HG-HC智能烟尘粉尘测量仪

　　1　引　　言

　　随着我国国民经济的迅速发展,除废气、废水外,颗粒状粉尘、烟尘向大气排放所造成的环境污染已成为一个十分突出的问题。由于烟尘粉尘排放的颗粒粒径很小(微米数量级),加上工业现场的恶劣环境(如高温),给烟尘粉尘排放的监控和检测带来极大的困难。目前,烟尘粉尘在线监测仪大多采用国外仪器,成本高,影响了它的推广使用,阻碍了环境治理的顺利推进。

　　锦州华冠环境科技实业公司采用先进的电子测量技术,将光、机、电技术相结合,成功研制了HG-HC智能烟尘粉尘测量仪。该仪器功能全、成本低、可靠性高,可广泛应用于建材工业(水泥厂、石膏产品)、煤矿、冶金企业、造纸企业、玻璃企业、钢铁厂的高炉、颗粒生产企业、发电厂、工业及民用锅炉、垃圾焚化厂、硫化车间、食品加工厂等生产过程中产生的烟尘粉尘浓度和排放量的测定。完全能够满足现场在线测量的要求。

　　2　工作原理

　　烟尘(粉尘)测量方法主要有光学法、采样称重法和静电法三种。采样称重法不适合于在线测量。静电法易受干扰,国内技术并不成熟。光学法又进一步分为浊度法和散射法,而浊度法是目前国外普遍采用的用来测量烟尘(粉尘)浓度的方法,这种国外仪器在国内许多单位也都得到了成功应用。光学法测量的缺点是需要保持光学镜头的相对清洁。对于烟道中烟尘的测量,实践证明,通过微正压的清洁保护风,就可实现对光学镜头的可靠保护。

　　HG-HC智能烟尘粉尘测量仪是一光学式电子仪器,是一种在线监测仪器。它的检测原理是基于光学式检测法中的浊度法。基于朗伯时—比尔定律,测量光透过被测物质后,由于散射和吸收而使光强减弱,通过测定光束通过被测介质前后的光强比值来定量烟尘粉尘浓度。检测原理及系统结构如图1所示。

　　当红外光穿过含颗粒物的烟尘粉尘时,发射器红外光源光强I0会因被测物质的散射和吸收而使接收器接收到的光强衰减为I,依据郎伯特—比尔定律:

　　由于消光度和含尘量与尘粒的大小和密度以及测量位置有关,所以其相关性必须通过称重比对测量法来进行确定,实际中按下式确定含尘量:

　　3　硬件组成

　　仪器由红外光发射装置、接收装置、主控制器、清吹空气保护装置和远程操作软件组成,如图2所示。

　　发射装置:发射红外光信号,采用脉冲供电方式,延长了光源使用寿命;

　　接收装置:接收红外光信号,集前置放大器、光电探测器于一体;

　　主控制器:控制发射、接收及整个仪器的工作;单片机采用Cygnal公司的C8051F005,该单片机是完全集成的混合信号系统级芯片,在一个芯片内集成了构成一个单片机数据采集或控制系统所需要的几乎所有模拟和数字外设及其他功能部件(包括增益可编程放大器,8路12位A/D转换器,2路12位D/A转换器,电压比较器,电压基准,SMBus/I2C,UART,SPI,4个16位定时器,5个可编程计数器阵列,看门狗定时器及电源监视器等),片内还具有32K可在系统和在应用编程的FLASH存储器和2304字节RAM。高性能单片机的采用,既简化了系统设计,又提高了整机可靠性和灵活性。