在線排煙粉塵濃度檢測(cè)系統(tǒng)的研究和開發(fā).pdf

1、保護(hù)環(huán)境是中國(guó)的基本國(guó)策,而對(duì)環(huán)境保護(hù)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(cè)量方法和測(cè)量系統(tǒng),為煙塵排放測(cè)試提供了強(qiáng)有力的手段.但目前廣泛使用的測(cè)量方法普遍存在測(cè)量結(jié)果可信性不高、測(cè)量周期長(zhǎng)、不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量等缺點(diǎn).隨著對(duì)兩相流動(dòng)研究的深入以及準(zhǔn)確測(cè)量和工業(yè)控制要求日益增長(zhǎng),進(jìn)行煙塵顆粒濃度的在線測(cè)量已經(jīng)勢(shì)在必行.此外,非擾動(dòng)測(cè)量也是越來(lái)越多工業(yè)場(chǎng)合所要求的.隨著激光、光纖和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,

2、光散射法作為一類非常重要的實(shí)時(shí)非擾動(dòng)測(cè)量方法,以快速、分辨率高、信息量大等優(yōu)點(diǎn)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(cè)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(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng).對(duì)透過(guò)煙道激光信號(hào)的實(shí)時(shí)測(cè)量,使用單片

3、機(jī)和上位機(jī)對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)煙道煙塵濃度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè),并投入實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行使用.標(biāo)定是測(cè)量是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié),標(biāo)定的有無(wú)、準(zhǔn)確與否直接影響測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精確性.該文所開發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的標(biāo)定操作.綜上所述,該文的具體內(nèi)容如下:1.中國(guó)煙塵測(cè)試技術(shù)的現(xiàn)狀:目前國(guó)內(nèi)普遍采用的煙塵測(cè)量方法大致可以分為兩種:離線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè).離線監(jiān)測(cè)反映污染物瞬時(shí)或短時(shí)間的排放狀態(tài),主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)部門對(duì)排放源的監(jiān)督性監(jiān)測(cè)和對(duì)

4、連續(xù)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)估、調(diào)校,包括林格曼法、預(yù)測(cè)流速法等;實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用于對(duì)固定源排放污染物做長(zhǎng)期的、連續(xù)的監(jiān)測(cè),可以實(shí)時(shí)的反映污染物在某一時(shí)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(cè)量方法的理論研究:根據(jù)消光法的基礎(chǔ)原理,實(shí)際測(cè)量時(shí)透射光強(qiáng)和入射光強(qiáng)的比值稱為透過(guò)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(chǎng)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(cè)量方法.3.激光煙塵顆粒濃度自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(cè)量方法,作者設(shè)計(jì)了激光煙塵顆粒濃度自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),包括光路原理機(jī)械實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)、單片機(jī)預(yù)處理子系統(tǒng)(8031、A/D、D/A等)和上位機(jī)數(shù)據(jù)處理、控制子系統(tǒng)(Delphi和Access2000).整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)在線對(duì)煙道內(nèi)煙塵顆粒濃度進(jìn)行