一种监测仪表的制作方法

1.本实用新型涉及工业热量排放监测领域，尤其涉及一种监测仪表。


背景技术：

2.工业废气排放是造成大气环境污染的主要原因之一，研究其影响因素是制定降低工业废气排放决策的基础和前提。
3.工业燃料燃烧产生的废气中具有大量的热量，这些气体直接排放到大气中，目前进行技术改造增加节能减排增效系统后，无法监测节约燃料及减少的二氧化碳排放量，因此如何计量节约燃料及减少的二氧化碳的排放量是值得研究的。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种监测仪表。
5.本实用新型提供如下技术方案：一种监测仪表，包括壳体、转换芯片和信号处理模块；
6.所述壳体的侧壁设有相间隔的第一温度信号传输端口、第二温度信号传输端口和流量信号传输端口；
7.所述第一温度信号传输端口、所述第二温度信号传输端口和所述流量信号传输端口分别电连接于所述转换芯片；
8.所述转换芯片和所述信号处理模块分别设置在所述壳体的内部，所述转换芯片电连接于所述信号处理模块。
9.在本实用新型的一些实施例中，所述壳体的内部还设有数据存储模块，所述数据存储模块电连接于所述信号处理模块。
10.进一步地，所述壳体的内部还设有数据传输模块，所述数据传输模块电连接于所述数据存储模块。
11.进一步地，所述壳体的内部还设有无线传输模块，所述无线传输模块电连接于所述信号处理模块；
12.所述无线传输模块通过信号与移动终端连接。
13.进一步地，所述壳体的内部设有电源模块，所述转换芯片和所述信号处理模块分别电连接于所述电源模块。
14.进一步地，所述壳体还设有显示器，所述显示器电连接于所述信号处理模块。
15.进一步地，所述壳体靠近所述显示器的一侧设有多个相间隔的调节键。
16.进一步地，所述壳体的侧壁还设有数据接口。
17.进一步地，所述壳体靠近所述数据接口的一端设有电源接口。
18.进一步地，所述第二温度信号传输端口位于所述第一温度信号传输端口和所述流量信号传输端口之间；
19.所述第一温度信号传输端口用于与第一温度传感器电连接，所述第二温度信号传
输端口用于与第二温度传感器电连接，所述流量信号传输端口用于与变送器电连接。
20.本实用新型的实施例具有如下优点：通过第一温度信号传输端口获取进风口的气体温度，同时通过第二温度信号传输端口获取出风口的气体温度，通过流量信号传输端口获取热空气的流量，并通过转换芯片将监测数据发送至信号处理模块，由信号处理模块通过温差和热空气的流量计算出导出的余热量及当量燃料量。也可以通过监测烟气通过换热器出口的温度和入口的温度，计算导出的余热及当量燃料量，以实现对节约燃料的监测和减少的二氧化碳的排放量的监测。
21.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1示出了本实用新型的一些实施例提供的一种监测仪表的一视角的结构示意图；
24.图2示出了本实用新型的一些实施例提供的一种监测仪表的另一视角的结构示意图；
25.图3示出了图2中a-a部的剖视图；
26.图4示出了本实用新型的一些实施例提供的一种监测仪表内部结构连接关系的示意图。
27.主要元件符号说明：
28.100-壳体；110-第一温度信号传输端口；120-第二温度信号传输端口；200-电源模块；300-流量信号传输端口；400-数据接口；500-信号处理模块；600-电源接口；700-显示器；800-转换芯片；900-数据存储模块；1000-数据传输模块；1100-调节键。
具体实施方式
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
34.如图1、图2和图4所示，本实用新型的一些实施例提供一种监测仪表，主要应用于对工业燃料燃烧后排放气体中导出的热量的监测及对节约的燃料和减少的二氧化碳排放量的计量。监测仪表包括壳体100、转换芯片800和信号处理模块500。
35.其中，所述转换芯片800和所述信号处理模块500分别设置在所述壳体100的内部，通过所述信号处理模块500对燃料当量和排放量进行计算。具体的，所述信号处理模块500的型号为tms320c203pz57或yb-dspl/1140y中的任意一种。
36.在本实用新型的一些实施例中，所述的转换芯片800为模数转换器，即a/d转换器，该模数转换器通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。
37.需要说明的是，所述转换芯片800的型号可以是ad7195bcpz-rl7和ad7193bruz-reel中的任意一种，可根据实际情况具体设定。
38.另外，在所述壳体100的侧壁设有相间隔的第一温度信号传输端口110、第二温度信号传输端口120和流量信号传输端口300，同时将所述第一温度信号传输端口110、所述第二温度信号传输端口120和所述流量信号传输端口300分别电连接于所述转换芯片800。
39.需要说明的是，所述第一温度信号传输端口110用于与第一温度传感器电连接，并通过第一温度信号传输端口110将第一温度传感器检测的气体温度传输至转换芯片800。所述第二温度信号传输端口120用于与第二温度传感器电连接，并通过第二温度信号传输端口120将第二温度传感器检测的气体温度传输至转换芯片800，同时流量信号传输端口300用于与变送器电连接，并通过流量信号传输端口300将变送器检测的气体流量传输至转换芯片800。
40.在本实用新型的一些实施例中，所述变送器为气体流量变送器，并通过气体流量变送器测量单位时间内热空气的流量。
41.需要说明的是，所述气体流量变送器的型号可以是cafs5008a和jc-lugb-p中的任意一种。
42.同时，将所述转换芯片800电连接于所述信号处理模块500，并通过转换芯片800将第一温度信号、第二温度信号和气体流量信号分别转换为数字信号，并将该数字信号传输至信号处理模块500，通过信号处理模块500计算通过导出的热量或散发的热量，从而计算出燃料当量及排放量。
43.在本实用新型的一些实施例中，监测仪表安装在热交换器附近，联接通过热交换
器出、入口风温和风量变送器，或者通过热交换器出、入口烟温和烟量变送器，通过监测风温、风量或者烟，温烟量计算出热交换器从烟气中导出的热量。
44.具体的，在热交换器的进风口安装第一温度传感器，并通过第一温度传感器检测热交换器进风口的气体温度，并定义为t2，即进入热交换器空气温度。同时，在热交换器的出风口安装第二温度传感器，并通过第二温度传感器检测热交换器出风口的气体温度，并定义为t1，即热交换器排出的热风温度。同时，将流量变送器安装在热交换器的出风口处，通过变送器检测流经热交换器的气体的流通量。
45.另外，可选的，还可通过监测仪表计算烟气释放出的热量。具体的，将第一温度传感器和第二温度传感器安装在热交换器烟气出、入口。同时，通过安装在烟气管道上的烟量变送器检测烟气流量。
46.将所述第一温度传感器通过第一温度信号传输端口110将检测的第一温度信号发送至转换芯片800，将所述第二温度传感器通过第二温度信号传输端口120将检测的第二温度信号发送至所述转换芯片800，同时将变送器通过流量信号传输端口300将检测的气体流量信号发送至转换芯片800。
47.具体的，可通过获取或选择需要转换的燃料(可选择煤、天然气或煤气)，并通过热交换器导出高温烟气中的热，并根据热交换器的进风口和出风口的空气之间的温差和热空气的流量，通过信号处理模块500计算出热交换器导出的余热量，根据选择燃料的发热量，通过监测仪表将导出的热量转换为当量的燃料量(导出热量全部用于再生产)，即为节约的燃料，以实现对节约燃料的监测和减少的二氧化碳的排放量的监测。
48.需要说明的是，排气管道为工业上燃料燃烧后的烟气管道。
49.其中，所述第二温度信号传输端口120位于所述第一温度信号传输端口110和所述流量信号传输端口300之间。
50.可选的，所述第一温度信号传输端口110位于所述第二温度信号传输端口120和所述流量信号传输端口300之间。或所述流量信号传输端口300位于所述第一温度信号传输端口110和所述第二温度信号传输端口120之间，可根据实际情况具体设定。
51.如图1和图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述壳体100还设有显示器700。同时，将所述显示器700电连接于所述信号处理模块500，通过信号处理模块500将计算的数据发送至显示器700。
52.另外，可通过显示器700显示热交换器的进风口与出风口之间的温度或位于热交换器两端的排气管道的温度、热交换器导出的热量或排气管道释放的热量。
53.同时，将气体流量变送器通过流量信号传输端口300电连接于所述转换芯片800，由气体流量变送器将测量的热空气的流量通过信号发送至转换芯片800，并通过转换芯片800将热空气的流量信号转换为相应的热风流量数字信号，同时将该热风流量数字信号发送至信号处理模块500，并通过信号处理模块500对检测的数据进行处理和计算。
54.具体的，在本实用新型的一些实施例中，导出热量计算公式为：w＝lj(t1-t2)，其中，l为热风流量，热空气比热容j(默认值为：0.9711kj/kg
·
℃)。需要说明的是，选择转换燃料为煤炭时，单位为t(吨)；选择转换燃料为天然气和煤气时，单位为m3(立方米)。
55.通过热交换器将工业排气管道的热量导出，并通过热交换器的进风口和出风口之间的温度的变化和热空气的流量计算导出的余热量，同时将导出的余热量转换为燃料当量
n，该燃料当量即为节约的燃料。其中，n＝w/q，q为燃料热值。需要说明的是，单位质量或体积的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。具体的，q为煤、天然气或煤气燃烧的燃烧热值。
56.另外，在本实用新型的一些实施例中，减少的二氧化碳排放量计算的公式为：q＝knε，通过节约的燃料计算出减排量，从而实现对节约燃料及减少的二氧化碳的排放量的实时监控。
57.需要说明的是，ε为修正系数，可根据煤、天然气、煤气化验单内可燃成分计算得到。
58.k表示排放量转换系数，例如，1吨煤完全燃烧可产生3.67吨二气化碳，即k＝3.67，1立方的天然气完全燃烧后产生1.65kg碳，k＝1.66。
59.其中，转换燃料热值q，需要说明的是，选择煤时，热值单位为kj/t，选择天然气或煤气时，单位为kj/m3。
60.可选的，在本实用新型的一些实施例中，所述壳体100的内部设有电源模块200，所述转换芯片800和所述信号处理模块500分别电连接于所述电源模块200。
61.可以理解的是，通过电源模块200对信号处理模块500和转换芯片800进行供电，以提高监测仪表工作的稳定性。
62.如图1至图3所示，在本实用新型的一些实施例中，所述壳体靠近所述数据接口的一端设有电源接口600，通过所述电源接口600将监测仪表直接与外部电源连接，以实现对监测仪表的供电。
63.如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述壳体100内还设有无线传输模块，所述无线传输模块电连接于所述信号处理模块500，且所述无线传输模块通过信号与移动终端或后台处理器连接。具体的，所述无线传输模块通过无线信号与移动终端或后台处理器连接，通过无线传输模块接收由信号处理模块500处理后的数据信号，并将信号处理模块500处理后的数据通过信号发送至移动终端或后台处理器，以实现对监测仪表测量数据的远程监控。
64.其中，所述无线传输模块的型号可以是sim900a和syn470r中的任意一种。
65.如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，在所述壳体100的内部还设有数据存储模块900。
66.可以理解的是，数据存储模块900的主要功能是存储仪器在测量过程中产生的测量数据。
67.其中，数据存储模块900的型号可根据实际情况具体选定，在本实用新型的一些实施例中，所述数据存储模块900的型号为cfm100。
68.另外，所述数据存储模块900电连接于所述信号处理模块500，并通过数据存储模块900将信号处理模块500处理后的数据进行存储。
69.如图1至图3所示，在本实用新型的一些实施例中，所述壳体100的侧壁还设有数据接口400。
70.其中，所述数据接口400采用rs485通讯接口。
71.需要说明的是，rs485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。
72.可选的，在所述壳体100的侧壁还设有挡片，所述挡片与所述壳体100的侧壁滑动连接，且所述挡片与所述数据接口400形成限位。
73.当挡片在壳体100上滑动的过程中靠近数据接口400处时，并将数据接口400密封。此时，挡片在壳体100上的正投影完全覆盖于所述数据接口400。
74.当挡片滑动在壳体100上滑动的过程中远离数据接口400时，此时，可通过数据线将数据存储模块900存储的检测数据导出。
75.在本实用新型的一些实施例中，所述壳体100内部还设有数据传输模块1000，所述数据传输模块1000电连接于所述数据存储模块900，并可通过数据传输模块1000将数据存储模块900存储的检测数据进行传送。
76.需要说明的是，数据传输(data transmission)，指的是依照适当的规程，经过一条或多条链路，在数据源和数据宿之间传送数据的过程。也表示借助信道上的信号将数据从一处送往另一处的操作。
77.其中，数据传输模块1000的型号可以是nrf24l01+pa+ipex或sim5360e中的任意一种。
78.需要说明的是，在所述壳体100靠近所述显示器700的一侧设有多个相间隔的调节键1100，监测仪表在使用前还可通过设置调节键1100对参数进行设置，从而实现对不同燃料减排量的监测。
79.另外，在所述壳体100的侧壁还设有电源开关，所述电源开关与电源模块200连接，用于连通或断开接入监测仪表的电源。
80.在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
81.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
82.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。