在線排煙粉塵濃度檢測系統(tǒng)的研究和開發(fā).pdf

1、保護環(huán)境是中國的基本國策,而對環(huán)境保護而言,煙塵顆粒排放物的濃度是具有重要影響的參數(shù).目前有許多基于不同原理的煙塵測量方法和測量系統(tǒng),為煙塵排放測試提供了強有力的手段.但目前廣泛使用的測量方法普遍存在測量結(jié)果可信性不高、測量周期長、不能實現(xiàn)實時連續(xù)測量等缺點.隨著對兩相流動研究的深入以及準確測量和工業(yè)控制要求日益增長,進行煙塵顆粒濃度的在線測量已經(jīng)勢在必行.此外,非擾動測量也是越來越多工業(yè)場合所要求的.隨著激光、光纖和計算機技術(shù)的發(fā)展,

2、光散射法作為一類非常重要的實時非擾動測量方法,以快速、分辨率高、信息量大等優(yōu)點日益受到重視.該文從Fraunhofer衍射理論的積分變換反演算法和基于顆粒粒徑分布函數(shù)的平均值原理出發(fā),提出了一種新的基于粒徑平均值理論的激光煙塵顆粒濃度的測量方法.這種方法與目前常用的消光法(濁度法)比較,不需要預(yù)先獲取顆粒的平均粒徑就可以獲得顆粒的體積濃度.根據(jù)此理論作者研究并開發(fā)了一套激光煙塵顆粒濃度自動監(jiān)測系統(tǒng).對透過煙道激光信號的實時測量,使用單片

3、機和上位機對采樣數(shù)據(jù)進行實時處理,實現(xiàn)對煙道煙塵濃度數(shù)據(jù)的實時在線監(jiān)測,并投入實際的現(xiàn)場進行使用.標定是測量是最重要的一個環(huán)節(jié),標定的有無、準確與否直接影響測量系統(tǒng)的測量精確性.該文所開發(fā)的監(jiān)測系統(tǒng)可以進行實時在線的標定操作.綜上所述,該文的具體內(nèi)容如下:1.中國煙塵測試技術(shù)的現(xiàn)狀:目前國內(nèi)普遍采用的煙塵測量方法大致可以分為兩種:離線監(jiān)測和實時監(jiān)測.離線監(jiān)測反映污染物瞬時或短時間的排放狀態(tài),主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測部門對排放源的監(jiān)督性監(jiān)測和對

4、連續(xù)測試系統(tǒng)的測量準確度進行評估、調(diào)校,包括林格曼法、預(yù)測流速法等;實時監(jiān)測用于對固定源排放污染物做長期的、連續(xù)的監(jiān)測,可以實時的反映污染物在某一時間的排放狀況,主要有摩擦電法、消光法、射線法等.2.基于平均值理論的顆粒濃度在線測量方法的理論研究:根據(jù)消光法的基礎(chǔ)原理,實際測量時透射光強和入射光強的比值稱為透過率或濁度,我們必須知道顆粒的平均消光系數(shù)和平均粒徑,才能從顆粒群的濁度求取顆粒的濃度.平均消光系數(shù)大多數(shù)場合可近似取為2,從平均

5、值理論出發(fā),根據(jù)顆粒的Fraunhofer衍射散射特性,可以得到一種不需要預(yù)先知道顆粒平均粒徑的濃度測量方法.3.激光煙塵顆粒濃度自動監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)和組成:根據(jù)基于粒徑平均值理論的激光煙塵顆粒濃度的測量方法,作者設(shè)計了激光煙塵顆粒濃度自動監(jiān)測系統(tǒng),包括光路原理機械實現(xiàn)子系統(tǒng)、單片機預(yù)處理子系統(tǒng)(8031、A/D、D/A等)和上位機數(shù)據(jù)處理、控制子系統(tǒng)(Delphi和Access2000).整個監(jiān)測系統(tǒng)可以實時在線對煙道內(nèi)煙塵顆粒濃度進行