如下由粉尘浓度测量传感器检测到的粉尘浓度信号Em和附加电势信号Eo同时输入到差分放大器IC1的正输入端和负输入端进行差分放大，放大后的(Em-Eo)信号(与粉尘浓度成对数关系)进入反对数运算单元进行反对数运算，为防止温度对运算精度的影响，在电路中设置了对接的三极管T1、T2和热敏电阻R13，可以对温度进行自动补偿，W2为量程(满度)调节电位器，W3为线性度调节电位器，W4为起始值调节电位器。经反对数运算后的信号为与粉尘浓度成较好的线性关系的电压信号，此信号分为两路，一路经电阻R18、电位器W5分压后送入数字显示器显示出粉尘的浓度，另一路经IC4和IC6组成的电压跟随器进入IC5、IC7组成的V/I变换器，把运算放大器IC3输出的线性信号变换成相应的0～10mA和4～20mA的标准电流输出，V/I变换单元中W6、W8为调平衡电位器，W7为调失调电位器，W9为4～20mA输出起始值调节电位器。
手动调节电路由Rs和Ws串联组成，产生出一个模拟电压信号，经转换开关K1输入到V/I变换电路，用以人工手动调节标准电流输出。
定值单元由电压跟随器IC8和IC9、电压比较器IC10、三极管T5组成，在WD上取得的电压信号与在电阻R18和W5分压后取得的粉尘浓度信号进行比较，当粉尘浓度信号低于定值信号时，继电器J不动作，接点J1和J2不接通，当粉尘浓度信号高于设定的动作值时继电器动作，J1和J2接通，输出两路标准电流，根据用户需要选择使用。
调试步骤和使用注意事项1.将光电源断开，使粉尘浓度测量传感器的光源灯熄灭，调整W1，使仪表的数字显示为满量程，输出电流为10mA(或20mA)；2.接通光电源，调整光电源的电位器，增大或减小光电源电压，使数字显示器稳定在0mg/m3，电流输出为0mA(或4mA)；将测量定值开关打到定值位置，调节定值电位器WD(前面板)使数字显示器为所希望的数值(如10mg/m3)，该数值的大小决定电动调节阀开启的最小电流，即粉尘浓度在此值以下时，电动调节阀完全关死，粉尘浓度超过定值时，调节阀开到相应的开度；3.当自动向手动切换前，应先根据阀位指示表的读数，调节手动调节电位器Ws，使电位器的指针读数与阀为指示表的读数相当时，再切换向手动，以避免切换时的扰动；4.应定期清扫粉尘浓度测量传感器的玻璃片。
该装置的输出电流0～10mA (DC)4～20mA (DC)电 源 电 压220V50HZ使 用 环 境 温度-10℃～+45℃该装置的供电电源为+15V、±12V、+6V。
权利要求1.一种喷雾除尘自动调节装置，由粉尘浓度测量传感器1、自动调节仪2、执行机构3、水雾单元4组成，其特征在于自动调节仪由附加电动势5、信号比较放大单元6、反对数运算单元7、V/I变换单元8、手动操作单元9、数字显示器10、定值单元11组成，执行机构3由伺服放大器12、电动调节阀13、阀位反馈信号显示表14组成，其中，能将粉尘浓度值转换成电信号的粉尘浓度测量传感器1的输出与能进行信号比较的信号比较放大单元6输入端连接，能抵消测量传感器产生的外界杂光干扰误差的附加电动势5与信号比较放大单元6的另一个输入端连接，比较放大后的信号进入能进行反对数运算的反对数运算单元7，运算后输出一个与粉尘浓度成一定比例的电压信号，该电压信号的输出一路经转换开关K1进入V/I变换单元8，一路经转换开关K2与数字显示器10连接，一路与定值单元11连接，定值单元11的输出一路与V/I变换单元8的输出端连接，一路经转换开关K2与数字显示器10连接，V/I变换单元8有两路标准信号输出，根据需要可任选一路与执行机构3连接，达到自动关闭和开启电动调节阀13进而控制喷雾，能将控制电动调节阀的信号反馈到伺服放大器的阀位信号显示表跨接在电动调节阀与伺服放大器之间，手动操作单元9通过转换开关K1与V/I变换单元8的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于粉尘浓度测量传感器1由发射部分和接收部分组成，发射部分由微电机15、灯泡16、清洁毡片17、旋转玻璃片18、外壳20组成，接收部分由微电机15、清洁毡片17、旋转玻璃片18、光电池19、外壳20组成，在发射端和接收端外壳内分别固定有微电机15，两微电机的输出轴上分别固定有旋转玻璃片18，开有扇形孔的清洁毡片分别固定在旋转玻璃片的外面，里面用环形清洁毡片密封，灯泡16、光电池19分别装在发射端和接收端的外壳内对准清洁毡片的扇形孔固定。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于它的差分放大单元由电阻R2～R5电解电容C1、差分放大器IC1组成，附加电势由电阻R1电位器W1组成，由粉尘浓度测量传感器检测到的电压信号经电阻R3、R4与差分放大器IC1的正输入端连接并经电解电容C1接地，电源提供的正电压经电阻R1、电位器W1接地，W1的活动端经电阻R2与差分放大器的负输入端连接，电阻R5跨接在IC1的负输入端与输出端之间，IC1的输出端与反对数运算单元联接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于它的反对数运算单元由电阻R6～R12、R14～R18、热敏电阻R13、电解电容C3、电容C2、C4、电位器W2～W5、三极管T1、T2及IC2、IC3、组成的反对数运算器组成，差分放大单元的输出经电位器W3、电阻R9、R12、热敏电阻R13接地，W3的活动端接在W3与R9之间，在R9与R12之间引出两路信号一路与三极管T1的基极联接，一路经电解电容C2接地，装置的正电源经电位器W2、电阻R7、R6接IC2的负输入端，W2的活动端跨接在W2与R7之间，在R7与R6之间引出一信号经电阻R8接地，在R6与IC2的负输入端之间引出一信号与T1的集电极联接，IC2的正输入端经电阻R10接地，电容C3跨接在IC2的负输入与输出端之间，IC2的输出经电阻R11与T1、T2的发射极相联，T2的基极接地，T2的集电极一路与IC3的负输入端联接，一路经电阻R14与IC3的输出端联接，电容C4跨接在IC3的负输入端与输出端之间，IC3的正输入端经电阻R15、R16接地，在R15与R16之间引一信号经电阻R17与电位器W4的活动端联接，W4的两端接在装置的正负电源上，IC3的输出一路接开关K1的活动接点3，一路经电阻R18、电位器W5接地，W5的活动端接地。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于它的定值单元11由电压跟随器IC8、IC9、电压比较器IC10、电阻RD、R35～R39、电容C7、二极管D1、D2、三极管T5、电位器WD、继电器线圈J组成，其中，在反对数单元的R18与W5之间引一信号一路通过开关K2的活动接点1与数字显示器10联接，一路接定值单元IC9的正输入端，IC9的负输入端与输出端短接，IC9的输出端经电阻R35与IC10的正输入端联接，开关K2的另外一个活动接点3与IC8正输入端联接并与WD的活动端联接，正电源经电阻RD、WD接地，IC8的负输入端与输出端短接，IC8的输出端经电阻R36与IC10的负输入端联接，并引出一信号经电阻R38、R39接地，在R38的两端跨接一电容C7，T5的发射极接在R38与R39之间，IC10的输出端经电阻R37接T5的基极，并从T5的基极引出一信号经反接二极管D1接地，T5的集电极接继电器线圈J，J的另一端接装置的正电源，二极管D2跨接在继电器的两端阳极与T5的集电极联接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于它的V/I转换单元由电压跟随器IC4、IC6、V/I便换器IC5、IC7、电阻R19～R34、电位器W6～W9组成，其中由K1的固定端引出的信号一路经电阻R20与JC4的正输入端联接，IC4的负输入端与输出端短接，IC4的输出端经电阻R21与IC5的正输入端联接，IC5的负输入端经电阻R22、电位器W6接地并引出一输出端子，W6的活动端接地，在IC5的负输入端引出一信号经电阻R25、R26接继电器接点J1作为输出端子，IC5的正输入端经电阻R23接继电器接点J1，W7的三个端子接在IC5的三个管脚上，IC5的输出经电阻R24接T3的基极，电容C5跨接在IC5的负输入与输出端之间，T3的集电极接正电源，T3的发射极接在电阻R25与R26之间，由K1的固定端引出另一路信号经电阻R19与IC6的正输入端联接，IC6的负输入端与输出端短接，IC6的输出端经电阻R27与IC7的正输入端联接，IC7的负输入端经电阻R28、电位器W8、电阻R29引出一输出端子，W8的活动端与电阻R29联接，装置的负电源经W9、R33接在R29与W8之间，W9的活动端接在负电源上，在IC7的负输入端引出一信号经电阻R32、R34接继电器接点J2作为输出端子，IC7的正输入端经电阻R30接继电器接点J2，IC7的输出经电阻R31接T4的基极，电容C6跨接在IC7的负输入与输出端之间，T4的集电极接正电源，T4的发射极接在电阻R32与R34之间。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于它的手动单元由Rs和Ws组成，由装置的正电源取电压信号经Rs、Ws接地，Ws的活动端与开关K1的活动端1联接。
专利摘要一种喷雾除尘自动调节装置;由粉尘浓度测量传感器、自动调节仪、执行机构、水雾喷头组成,该装置可根据粉尘浓度自动开启和关闭执行机构中的电动调节阀,并当燃煤较湿、尘量很小或无尘时,能自动关闭阀门,其动作值可任意设定,当粉尘浓度达到设定的动作值时,阀门开启,低于设定的动作值时,阀门关闭,无需人为操作,结构简单,维修方便,该系统一经调试,定值完后,一切测量和调节过程自动进行,是较理想的粉尘自动在线监测除尘装置。
文档编号G01F1/58GK2275712SQ9522679
公开日1998年3月4日 申请日期1995年12月1日 优先权日1995年12月1日
发明者王浩, 司连生 申请人:富拉尔基发电总厂