一种等速采样超低浓度颗粒物监测仪的制作方法

本发明涉及大气污染物治理技术领域，尤其是涉及一种等速采样超低浓度颗粒物监测仪。

背景技术：

目前现有的颗粒物监测仪大部分采用光散射法进行测量，但常规的激光后散法通常只适用于颗粒物浓度50mg/m³以上的连续在线监测。针对于目前国内30mg/m³以下甚至10mg/m³以下的颗粒物排放要求，常规的激光后散法颗粒物监测仪已远远不能达到技术要求。目前的光散射法颗粒物测定仪存在以下不足：1、受烟气水分的干扰影响大；2、粉尘的粒径和浓度同步下降了很多，因此激光反射和折射的机会下降了很多。因此出现测量不出来，没有反射光信号等现象。难以实现超低浓度10mg/m³以下的颗粒物监测。3、烟气流速不稳定，难以实现完全跟踪式的等速采样，从而难以实现超低浓度颗粒物的连续在线监测。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种等速采样超低浓度颗粒物监测仪，以解决现有技术中的粉尘测量仪测量结果准确性和可靠性比较低的技术问题。

本发明根据以上所述问题提出改进，适用于湿度大的超低浓度颗粒物的等速采样连续在线监测，提高测量结果的准确性和可靠性。

本发明提供一种等速采样超低浓度颗粒物监测仪，包括：采样系统、温湿度预处理系统、控制系统以及测量和信号处理系统。采样系统主要由温压流测量子系统、采样探头、取样管、采样泵和回送回路组成。所述采样系统通过取样管加热后进入加热测量气室，由所述回送回路将烟气回送到取样点。采样量通过流量控制阀调节空气的气量实现，通过所述温压流测量子系统实时监测烟道流速，同步反馈给所述控制系统同时控制采样泵改变采样流量实现等速跟踪的目的。所述温湿度预处理系统包括加热干燥装置，控温装置等。所述加热干燥装置通过加热干燥方式降低颗粒物含水量，避免水分对测量系统的造成干扰的影响。所述测量及信号处理单元包括激光器、测量室、光电转换器等。通过测量颗粒物的前向散射光，将颗粒物的浓度转化为电信号，再经过特定算法转换后输出。所述控制单元包括反吹清洁装置、校准装置。能实现定期自动的对设备进行维护保养，确保仪器实现在线连续监测的精确性和稳定性。

进一步地，所述所述采样系统的回送回路由射流泵产生抽吸力将烟气回送到取样点。

进一步地，所述所述流量控制阀为电子式电动针阀。采样量通过所述电子式电动针阀调节压缩空气的气量实现。

进一步地，所述温湿度预处理系统包括加热干燥装置，所述加热干燥装置通过加热干燥方式降低颗粒物含水量，避免水分对测量系统的造成干扰的影响。

进一步地，所述温压流测量子系统的主要测量部件为s型皮托管。所述s型皮托管由动压测量单元将动压转换成流速信号，将取样管的压差送到流量测量单元转换成采样流量信号和采样流速，根据所述s型皮托管所测流速与采样流速的差值所述电子式电动针阀控制压缩气的流量，实现对采样流速的控制，达到采样流速跟踪烟气流速的目的。

进一步地，所述测量及分析系统所述激光器发出的高稳定性激光经过准直后射入所述测量室，激光束与颗粒物相遇后产生前向散射光，散射光由所述透镜接收后，通过信号光纤导入光电检测器，经过超高灵敏度光电信号转换后，散射光信号转变成与颗粒物浓度成正比的电信号，通过特定的算法，输出颗粒物的浓度值。

进一步地，所述测量及分析系统运用前散射激光测量原理，可用于提高颗粒物监测分析仪的灵敏度和和分辨力。通过结合所述温湿度预处理系统和所述的温压流测量子系统，消除烟道水分的干扰并利用跟踪等速采样方法提高检测的精确性，从而实现超低颗粒物浓度的连续在线监测。

进一步地，所述控制单元包括反吹清洁装置、校准装置。所述反吹清洁装置包括手动调节阀、反吹电磁阀、过滤器、三通接头和水气分离器。通过软件设定反吹周期，控制反吹电磁阀，实现所述采样系统的定时反吹功能。

进一步地，所述校准装置可通过软件关闭激光源信号来实现自动零点的校准，从而提高设备监测的灵敏度。

进一步地，所述采样探头直接安装于烟道内，并通过所述的加热干燥装置采用抽取式采样方式将颗粒物输送至所述的测量及分析系统，所述的测量及分析系统直接与所述采样系统相连安装在烟道外，避免了管路输送过程中的颗粒物残留或堵塞而影响测量精确性的问题。本发明排除了自然环境中干扰因子对测量结果的影响，提高测量结果的准确性和可靠性。本发明广泛适用于烟尘排放系统的粉尘颗粒物浓度的在线连续监测，尤其是对自然环境恶劣，监测因子干扰较大的超低浓度烟尘排放系统的无间断监测。

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明一种实施例提供的等速采样超低浓度颗粒物监测仪的结构示意图。

图2为本发明一种实施例提供的等速采样超低浓度颗粒物监测仪的系统组成示意图。

其中，附图汇总如下：

取样探头1；取样管2；干燥加热装置3；流量控制单元4；流量检测器401；气室流量传感器402；温压流测量子系统5；电子式电动针阀501；过滤器502；储气罐503；压缩气6；动压测量单元7；s型皮托管8；测量和信号处理系统9；反吹清洁装置10；气水分离器1001；三通接头1002；过滤器1003；激光冷却座11；喷射泵12；烟气出口13。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明一种实施例提供的等速采样超低浓度颗粒物监测仪的结构示意图；

图2为本发明一种实施例提供的等速采样超低浓度颗粒物监测仪的系统组成示意图。

本发明提供一种等速采样超低浓度颗粒物监测仪，如图1和图2所示，所述等速采样超低浓度颗粒物监测仪包括：包括：采样系统、温湿度预处理系统、控制系统以及测量和信号处理系统9。采样系统主要由温压流测量子系统5、采样探头1、取样管3、采样泵和回送回路组成。所述采样系统通过采样探头1加热后进入测量和信号处理室9，由所述回送回路将烟气回送到取样点。采样量通过电子式电动针阀501调节空气的气量实现，通过所述温压流测量子系统5实时监测烟道流速，同步反馈给所述控制系统同时控制采样泵改变采样流量实现等速跟踪的目的。所述温湿度预处理系统包括加热干燥装置3，控温装置等。所述加热干燥装置3通过加热干燥方式降低颗粒物含水量，避免水分对测量系统的造成干扰的影响。所述测量及信号处理单元9包括激光器、测量室、光电转换器等。通过测量颗粒物的前向散射光，将颗粒物的浓度转化为电信号，再经过特定算法转换后输出。所述控制单元包括反吹清洁装置10、校准装置。能实现定期自动的对设备进行维护保养，确保仪器实现在线连续监测的精确性和稳定性。

本发明的目的在于提供一种等速采样超低浓度颗粒物监测仪，以解决现有技术中的粉尘测量仪测量结果准确性和可靠性比较低的技术问题。

本发明根据以上所述问题提出改进，适用于湿度大的超低浓度颗粒物的等速采样连续在线监测，提高测量结果的准确性和可靠性。

进一步地，所述所述采样系统的回送回路由射流泵12产生抽吸力将烟气回送到取样点。

进一步地，所述所述流量控制阀为电子式电动针阀501。采样量通过所述电子式电动针阀501调节压缩空气的气量实现。

进一步地，所述温湿度预处理系统包括加热干燥装置3，所述加热干燥装置3通过加热干燥方式降低颗粒物含水量，避免水分对测量系统的造成干扰的影响。

进一步地，所述温压流测量子系统5的主要测量部件为s型皮托管8。所述s型皮托管8由动压测量单元将动压转换成流速信号，将取样管2的压差送到流量检测器401转换成采样流量信号和采样流速，根据所述s型皮托管8所测流速与采样流速的差值所述电子式电动针阀501控制压缩气的流量，实现对采样流速的控制，达到采样流速跟踪烟气流速的目的。

进一步地，所述测量及分析系统9所述激光器发出的高稳定性激光经过准直后射入所述测量室，激光束与颗粒物相遇后产生前向散射光，散射光由所述透镜接收后，通过信号光纤导入光电检测器，经过超高灵敏度光电信号转换后，散射光信号转变成与颗粒物浓度成正比的电信号，通过特定的算法，输出颗粒物的浓度值。

进一步地，所述测量及分析系统运用前散射激光测量原理，可用于提高颗粒物监测分析仪的灵敏度和和分辨力。通过结合所述温湿度预处理系统和所述的温压流测量子系统5，消除烟道水分的干扰并利用跟踪等速采样方法提高检测的精确性，从而实现超低颗粒物浓度的连续在线监测。

进一步地，所述控制单元包括反吹清洁装置10、校准装置。所述反吹清洁装置包括手动调节阀、反吹电磁阀、过滤器1003、三通接头1002和水气分离器1001。通过软件设定反吹周期，控制反吹电磁阀，实现所述采样系统的定时反吹功能。

进一步地，所述校准装置可通过软件关闭激光源信号来实现自动零点的校准，从而提高设备监测的灵敏度。

进一步地，所述采样探头1直接安装于烟道内，并通过所述的加热干燥装置3采用抽取式采样方式将颗粒物输送至所述的测量及分析系统9，所述的测量及分析系统9直接与所述采样系统相连安装在烟道外，避免了管路输送过程中的颗粒物残留或堵塞而影响测量精确性的问题。

本发明排除了自然环境中干扰因子对测量结果的影响，提高测量结果的准确性和可靠性。本发明广泛适用于烟尘排放系统的粉尘颗粒物浓度的在线连续监测，尤其是对自然环境恶劣，监测因子干扰较大的超低浓度烟尘排放系统的无间断监测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。