一種靜電除塵設(shè)施監(jiān)控終端的制作方法
【專利說明】
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種靜電除塵設(shè)施監(jiān)控終端。
二、【背景技術(shù)】
[0002]我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展，人民的生活水平不斷提高的同時，社會對環(huán)境保護(hù)的要求也越來越高，固定污染源中顆粒物(粉塵)的控制也成為環(huán)境保護(hù)的一大熱點(diǎn)，布袋除塵法由于其投資少、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)成為應(yīng)用較為廣泛的除塵方法。其主要工藝流程為:利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，將含有灰塵的煙塵吸入除塵器，通過布袋，粉塵被阻留，凈化后的氣體經(jīng)過濾袋口后進(jìn)入清潔室，由出風(fēng)口排出。
[0003]但是，由于環(huán)保意識淡薄，盡管國家有多種環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)及規(guī)定約束，很多除塵設(shè)施仍是在政府環(huán)保及相關(guān)部門的監(jiān)督下運(yùn)行。仍有很多這樣的企業(yè)，其除塵設(shè)施往往是白天開、晚上關(guān)，或者是檢查時開、不檢查時不開，政府環(huán)保及相關(guān)監(jiān)管部門對其除塵設(shè)施的監(jiān)管或監(jiān)督則是鞭長莫及。相比較大中型電廠、水泥廠、煤化工及冶金企業(yè)等，由于處理規(guī)模大、污染物產(chǎn)生量多，這些設(shè)施一般建有在線設(shè)備，政府及相關(guān)監(jiān)管部門可以通過在線設(shè)施獲取相關(guān)實(shí)時工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而實(shí)時監(jiān)控其運(yùn)行工況、處理效能和達(dá)標(biāo)排放情況。但這些在線監(jiān)控設(shè)備大多價格昂貴、運(yùn)行成本高、而且需要專門技術(shù)人員進(jìn)行管理維護(hù)。如一套常規(guī)在線除塵監(jiān)控設(shè)施則需要60-80萬元，甚至更貴，一般中小企業(yè)是難以承受的。靜電除塵設(shè)施雖然規(guī)模不大，但其如果不正常運(yùn)行，又對環(huán)境影響極大，尤其是中小企業(yè)。有數(shù)據(jù)顯示，2006年僅鑄造行業(yè)排放粉塵量即達(dá)150萬噸，超出發(fā)達(dá)國家粉塵排放量9倍以上，這些粉塵如不處理，其對環(huán)境及人類健康影響則很大。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述政府環(huán)保及相關(guān)監(jiān)管部門難以監(jiān)控中小企業(yè)除塵設(shè)施是否正常開機(jī)運(yùn)行這些難題，本發(fā)明提供一種基于GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄芙K端，實(shí)現(xiàn)對靜電除塵設(shè)施的在線實(shí)時監(jiān)管或監(jiān)督。
[0005]靜電除塵設(shè)施現(xiàn)有的用電單元主要包括引風(fēng)機(jī)、電除塵器和頂風(fēng)機(jī)，其控制系統(tǒng)(即開關(guān)柜)主要由引風(fēng)機(jī)傳感器、電除塵器電機(jī)傳感器和頂風(fēng)機(jī)電機(jī)傳感器組成。通過實(shí)時采集上述這些設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，即可有效的監(jiān)管或監(jiān)督靜電除塵工藝的處理設(shè)施的運(yùn)行工況。
[0006]本發(fā)明的主要原理:通過開發(fā)具有電信號采集與無線傳輸功能的智能終端，將其并聯(lián)接入除塵設(shè)施的控制系統(tǒng)(即開關(guān)柜)，從而定時采集控制系統(tǒng)的開關(guān)量信號(即判斷除塵設(shè)施何時關(guān)、何時開及通電時長)，并同步利用電器設(shè)備的電磁效應(yīng)理論，通過電磁感應(yīng)傳感器感知用電設(shè)備的電磁感應(yīng)電流和電壓，從而判定設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)，通過智能終端內(nèi)部的微型計算機(jī)(CPU)，利用給定數(shù)學(xué)模型判定設(shè)備的運(yùn)行工況。再通過GPRS無線通訊模塊，將智能終端采集并處理的除塵設(shè)施運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，以手機(jī)短消息的形式發(fā)送至政府及相關(guān)監(jiān)管部門的接收終端(該終端可以為普通手機(jī)、智能手機(jī)、電腦或iPad等其他智能終端，從而實(shí)現(xiàn)對該設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)管或監(jiān)督)。
[0007]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0008](1)本終端成本低、技術(shù)原理簡單、相關(guān)配件耗材少，所有電子元器件均可從普通電子元器件商品市場購得；
[0009](2)本終端僅監(jiān)控布袋法除塵設(shè)施運(yùn)行工況，不采集相關(guān)環(huán)保污染物指標(biāo)數(shù)據(jù)。因此，沒有污染物監(jiān)測傳感器的投入，因而本機(jī)投入成本低、自動運(yùn)行，且無運(yùn)行成本、無需專人管理維護(hù)等。
[0010](3)本終端與現(xiàn)有設(shè)備并聯(lián)接入，不破壞、不影響、不干擾既有布袋除塵設(shè)施控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)與既有設(shè)備控制系統(tǒng)的100%兼容和無縫對接。
[0011](4)本終端環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、信號傳輸可靠、數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。由于利用GPRS公共數(shù)據(jù)傳輸平臺，因而對數(shù)據(jù)傳輸沒有硬件設(shè)施要求，即凡是有手機(jī)信號的地方均可安裝、使用。
[0012](5)本終端對接收設(shè)備要求低，任何手機(jī)電腦及其他GPRS終端均可接收，基本不需投入專門費(fèi)用購置接收終端，方便眾多相關(guān)監(jiān)管人員同時使用。由于利用GPRS公共數(shù)據(jù)傳輸平臺，使用者只要處于GPRS信號范圍內(nèi)，均可接收到智能終端發(fā)出的信息，不受時空限制。
四、【附圖說明】
[0013]附圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0014]1.現(xiàn)有用電單元接入端口 ；2.基于電磁效應(yīng)的用電工況感知單元；3.終端控制單元；4.輸出單元；5.GPRS發(fā)射天線單元；6.引風(fēng)機(jī)繼電器(開關(guān))；7.電除塵器繼電器(開關(guān))；8.頂風(fēng)機(jī)電機(jī)傳感器；9.引風(fēng)機(jī)電機(jī)傳感器；10.電除塵器電機(jī)傳感器；11.頂風(fēng)機(jī)電機(jī)傳感器；12.微型計算機(jī)(CPU) ;13.電源；14.存儲器；15.時鐘芯片；16.開關(guān)量信號輸入單元；17.模擬量信號輸入單元；18.GPRS信號發(fā)送單元；19.電路板線路單元(上述1_18單元及相關(guān)電子元器件均用電子器件焊接的方式固定于電路線路板單元，并用專用防水油漆涂料作防水、防濕和防塵處理)；20.標(biāo)準(zhǔn)化外接線；21.終端外殼(為普通鋼制并作防銹處理或不銹鋼及塑料制造)；22.輸出接線端；23.輸入接線端；24.天線接線端；25.CRT顯示器與接線端。
五、【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明由用電單元接入端口 1、基于電磁效應(yīng)的用電設(shè)備工況感知單元2、終端控制單元3、輸出單元4、GPRS發(fā)射天線單元5共5個單元組成。
[0016]1.用電單元接入端口 1，將其并聯(lián)接入現(xiàn)有布袋法除塵設(shè)施控制系統(tǒng)(如開關(guān)柜)，根據(jù)開關(guān)單元數(shù)量，確定開關(guān)量輸入總數(shù)，即:引風(fēng)機(jī)繼電器(開關(guān))6、電除塵器繼電器(開關(guān))7、頂風(fēng)機(jī)繼電器(開關(guān))8;其控制系統(tǒng)(即開關(guān)柜)主要由引風(fēng)機(jī)電機(jī)傳感器9、電除塵器電機(jī)傳感器10、頂風(fēng)機(jī)電機(jī)傳感器11組成。通過實(shí)時采集這些設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，即可掌握這些設(shè)施或設(shè)備開或關(guān)的狀態(tài)。此開關(guān)量數(shù)據(jù)直接接入終端控制單元的開關(guān)量信號接入端。
[0017]2.基于電磁效應(yīng)的用電工況感知單元，由電磁互感線圈和信號放大器構(gòu)成。當(dāng)用電設(shè)備正常運(yùn)行時，依據(jù)電磁學(xué)原理，其電機(jī)設(shè)備周邊必將有一定強(qiáng)度的電磁場，特制的采集線圈上將產(chǎn)生一定大小的交流電流、電壓信號，并通過信號放大器放大后，輸入CPU，從而感知、判定設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。用電工況感知單元由引風(fēng)機(jī)電機(jī)傳感器9、電除塵器電機(jī)傳感器10和頂風(fēng)機(jī)電機(jī)傳感器11組成。將模擬量信號與用電單元接入端口對應(yīng)設(shè)備信號開關(guān)量信號按給定的運(yùn)算法則進(jìn)行邏輯運(yùn)算，即可精確判定設(shè)備運(yùn)行工況。若設(shè)備用電開關(guān)開了，無一定強(qiáng)度電流、電壓感應(yīng)信號，表明該設(shè)備運(yùn)行異常。
[0018]3.外部感應(yīng)信號通過終端單元內(nèi)部的模塊量輸入單元轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號，輸入終端控制單元。終端控制單元，是本智能終端的“心臟”或“大腦”，它由CPU12、電源13、存儲器14、時鐘芯片15及開關(guān)量信號輸入單元16、控制量信號輸入單元17、GPRS信號發(fā)送單元18、電路單元19、標(biāo)準(zhǔn)化外接線20、終端外殼21等組成，負(fù)責(zé)采集、運(yùn)算、存儲、發(fā)送設(shè)備工況信息，即引風(fēng)機(jī)繼電器(開關(guān))6、電除塵器繼電器(開關(guān))7、頂風(fēng)機(jī)繼電器(開關(guān))8的運(yùn)行情況。
[0019]4.輸出單元4由輸入接線端22、輸出接線端23、天線接線端24和CRT顯示器與接線端25。其中，輸出、輸入接線端單元由輸入、輸出2個模塊組成。輸入模塊負(fù)責(zé)從編程計算機(jī)下載無線終端的CPU計算機(jī)程序，并通過CRT顯示終端于應(yīng)用現(xiàn)場實(shí)時調(diào)節(jié)監(jiān)控相關(guān)變量或參數(shù)。CRT顯示終端可永久安裝或臨時測試后安裝，測試完畢后可取下。輸出接線端23由GPRS發(fā)射天線組成，該天線為市購普通GPRS天線，其基座內(nèi)含有磁鐵，可直接吸附于鐵質(zhì)支撐物上。
[0020]5.電路板線路單元19，上述用電單元接入端口、用電工況感知單元及相關(guān)電子元器件(附圖1中1-18單元)均用電子器件焊接的方式固定于電路板線路單元之上，并用專用防水油漆涂料作防水、防濕和防塵處理。終端外殼21為普通鋼制并作防銹處理或不銹鋼、塑料制造。
[0021]將上述終端接入靜電除塵設(shè)施的控制系統(tǒng)，從而定時采集控制系統(tǒng)的開關(guān)量信號(即判斷除塵設(shè)施何時關(guān)、何時開及通電時長)，并同步利用電器設(shè)備的電磁效應(yīng)理論，通過電磁感應(yīng)傳感器感知用電設(shè)備的電磁感應(yīng)電流和電壓，從而判定設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)，通過智能終端內(nèi)部的微型計算機(jī)(CPU)，利用給定數(shù)學(xué)模型判定設(shè)備的運(yùn)行工況。再通過GPRS無線通訊模塊，將智能終端采集并處理的除塵設(shè)施運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，以手機(jī)短消息的形式發(fā)送至政府及相關(guān)監(jiān)管部門的接收終端(該終端可以為普通手機(jī)、智能手機(jī)、電腦或iPad等其他智能終端，從而實(shí)現(xiàn)對該設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)管或監(jiān)督)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種靜電除塵設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于:該終端由用電單元接入端口、基于電磁效應(yīng)的用電設(shè)備工況感知單元、終端控制單元、輸出單元、GPRS發(fā)射天線單元共5個單元組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電除塵設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于:用電單元接入端口并聯(lián)接入現(xiàn)有靜電除塵設(shè)備控制系統(tǒng)(如開關(guān)柜)，根據(jù)開關(guān)單元數(shù)量，確定開關(guān)量輸入總數(shù)，即:引風(fēng)機(jī)繼電器(開關(guān))、電除塵器繼電器(開關(guān))和頂風(fēng)機(jī)繼電器(開關(guān))；其控制系統(tǒng)(即開關(guān)柜)主要由引風(fēng)機(jī)傳感器、電除塵器傳感器和頂風(fēng)機(jī)傳感器組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電除塵設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于:基于電磁效應(yīng)的用電工況感知單元，由電磁互感線圈和信號放大器構(gòu)成。當(dāng)用電設(shè)備正常運(yùn)行時，其電機(jī)設(shè)備周邊必將有一定強(qiáng)度的電磁場，特制的采集線圈上產(chǎn)生一定大小的交流電流和電壓信號，通過信號放大器放大和模擬轉(zhuǎn)換后，輸入CPU，從而感知、判定設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)工況。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電除塵設(shè)施監(jiān)控終端，其特征在于:感應(yīng)信號通過終端單元內(nèi)部的模塊量輸入單元轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號，輸入終端控制單元。終端控制單元由CPU、電源、存儲器、時鐘芯片及開關(guān)量信號輸入單元、控制量信號輸入單元、GPRS信號發(fā)送單元、電路板線路單元、標(biāo)準(zhǔn)化外接線、終端外殼等組成，負(fù)責(zé)采集、運(yùn)算、存儲、發(fā)送設(shè)備工況信息。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種靜電除塵設(shè)施監(jiān)控終端，主要針對政府環(huán)保及相關(guān)監(jiān)管部門監(jiān)控中小企業(yè)靜電除塵設(shè)施是否正常開機(jī)運(yùn)行這一難題，將具有電信號采集與無線傳輸功能的智能終端并聯(lián)接入靜電除塵設(shè)施的控制系統(tǒng)，定時采集控制系統(tǒng)開關(guān)量信號和用電設(shè)備電磁感應(yīng)信號，判定設(shè)備的運(yùn)行工況。通過GPRS無線通訊模塊，將智能終端采集并處理的靜電除塵設(shè)施運(yùn)行工況數(shù)據(jù)，以手機(jī)短消息的形式發(fā)送至政府及相關(guān)監(jiān)管部門的接收終端，從而實(shí)現(xiàn)對靜電除塵設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)管。該終端成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、對接收設(shè)備要求低，使用者只要處于GPRS信號范圍內(nèi)，即可接收到智能終端發(fā)出的信息，不受時空限制。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105278416
【申請?zhí)枴緾N201510752926
【發(fā)明人】張文藝, 陳萍, 沈紅池, 鄧文, 周新程, 陳晶
【申請人】常州大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月7日