一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及颗粒物实时在线监测领域，特别涉及一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统。


背景技术：

2.随着国家环境治理和监测的力度加大，一线作业环境粉尘监测出现了多种监测方式方法，目前主要有以下几种粉尘检测和监测的方法：称重法、光散射法、β射线法。
3.其中，称重法采用带有滤膜的设备，通过在一线作业环境现场进行采样抽气，含有粉尘的气体经过滤膜，将粉尘颗粒分离出来，然后通过烘干称重得到粉尘的质量，通过设备的现场的流量测量样品的体积，记录采样的时间，经过计算校准得到粉尘的浓度。但是其缺点是不能进行实时检测及监测，监测的过程比较复杂、工作程序较多，耗时较长，受滤膜阻尘效率、泵的效能，采样时的压力损失、采样气路漏气、分析天平误差等影响，满足不了自动、连续的无人操作及数据的记录和传输的需要。而且测量的结果只能显示某一特定时间，不能全程显示粉尘的呼吸性粉尘浓度以及总尘浓度。
4.其中，光散射法是指光线通过不均匀的介质而偏离其原来的传播方向并散开到所有方向的现象，粉尘颗粒通过光照射时会产生散射光，颗粒大时散射光信号强，散射光信号强与颗粒物粒径成正比关系，当光波在悬浮有颗粒的空气中穿过时，会有折射和吸收等特性而出现能量耗散，光强而达到衰减。根据上述光散射信号与颗粒物粒径的关系，检测出粉尘浓度。光散射法根据散射光的信号强度与颗粒物粒径关系检测浓度，所以测量方法受到现场环境因素影响较大，如光学镜头污染问题，测量介质浓度等问题，导致测量数据不太准确，受限较多。
5.其中，β射线法是指一个强度恒定的β源发出的β射线通过介质时，β粒子与介质中的电子相互碰撞损失能量而被吸收，在低能条件下，吸收程度取决于介质的质量与粉尘粒子的粒度、成分、颜色及分散状态等等无关，β射线先后穿过清洁滤纸（未采集尘样）和已采有尘样滤纸（同一滤纸），根据2次β射线被吸收量的差异来求取环境中粉尘浓度。β射线法在测量粉尘浓度过程中，可以连续喝快速测量，测量范围广，但是缺点不能测量含铅等重金属元素，测量结果受粉尘成分影响较大，同时采样滤纸位移、β源、采样点和采样管、气体体积、水滴、β辐射强度存在涨落现象等等，不能简单、快速、实时、不受影响的快速测量粉尘浓度，总尘浓度。


技术实现要素：

6.为克服现有技术中存在的粉尘监测所得数据不准确，且监测效率低，并且只能显示单一数据的问题，本实用新型提供了一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统。
7.具体技术方案如下：
8.一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统，包括依次相连的现场呼吸性粉尘采集器、数据无线传输板、现场控制显示器和集控显示器，所述现场控制显示器通过通讯电缆
与集控显示器相连，所述现场呼吸性粉尘采集器用于采集现场呼吸性粉尘浓度并把它转化成电信号，所述数据无线传输板将粉尘浓度信号转化成数字信号通过无线发送出去，所述现场控制显示器用于接受无线数据，同时将数据显示在显示屏上，所述集控显示器用于收集和整理全系统的数据，并记录显示成曲线。
9.优选的，所述现场呼吸性粉尘采集器包括依次相连的呼吸性粉尘传感器、数据采集模块a和数据存储模块a。
10.优选的，所述现场控制显示器包括依次相连的数据处理模块b、数据存储模块b和接线模块b，所述数据处理模块b连接有显示模块b，所述接线模块通过通讯电缆与集控显示器相连。
11.优选的，所述现场呼吸性粉尘采集器还设置有无线天线a，所述现场控制显示器还设置有无线天线b，所述无线天线a和无线天线b均与数据无线传输板相连。
12.优选的，所述集控显示器包括数据接收模块c、计算机模块c、软件模块c、显示模块c和数据存储模块c，所述数据接收模块c、软件模块c、显示模块c和数据存储模块c分别与计算机模块c相连。
13.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
14.（1）本技术提供了一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统，可以测量一线作业环境的空气质量，尤其是呼吸性粉尘，可以清晰地判断各种除尘设施的综合除尘效果，尤其是对危害最大的呼吸性粉尘的除尘效率，可以作为各类除尘设备控制参数的参考。本监测系统除了用于电力、冶金系统作业环境粉尘治理设备除尘出口的检测外，还可以用于矿山、水泥厂、玻璃厂、石英厂、纺织厂等各类粉尘作业场所的pm7.07粉尘测试。
15.（2）本技术提供了一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统，主要解决粉尘测量的准确性、简单高效性、实时记录、就地/远程集控显示、不受环境湿度、温度、介质等影响，各项性能稳定可靠、具有全天候24小时实时在线监测，尤其可以监测空气动力学直径均在7.07
µ
m以下，空气动力学直径5
µ
m粉尘粒子的采样效率为50%的指标。
附图说明
16.图1为本实用新型一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统的结构框图；
17.图2为本实用新型一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统中呼吸性粉尘采集器的结构框图；
18.图3为本实用新型一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统中现场控制器的结构框图；
19.图4为本实用新型一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统中集控显示器的结构框图。
20.图中，1
‑
现场呼吸性粉尘采集器，2
‑
数据无线传输板，3
‑
现场控制显示器，4
‑
集控显示器，11
‑
呼吸性粉尘传感器，12
‑
数据采集模块a，13
‑
数据存储模块a，14
‑
无线天线a，21
‑
数据处理模块b，22
‑
数据存储模块b，23
‑
接线模块b，24
‑
显示模块b，25
‑
无线天线b，41
‑
数据接收模块c，42
‑
计算机模块c，43
‑
软件模块c，44
‑
显示模块c，45
‑
数据存储模块c。
具体实施方式
21.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
22.本实用新型公开了一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统，如图1所示，包括依次相连的现场呼吸性粉尘采集器1、数据无线传输板2、现场控制显示器3和集控显示器4，现场控制显示器通过通讯电缆与集控显示器4相连，现场呼吸性粉尘采集器1用于采集现场呼吸性粉尘浓度并把它转化成电信号，数据无线传输板2将粉尘浓度信号转化成数字信号通过无线发送出去，现场控制显示器3用于接受无线数据，同时将数据显示在显示屏上，集控显示器4用于收集和整理全系统的数据，并记录显示成曲线。
23.如图2所示，现场呼吸性粉尘采集器包括依次相连的呼吸性粉尘传感器11、数据采集模块a12和数据存储模块a13。如图3所示，现场控制显示器3包括依次相连的数据处理模块b21、数据存储模块b22和接线模块b23，数据处理模块b连接有显示模块b24，接线模块通过通讯电缆与集控显示器4相连。现场呼吸性粉尘采集器还设置有无线天线a14，现场控制显示器3还设置有无线天线b25，无线天线a14和无线天线b25均与数据无线传输板2相连。如图4所示，集控显示器4包括数据接收模块c41、计算机模块c42、软件模块c43、显示模块c44和数据存储模块c45，数据接收模块c41、软件模块c43、显示模块c44和数据存储模块c45分别与计算机模块c42相连。
24.本技术所提供的一种基于静电法的呼吸性粉尘在线监测系统主要分为三个过程：
25.现场呼吸性粉尘传感器11采样：现场呼吸性粉尘传感器11运用静电测量技术原理，内部抽气风机对设备出口的含尘气体进行实时采样，含尘气体中的粉尘粒子经过静电测量机构形成的敏感区时产生电信号，同时将电信号转换成相应的数据信号，经放大和数据运算处理得到粉尘pm7.07的重量浓度，数据经过内部a/d转换，利用数据无线传输系统传送给现场控制显示器3无线接收模块，就地显示粉尘浓度数据。
26.数据现场控制显示：现场控制显示器3利用无线接收模块接收粉尘传感器发送的数据，经过运算处理、数据存储，再通过其内部无线传输模块将数据传输到集控显示大屏上。
27.数据远程集控显示：不同现场控制显示的数据经过无线或有线输入到数据远程集控显示屏，经过计算处理，存储并显示，完成一个粉尘在线监测系统工程。如图4所示，数据远程集控显示可以对若干现场控制显示器3的数据进行集中控制。
28.本技术采用国际领先的静电测量技术，运用静电测量技术原理，非接触式粉尘测试方式，用抽气风机对设备出口的含尘气体进行实时采样，含尘气体中的粉尘粒子经过静电测量机构形成的敏感区时产生电信号，同时将电信号转换成相应的数据信号，经放大和数据运算处理得到粉尘pm7.07的重量浓度。利用经验可靠的静电技术，通过粉尘和传感器杆的相互作用在两者之间产生电荷的迁移。就是这种小的运动提供了电监控的信号。如果颗粒物质类型保持不变，即使传感器上黏附颗粒，也不影响测量，产生的信号也会与流速成比例。实践表明这种固体流量测量方法精度高，维护量少，能实时在线监测现场粉尘浓度，该装置可以在线监测现场作业环境的空气质量指标，尤其是呼吸性粉尘（简称呼尘：可进入
肺泡的粉尘粒子。其空气动力学直径均在7.07
µ
m以下，空气动力学直径5
µ
m粉尘粒子的采样效率为50%）的指标，可以清晰地判断各种除尘设施的综合除尘效果，尤其是对危害最大的呼吸性粉尘的除尘效率。
29.以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。