一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统的制作方法

2023-03-03 07:56:34 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型属于废气治理设备监测技术领域,具体涉及一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统。


背景技术:

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
3.对于吸附法有机废气治理设施运行效能的监测方案,需要检测活性炭吸附箱进气和出气口的voc气体浓度,以此测算该装置的净化效率。目前多采用一套监测仪器通过气路控制组件(泵、阀)的切换进行双路采样,这种方式降低检测单元和传感器的成本投入,但是在实际应用中还存在以下几个问题:
4.活性炭吸附箱体较大,进气和出气口跨度许多超过十米,采样气路如果按照规范的走线要求长度更长。这样带来采样管路施工难度加大、成本提高。
5.很多场景下,企业voc排放不是持续稳定的浓度排放,而是波动较大。双路采样轮流检测的机制,需要一定的切换时间间隔,无法获得实时的对比数据,即当测完入口气体浓度后再测出口气体浓度,此时两次测量的气体样本,未必是相同或临近的“同一股”排放气体,故而无法进行精确的净化效率数据计算。
6.一套设备双路采样的设备,其内部气路结构相对复杂,控制时序逻辑比较复杂。其传感器量程选择只能采用就高不就低的原则,但是往往净化装置的净化效率都在90%左右,前后浓度相差十倍,在出气口端其测量精度会因量程过大而影响测量精度。


技术实现要素:

7.本实用新型为了解决上述问题,提出了一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统,本实用新型采用分体式设计,进气口端设备和出气口端设备分别安装于活性炭吸附箱体两侧,可以有效减少采样管路长度和施工难度。同时由于分体式设计,一方面可以极大简化采样管路的控制逻辑和气路控制组件使用数量;另一方面,由于每套端设备都具备独立的测量传感器,可以进行持续采样测量,为云端软件系统提供同一时间段内的测量数据,从而提高测量精度。
8.根据一些实施例,本实用新型提供了一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统,采用如下技术方案:
9.一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统,包括进气口端监测箱和出气口端监测箱;所述进气口端监测箱内部固定有第一控制器;所述出气口端监测箱内部固定有第二控制器;所述进气口端监测设备通过第一控制器与出气口端监测箱的第二控制器无线通信;
10.所述进气口端监测箱内部的进气气路通过导气管与现场监测设备的入口风道连通;所述出气口端监测箱内部的出气气路通过导气管与现场监测设备的出口风道连通;所
述入口风道处开设有采样回气合并孔以及风速排量测量孔;所述采样回气合并孔内固定有皮托管式自流通采样器;所述风速排量测量孔内固定有风速传感器和排量传感器。
11.进一步地,所述进气口端监测箱包括箱体,所述箱体上固定有触控显示屏,所述触控显示屏与第一控制器电连接。
12.进一步地,所述皮托管式自流通采样器包括进气通气管和回气通气管,所述进气通气管和所述回气通气管的轴面并排固定连接为一体结构;
13.所述进气通气管的一端通过采样回气合并孔伸入通风管内于迎风面开口设置,所述进气通气管的另一端位于通风管外与进气导气管连接;
14.所述回气通气管的一端通过采样回气合并孔伸入通风管内于背风面开口设置,所述回气通气管的另一端位于通风管外与回气导气管连接。
15.进一步地,所述进气气路包括第一气路三通,所述第一气路三通和第一气室voc传感器以及第一温湿度传感器连接;所述第一气路三通还与第一气压传感器连接;
16.所述第一气路三通通过进气导气管与现场监测设备的出口风道上的采样回气合并孔连接;
17.所述第一气室voc传感器以及第一温湿度传感器通过回气导气管与现场监测设备的入口风道上的采样回气合并孔连接。
18.进一步地,所述出气气路包括第二气路三通,所述第二气路三通分别与流量调节阀以及第二气压传感器连接;
19.所述流量调节阀与第二气室voc传感器以及第二温湿度传感器连接,所述第二气室voc传感器以及第二温湿度传感器与出气口监测箱的气体直排口连接;
20.所述第二气路三通通过进气导气管与现场监测设备的出口风道上的采样孔连接。
21.进一步地,所述第一气室voc传感器、第一温湿度传感器、第一气压传感器、第二气室voc传感器、第二温湿度传感器、第二气压传感器以及流量调节阀均采用密封设计,以防止废气传输过程中出现漏气。
22.进一步地,所述第一控制器包括第一通讯模块以及第一微控制器,所述第一通讯模块分别与上位机和第二控制器无线通讯;所述上位机将进气口端监测箱和出气口端监测箱采集的数据传输给企业端效能监测系统。
23.进一步地,所述第二控制器包括第二通讯模块以及第二微控制器,所述第二通讯模块与第一控制器通讯。
24.进一步地,所述出气口端监测箱还包括出气口电流电压采样装置,所述出气口电流电压采样装置通过电线与现场监测设备的脱附风机和吸附风机连接;
25.所述第二控制器分别与第二气室voc传感器、第二温湿度传感器、第二气压传感器以及进气口电流电压采样装置电连接。
26.进一步地,所述第一控制器分别与第一气室voc传感器、第一温湿度传感器、第一气压传感器、风速传感器以及排量传感器连接。
27.与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
28.本实用新型在被测气体温度、湿度、颗粒物浓度无需额外处理即可达到传感器测量和设备运行维护要求的场景中,可以降低采样管路的长度和施工难度,降低采样管路成本,使设备可以在采样点附近就近测量。同时分体式设计可以分别考虑入口气体和出口气
体对回收排放的不同要求,设计不同的气路,让设计更简化更合理。入口端设备和出口端设备需配备同类(可以不同量程)传感器,这样可以忽略存在电化学或半导体传感器对不同成分的有机气体的敏感度不同而带来的误差。
附图说明
29.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。
30.图1是本实用新型中一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统的进气口端监测箱的气路连接示意图;
31.图2是本实用新型中一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统的进气口端监测箱的电路连接示意图;
32.图3是本实用新型中一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统的出气口端监测箱的气路连接示意图;
33.图4是本实用新型中一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统的出气口端监测箱的电路连接示意图;
34.图5是本实用新型中一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统的设备安装示意图;
35.图6是本实用新型中一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统的整体测量示意图;
36.图7是本实用新型中一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统的皮拖管式结构采样装置示意图。
具体实施方式
37.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
38.应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
39.需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
40.本实用新型中,术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解,表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员,可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义,不能理解为对本实用新型的限制。
41.实施例一
42.如图1所示,本实施提供了一种分体式工业有机废气治理设施效能监测系统,包括进气口端监测箱和出气口端监测箱;包括进气口端监测箱和出气口端监测箱;所述进气口
端监测箱内部固定有第一控制器;所述出气口端监测箱内部固定有第二控制器;所述进气口端监测设备通过第一控制器与出气口端监测箱的第二控制器无线通信;
43.所述进气口端监测箱内部的进气气路通过导气管与现场监测设备的入口风道连通;所述出气口端监测箱内部的出气气路通过导气管与现场监测设备的出口风道连通;所述入口风道处开设有采样回气合并孔以及风速排量测量孔;所述采样回气合并孔内固定有皮托管式自流通采样器;所述风速排量测量孔内固定有风速传感器和排量传感器。
44.其中,所述进气口端监测箱包括箱体,所述箱体上固定有触控显示屏,所述触控显示屏与第一控制器电连接。
45.所述皮托管式自流通采样器包括进气通气管和回气通气管,所述进气通气管和所述回气通气管的轴面并排固定连接为一体结构;
46.所述进气通气管的一端通过采样回气合并孔伸入通风管内于迎风面开口设置,所述进气通气管的另一端位于通风管外与进气导气管连接;
47.所述回气通气管的一端通过采样回气合并孔伸入通风管内于背风面开口设置,所述回气通气管的另一端位于通风管外与回气导气管连接。
48.具体地,所述进气气路包括第一气路三通,所述第一气路三通和第一气室voc传感器以及第一温湿度传感器连接;所述第一气路三通还与第一气压传感器连接;
49.所述第一气路三通通过进气导气管与现场监测设备的出口风道上的采样回气合并孔连接;
50.所述第一气室voc传感器以及第一温湿度传感器通过回气导气管与现场监测设备的入口风道上的采样回气合并孔连接。
51.所述出气气路包括第二气路三通,所述第二气路三通分别与流量调节阀以及第二气压传感器连接;
52.所述流量调节阀与第二气室voc传感器以及第二温湿度传感器连接,所述第二气室voc传感器以及第二温湿度传感器与出气口监测箱的气体直排口连接;
53.所述第二气路三通通过进气导气管与现场监测设备的出口风道上的采样孔连接。
54.所述第一气室voc传感器、第一温湿度传感器、第一气压传感器、第二气室voc传感器、第二温湿度传感器、第二气压传感器以及流量调节阀均采用密封设计,以防止废气传输过程中出现漏气。
55.具体地,所述第一控制器包括第一通讯模块以及第一微控制器,所述第一通讯模块分别与上位机和第二控制器无线通讯;所述上位机将进气口端监测箱和出气口端监测箱采集的数据传输给企业端效能监测系统。
56.所述第二控制器包括第二通讯模块以及第二微控制器,所述第二通讯模块与第一控制器通讯。
57.具体地,所述出气口端监测箱还包括出气口电流电压采样装置,所述出气口电流电压采样装置通过电线与现场监测设备的脱附风机和吸附风机连接;
58.所述第二控制器分别与第二气室voc传感器、第二温湿度传感器、第二气压传感器以及进气口电流电压采样装置电连接。
59.所述第一控制器分别与第一气室voc传感器、第一温湿度传感器、第一气压传感器、风速传感器以及排量传感器连接。
60.本实用新型专利是由计算机软件系统和若干硬件测量设备组成,依赖这一整体组合发挥对企业中吸附法工业有机废气治理设施进行效能监测的作用。其整体组成架构如图6所示:
61.企业治污设施运行效能监测系统为软件系统,b/s架构,通常部署于互联网云端服务器,也可以在局域网内进行部署,主要用于监测数据的展示、查询、分析、预警等功能,具备多级用户权限管理,适用于生态环境部门在线监测类系统的业务管理需求。需要说明的是,对于企业端监测系统的处理过程均采用现有的对于运行效能的处理过程,而本实施例不涉及对于程序的改进,本实施例的侧重点在于对于废气排放的采集和传输。
62.实时数据接收软件(上位机软件)为物联网设备数据落地的接收软件系统,支持多并发,支持时序数据库和关系型数据库的数据存储。通常部署于互联网云端服务器,可以在局域网内进行部署。与上层的企业治污设施运行效能监测系统共同对一套数据库系统进行操作。此处对于上位机的应用也是对于现有技术的上位机的应用,不涉及对上位机内部处理程序的改进。
63.企业现场端安装的设备分为进气口端设备和出气口端设备,其中,进气口端设备中气体压力传感器、voc浓度和温湿度传感器均安装在同一箱体内部,风速、排风量为外置传感器需在烟道上打孔并将传感器置于烟道内,供电和数据线连接于箱体内部。
64.出气口端设备中气体压力传感器、voc浓度和温湿度传感器均安装在同一箱体内部,同时安装两组三相交流电计量芯片用于测量吸附引风机和脱附风机的电流、电压、有功功率、功率因数等用电参数。电流测量采用开口式外接电流互感器,电压测量为接入式。该设备要求安装于治污设施吸附引风机供电线路上,用于测量引风机的启停状态和运行负荷、运行时长。同时如果治污设施具备脱附设施,则也需安装于脱附风机的供电线路上,用于测量脱附风机启停状态和运行时长,以便监测企业脱附行为和脱附次数。如果治污设施不具备脱附设置,则此监控点可以不必安装。
65.出气口端设备与进气口端设备需要进行通讯组网,组网以进气口端设备为通讯中间节点(配置触控屏幕和数据存储单元),由该中间节点收集现场所有监测设备的监测数据之后进行存储、触控屏幕展示,然后再统一上报实时数据接收软件。设备组网可以通过wifi、lora、zegbee、蓝牙等通讯协议进行组网,设备两端均需安装相应通讯芯片。也可以均采用nbiot、4g或5g通讯芯片,通过mqtt协议进行点对点数据传输,将数据传输给中间节点,然后再统一上报。需要说明的是,中央微处理器对于传感器数据的存储以及触控屏幕展示,均采用现有技术即可,不涉及对于具体程序的改进。
66.设备安装示意图如图5所示,为一整套吸附法工业有机废气治理设施的结构示意图。其中黑色圆点为本专利所描述系统气路采样装置和电流电压采样装置所需安装的具体位置。其中气路采样装置需要导气管和电线与吸附法治污设施效率监测设备(以下简称“现场端监测设备”)相连接,电流电压采样装置只需要电线与现场端监测设备连接。现场端监测设备利用落地支架或挂架固定于方便取电和进行气路电路连接的合适位置即可。
67.进气口端设备如图1所示,该设备为一个独立箱体结构,该结构与采样装置和外置传感器相连接。箱体内主要分为两部分,一部分为数据通讯、显示与控制部分。包括通讯模块,其中数据上报模块为必要部件,其通讯芯片可以采用nbiot、4g或5g,通过mqtt协议或hj212协议与云端实时数据接收软件(上位机系统)进行通讯。组网通讯模块为选配件,当该
企业所有现场端设备均采用nbiot、4g或5g芯片,通过mqtt协议进行通讯组网时,该组网模块可以不配置。否则需要配置该组网通讯芯片,该芯片可以wifi、lora、zegbee或蓝牙等协议组网并配备相应通讯芯片。该部分还包括触控显示屏和中央控制模块,触控显示屏运行嵌入式界面交互系统,主要完成现场所有监测设备实时数据的展示、历史数据的查询,参数配置等功能。中央控制模块运行控制和数据交互程序,完成测量采样泵的控制以及所有传感器的数据交互与读取工作,同时也负责数据在本机存储芯片的落地存储。
68.另一部分为测量部分,其中被测风道内风速大于10m/s时可依靠皮托管型的采样器,在迎风和背风面的采样口产生的压差推动气体流动,无需采样泵。当风速小于10m/s,空气流动速度较慢,需配备采样泵增加气体交换速度。气室与voc传感器、温湿度传感器采用密封设计,只通过气室进出口气口进行气体交换。其中voc传感器可以使用pid传感器、电化学传感器或半导体传感器,温湿度传感器用于环境参数测量并参与voc传感器测量值的温湿度补偿运算。气压传感器用于测量风道内的气压值。由于被测气体有未经处理的工业废气,故整个设备从采样孔端到设备内部所有传感器、泵、阀等部件,采用全流程密闭设计,不存在与外界空气之间的排口或漏点。
69.采样装置需在活性炭箱入口风道上打2个孔,a孔需插入皮托管型采样装置,该装置为双路管道用于采集未经处理的气体样本和将检测完的样本气体回输至管道内,结构说明见附图,插入后需做密封处理,b孔用于安装插入式风速、流量传感器后也需做密封处理,该风速传感器可以是皮托管式或热敏式风速传感器。
70.整个测量装置气路连接关系如图1所示,箭头为气体流通方向。该设计方案如配备采样泵,则该泵在voc传感器读数前为运行状态,所有传感器均支持实时数据读取。
71.如图2所示,进气口端监测箱的电路连接关系,中央控制与运算模块为设备控制、运算和数据存储的核心,其分别与触控显示屏、通讯模块进行连接和数据通讯。对采样泵进行控制信号或供电连接,对各类传感器进行信号线路连接以获取数据。
72.出气口端监测箱,如图3所示,该设备为一个独立箱体结构,该结构与采样装置相连接。箱体内主要分为两部分,一部分为数据通讯、显示与控制部分。包括通讯模块,其中数据上报模块为必要部件,其通讯芯片可以采用nbiot、4g或5g,通过mqtt协议或hj212协议与云端实时数据接收软件(上位机系统)进行通讯。组网通讯模块为选配件,当该企业所有现场端设备均采用nbiot、4g或5g芯片,通过mqtt协议进行通讯组网时,该组网模块可以不配置。否则则需要配置该组网通讯芯片,该芯片可以wifi、lora、zegbee或蓝牙等协议组网并配备相应通讯芯片。该部分还包括中央控制与运算模块,运行与传感器的数据交互程序,完成所有传感器的数据交互与读取工作,同时也负责数据在本机存储芯片的落地存储。
73.另一部分为测量部分,由于被测风道内引风机的作用,其内压力远大于外界自然大气压,且活性炭箱出风口之后即为治理设施末端,所以检测完之后的样气可以直排大气。故而利用管道内外的固有压差即可完成采样管路的空气推动,同时利用流量调节阀将流量调至传感器要求的参数范围内即可。气室与voc传感器、温湿度传感器采用密封设计,只通过气室进出口气口进行气体交换。其中voc传感器可以使用pid传感器、电化学传感器或半导体传感器,温湿度传感器用于环境参数测量并参与voc传感器测量值的温湿度补偿运算。气压传感器用于测量风道内的气压值。最终检测完的气体样本可以通过设备上的排气孔直排大气,无需返回管道。测量部分同时还包括两套三相交流电计量芯片用于测量吸附引风
机和脱附风机的电流、电压、有功功率、功率因数等用电参数。电流测量采用开口式外接电流互感器,电压测量为接入式,分别安装于吸附引风机和脱附风机的供电线路上。
74.采样装置需在活性炭箱入口风道上打1个孔,a孔无需皮拖管采样装置,只需单路接出,用于检测出气口端样气即可。
75.出气口端监测箱电路连接关系如图4所示,中央控制与运算模块为设备控制、运算和数据存储的核心,与通讯模块和传感器、电能计量芯片进行连接和数据通讯。外接的开口式电流互感器和电压采集线路,通过电线与三相交流电能计量芯片的对应端子进行连接。
76.如图7所示,皮托管式结构采样装置,皮托管式自流通采样器包括进气通气管和回气通气管,所述进气通气管和所述回气通气管的轴面并排固定连接为一体结构;
77.所述进气通气管的一端通过采样回气合并孔伸入通风管内于迎风面开口设置,所述进气通气管的另一端位于通风管外与进气导气管连接,在通风管外为导气管防滑接头;此管负责采样进气;
78.所述回气通气管的一端通过采样回气合并孔伸入通风管内于背风面开口设置,所述回气通气管的另一端位于通风管外与回气导气管连接,在通风管外为导气管防滑接头,此管负责采样回气。
79.所述通气管采用金属或硬质塑料,也可以根据具体的应用情况采用其他材质的结构,两根通气管背靠背粘贴或焊接为一体,也可采用其他固定连接方式连接,通过一个采样回气合并孔伸入通风管。
80.根据皮托管的结构特性,其中迎风面a孔与背风面b孔之间会产生压力差,当风速增大时压差也会随之增大,设备利用此压差推动被测气体流动,从而达到不依靠采样泵持续采集风道内气体样本的目的。c、d分别接设备采样的进气导气管和回气导气管。
81.本实施例的关键改进点:
82.1、由于活性炭吸附装置通常体积庞大,分体式设计在被测气体温度、湿度、颗粒物浓度无需额外处理即可达到传感器测量和设备运行维护要求的场景中,可以降低采样管路的长度和施工难度,降低采样管路成本,使设备可以在采样点附近就近测量。同时分体式设计可以分别考虑入口气体和出口气体对回收排放的不同要求,设计不同的气路,让设计更简化更合理。入口端设备和出口端设备需配备同类(可以不同量程)传感器,这样即使存在电化学或半导体传感器对不同成分的有机气体的敏感度不同而带来的误差,由于是同类传感器故而在计算“吸附装置的净化效率”时,分子分母相互抵消,也并不影响指标计算的精度。
83.2、皮托管式结构采样装置是利用皮托管结构的物理特性,在风速较大的场景下产生的压力差来推动被测气体自行流动。皮托管在应用中多用于风速和流量的测量,单纯利用其物理结构来作为推动样气流动的动力源,在该应用场景下应属创新。
84.由此可以得出,本实施例所述的系统具有以下效果:
85.1、相较双路检测的监测系统设计方案,本发明设备安装位置更加灵活合理,极大减少了气路采样管路的长度和施工难度,同时也减少了导气管容易破损和被破坏的风险。
86.2、本实施例由于不需要轮流测量,所以可以获得持续的测量数据,为云端软件系统提供同一时间段内的测量数据,从而更加精确的进行净化效率的计算。
87.3、进气和出气口端voc传感器可以根据其浓度范围,分别选取最适合的量程,进一
步提升测量和计算值的精度。
88.4、通常皮托管结构用于风速和风量的测量。本系统全新提出利用皮托管结构特征,制作一种自流式采样装置。该采样装置利用迎风和背风面所产生的压力差,可以推动气体在采样管路里流动。在管道风速较大的应用场景中,该装置可以产生足够大的压力差,能够满足监测仪器要求,从而节省了采样泵的配备。
89.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
90.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述,但并非对本实用新型保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本实用新型的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
再多了解一些

本文用于创业者技术爱好者查询,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献