专利名称：带气体速度补偿的粉尘浓度检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及粉尘检测技术，更具体地说，本实用新型涉及一种可以对速度进行补偿的采用交流耦合技术的粉尘检测仪。
背景技术：
粉尘检测仪在冶金行业、化工行业、建材行业以及环保行业有着广泛的应用。现有的粉尘检测仪一般都宣称信号强度与粉尘浓度成线性关系，而与气体速度没有关系。但是实现数据表明，在粉尘浓度不变的情况下，粉尘检测仪的信号强度随着气流速度的增大而增大，信号强度和气流速度呈现出标准的二次方关系。在速度变化不大的场合，现有粉尘检测仪可以较好地工作。但是一旦气流速度变化较大，则会带来很大的误差，无法准确测量粉尘浓度值。对于大型旋转机械(例如气体透平机等)，如果粉尘检测仪给出的数据小于实际气流中的粉尘浓度，则可能造成监测出现失误，导致透平机叶片的严重磨损，带来严重的生 产安全事故。所以有必要开发一款可以对速度效应进行补偿的粉尘检测仪。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种在气流速度变化大的情况下仍然能够准确测量气体中的带气体速度补偿的粉尘浓度检测仪。为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的。提供一种带气体流速补偿的粉尘浓度检测仪，包括粉尘检测探头，还包括可编程控制器和气体流量计，粉尘检测探头和气体流量计分别通过电缆与可编程控制器相连；所述可编程控制器内置气体流速补偿计算�？椋褂幸桓鱿允咀爸昧又量杀喑炭刂破鳌Ｗ魑恢指慕龇鄢炯觳馓酵酚心谕饬讲憬峁梗黄淠诓阄恍飧植悖獠阄的透呶碌木鬯姆蚁┎�。作为一种改进，所述粉尘检测探头带有4 20mA的模拟量输出信号接口。作为一种改进，所述电缆为同轴线缆。作为一种改进，所述气体流量计带有4 20mA的模拟量输出信号接口。作为一种改进，所述可编程控制器带有两路模拟量信号输入接口。作为一种改进，将所述气流流量计和粉尘检测探头安装在管道上时，两者之间的距离不小于2倍管道直径；如果气流流量计为插入式的均速管流量计，则两者之间的距离不小于5倍管道直径。本实用新型中的粉尘浓度检测仪的检测实现方法，包括标定步骤和测量步骤所述的标定步骤为(I)在不同的气体流速V1和V2下，分别记录粉尘检测探头传送过来的信号强度I1和12，并用称重设备分别测量得到对应时刻的粉尘浓度C1和C2 ；(2)根据下述公式确定系数a、b Ci-CI V2I -V2Ia= 2 ' 1 22 ,b= I 1 ' 2 ；
C2K2-C1V22 V22C1-V12C2(3)将系数a、b输入可编程控制器中；所述的测量步骤为(I)从粉尘检测探头和气体流量计获得粉尘仪的信号强度I和气流速度V ；(2)可编程控制器根据下述公式得到测量时的粉尘浓度C
「 ^ ^ I-aV2C =-；
b(3)可编程控制器将粉尘浓度C的最终数据传递至显示装置。如最终获得的数据超过设定的范围值，则发出警报信号。本实用新型的有益效果在于将气体流速带来的对粉尘浓度的影响考虑在内，大幅提高了在气流速度变化较大场合，粉尘浓度检测的精度。
图I为本实用新型的结构示意图。图中的附图标记为1粉尘检测探头、2可编程控制器、3电缆、4气体流量计。
具体实施方式
参考附图1，下面将对本实用新型进行详细描述首先需要说明的是，本实用新型涉及可编程控制器在工业控制中的应用。在本实用新型的实现过程中，会涉及到内置于可编程控制器中的多个软件功能模块的应用。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本实用新型的实现原理和实用新型目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现本实用新型。前述软件功能�？榘ǖ幌抻谄辶魉俨钩ゼ扑隳？榈龋脖臼涤眯滦蜕昵胛募峒暗木舸朔冻耄昵肴瞬辉僖灰涣芯�。而可编程控制器则是一种很常见的在工业环境下应用的数字运算操作的电子装置，其选型可由使用者根据实际情况完成，本实用新型中可选用德国西门子公司生产的S7系列的PLC产品。本实用新型中的粉尘检测仪由粉尘检测探头I、可编程控制器2、电缆3和气体流量计4组成，粉尘检测探头I和气体流量计4分别通过电缆与可编程控制器2相连；可编程控制器2内置气体流速补偿计算�？�。本实用新型的具体工作步骤如下所述(I)将气流流量计4和粉尘检测探头I安装在管道上，两者之间的距离不小于2倍管道直径，如果气流流量计4为插入式的均速管流量计，则两者之间的距离不小于5倍管道直径。(2)将气体流量计4和粉尘检测探头I的模拟量输出信号接口与可编程控制器2的模拟量信号输入接口用电缆3连接。(3)在现场对粉检测仪进行标定<1>在某个速度V1下，将粉尘检测仪打开，记录粉尘检测探头I传送过来的信号强度I1，并用称重设备测量得到该时刻的粉尘浓度C1 ；<2>当来流速度改变为V2,记录粉尘检测探头I传送过来的信号强度12，并用称重设备测量得到该时刻的粉尘浓度C2 ；<3>由于采用交流耦合粉尘检测技术的粉尘仪与粉尘浓度以及速度的平方成正t匕，即I = aV2+bC，其中I为粉尘仪的信号强度，V为气流速度，C为粉尘浓度，a, b为系数。由下述公式可以计算得到
C2Z1 -C1Z2 b= vI1^
K22C1-K12C2a, b系数确定之后，将其数值输入内置于可编程控制器2中的气体流速补偿计算�？椋弧�4>在测量时，粉尘仪的信号强度I和气流速度V可以从粉尘检测探头I以及气体
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流量计4得到，则粉尘浓度为C =。可编程控制器2内置气体流速补偿计算�？椋�
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体流速补偿计算模块中内置该气体流速补偿计算公式，实时的检测数据经补偿计算后输出至显示装置，用于显示最终数据。
权利要求1.一种带气体流速补偿的粉尘浓度检测仪，包括粉尘检测探头，其特征在于，还包括可编程控制器和气体流量计，粉尘检测探头和气体流量计分别通过电缆与可编程控制器相连；所述可编程控制器内置气体流速补偿计算模块，还有一个显示装置连接至可编程控制器。
2.根据权利要求I所述的检测仪，其特征在于，所述粉尘检测探头有内外两层结构；其内层为不锈钢层，外层为绝缘耐高温的聚四氟乙烯层。
3.根据权利要求I所述的检测仪，其特征在于，所述粉尘检测探头带有4 20mA的模拟量输出信号接口。
4.根据权利要求I所述的检测仪，其特征在于，所述电缆为同轴线缆。
5.根据权利要求I所述的检测仪，其特征在于，所述气体流量计带有4 20mA的模拟量输出信号接口。
6.根据权利要求I所述的检测仪，其特征在于，所述可编程控制器带有两路模拟量信号输入接口。
7.根据权利要求I所述的检测仪，其特征在于，将所述气流流量计和粉尘检测探头安装在管道上时，两者之间的距离不小于2倍管道直径；如果气流流量计为插入式的均速管流量计，则两者之间的距离不小于5倍管道直径。
专利摘要本实用新型涉及粉尘检测技术，旨在提供一种带气体速度补偿的粉尘浓度检测仪。包括粉尘检测探头，还包括可编程控制器和气体流量计，粉尘检测探头和气体流量计分别通过电缆与可编程控制器相连；所述可编程控制器内置气体流速补偿计算�？椋褂幸桓鱿允咀爸昧又量杀喑炭刂破鳌１臼涤眯滦徒辶魉俅吹亩苑鄢九ǘ鹊挠跋炜悸窃谀冢蠓岣吡嗽谄魉俣缺浠洗蟪『希鄢九ǘ燃觳獾木�。
文档编号G01N15/06GK202433282SQ20112057513
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者刘凯凯, 吴平, 施勇军, 沈新荣, 王小华, 赵栋, 麻剑锋 申请人:杭州哲达科技股份有限公司
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