一种低成本布袋除尘器智能检漏监测系统

技术领域

本发明涉及空气净化领域，具体涉及一种低成本布袋除尘器智能检漏监测系统。

背景技术

随着国家经济快速发展，环保的重要性日益凸显。布袋除尘器在全世界范围内被大量使用，采用袋式除尘技术的除尘系统，其固体颗粒物排放浓度均远远低于采用其他除尘技术。

袋式除尘器的过滤系统主要部件是布袋。日常使用过程中由于布袋的老化、磨损，可能会使滤袋穿孔，发生泄露。经过袋式除尘器过滤的烟气会通过烟囱直接排到大气中，如果袋式除尘器滤袋发生了泄漏，那么环境势必会受到污染。一个除尘室可能有几十条乃至上百条滤袋，一个室或整个除尘器的出风口粉尘浓度超标时，需对该室或整个除尘器的滤袋进行检查。目前布袋检漏的方法有：除尘器差压法检测和人工观察法，但判断是否发生泄露精度较低；多仓体安装粉尘浓度变送器法可以做到过滤的准确诊断，实时性强，但工程量巨大，费用高；荧光粉法可以做到过滤的准确诊断，但实时性较差且工程量也不小。

发明内容

本发明的目的在于克服目前布袋除尘器现有监测缺陷，提出了一种低成本布袋除尘器智能检漏监测系统。本发明通过低成本颗粒物浓度采集模块监测各个布袋出口处的颗粒物浓度，通过控制台无线发送数据至设备终端可以获得这些信息，让操作人员实时了解布袋除尘器的正常运行情况，如果发生异常，操作人员可以迅速定位检修，节约了大量的人力物力。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种的布袋除尘器智能检漏监测系统，含尘气体从进风口进入除尘室，所述除尘室内设有布袋，粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、黏附、扩散和静电等作用而被捕集。从而达到净化空气的目的，多个布袋固定于固定挡板上，从布袋出口净化后的气体通过出风口通入大气。所述固定挡板设置有若干颗粒物浓度采集模块，所述颗粒物浓度采集模块利用微小颗粒物对光的散射原理，当微小颗粒物经过检测孔时，对光线形成散射。散射光线的一部分通过光轴，经透镜聚集到感光元件，感光元件将光信号转换为电信号输出，从而获得检测空气中颗粒物浓度。所述颗粒物浓度采集模块有4个引脚VCC,GND,RXD,TXD，其中VCC和GND为电源管脚，RXD为UART数据接收口，TXD为UART数据发送口，用于监测净化后空气质量，以此检验布袋的除尘效率，所述颗粒物浓度采集模块的4个引脚通过航空电缆与设备控制盒相连。设备控制盒固定于除尘配电箱内，设备控制盒内设置有电源适配器，MCU模块，4G信号传输模块，延长天线，电源适配器从除尘控制箱内引入220V电转化为5V分别为MCU模块和4G信号传输模块供电，MCU模块连接航空电缆传过来的颗粒物浓度采集模块的电线，VCC和GND电源管脚可利用杜邦线直接连接MCU模块上对应接口，其中颗粒物浓度采集模块上的RXD连接MCU上的TXD，颗粒物浓度采集模块上的TXD连接MCU上的RXD，实现数据通信，所述MCU模块用于读取颗粒物浓度采集模块传过来的粉尘浓度数据，所述MCU模块通过信号转换器与4G信号传输模块连接，所述信号转换器将MCU模块的数据转换成4G信号传输模块可以解析的数据，为了防止在金属腔内静电屏蔽信号，所述4G信号传输模块连接延长天线，将收集到的颗粒物浓度数据上传到云平台，用户可以使用手机或电脑等联网终端读取云平台上的颗粒物浓度数据。当用户监测到颗粒物浓度逐渐升高时，如当某个颗粒物浓度采集模块所测含尘浓度超过30μg/m

为了避免除尘器线槽过多，可以将航空电缆取消掉，除尘器内部颗粒物浓度采集模块也可以是无线的，可以基于LORA扩频技术实现颗粒物浓度无线数据采集。颗粒物浓度采集模块由5V电池、颗粒物传感器、LORA子节点构成。经过实际工程测试，LORA无线传输数据稳定可靠，支持低功耗省电模式，电池供电场合,一节5V电池可工作超过10年。所述5V电池为颗粒物传感器和LORA子节点供电，所述颗粒物传感器将采集到的数据传给LORA子节点所述LORA子节点通过无线串口UART透明传输给MCU模块，此处MCU模块为LORA父节点。

本发明的有益效果：

本发明实现了实时智能监测，能够对各个监测点进行实时监视，让工作人员能够随时了解布袋除尘器净化后的空气颗粒物含尘情况，当出风口空气异常时，能够精准定位，提醒工作人员前去局部检修，节约了大量人力物力，而且经济实用，稳定性好。

附图说明

图1为布袋除尘器检漏监测结构示意图；

图2为颗粒物浓度采集模块平面布置图：(a)有线数据采集(b)无线数据采集；

图3为无线传输系统结构框图；

图4为基于LORA扩频技术的颗粒物浓度无线数据采集示意图；

附图标记：1进风口，2集尘漏斗，3布袋，4除尘室，5固定挡板，6颗粒物浓度采集模块，7航空电缆，8延长天线，9除尘配电箱，10设备控制盒，11出风口，12电源适配器，13MCU模块，14通信数据转换器，154G信号传输模块，16云平台，17联网终端

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明：

实施例1：

如图1所示，含尘气体从进风口1进入除尘室4，所述除尘室4内设有布袋3，粉尘通过滤布时产生的筛分、惯性、黏附、扩散和静电等作用而被捕集。从而达到净化空气的目的，多个布袋3固定于固定挡板5上，从布袋出口净化后的气体通过出风口通入大气。所述固定挡板5设置有若干颗粒物浓度采集模块6，布置方式如图2所示。所述颗粒物浓度采集模块6利用微小颗粒物对光的散射原理，当微小颗粒物经过检测孔时，对光线形成散射。散射光线的一部分通过光轴，经透镜聚集到感光元件，感光元件将光信号转换为电信号输出，从而获得检测空气中颗粒物浓度。所述颗粒物浓度采集模块6有4个引脚VCC,GND,RXD,TXD，其中VCC和GND为电源管脚，RXD为UART数据接收口，TXD为UART数据发送口，用于监测净化后空气质量，以此检验布袋的除尘效率，所述颗粒物浓度采集模块的4个引脚通过航空电缆7与设备控制盒10相连。设备控制盒10固定于除尘配电箱内，设备控制盒10内设置有电源适配器12，MCU模块13，通信数据转换器14，4G信号传输模块15，延长天线8，电源适配器12从除尘配电箱9内引入220V电转化为5V分别为MCU模块13和4G信号传输模块15供电，MCU模块13连接航空电缆传过来的颗粒物浓度采集模块的电线，VCC和GND电源管脚可利用杜邦线直接连接MCU模块上对应接口，其中颗粒物浓度采集模块6上的RXD连接MCU上的TXD，颗粒物浓度采集模块6上的TXD连接MCU模块13上的RXD，实现数据通信，所述MCU模块13用于读取颗粒物浓度采集模块6传过来的粉尘浓度数据，所述MCU模块13通过信号转换器与4G信号传输模块15连接，所述信号转换器将MCU模块13的数据转换成4G信号传输模块15可以解析的数据，为了防止在金属腔内静电屏蔽信号，所述4G信号传输模块连接延长天线8，将收集到的颗粒物浓度数据上传到云平台16，用户可以使用手机或电脑等联网终端17读取云平台上的颗粒物浓度数据。当用户监测到颗粒物浓度逐渐升高时，比如当某个颗粒物浓度采集模块所测含尘浓度超过30μg/m

所述颗粒物浓度采集模块可以采用YW-51GJ粉尘传感器，所述电源适配器可以采用220v转5v开关电源，所述MCU模块可以采用STM32F103C8T6单片机，所述通信数据转换器可以采用TTL转485模块，所述4G信号传输模块可以采用型号为HD-D603的4G DTU。

实施例2：

为了避免除尘器线槽过多，可以将航空电缆7取消掉，除尘器内部颗粒物浓度采集模块也可以是无线的，可以基于LORA扩频技术实现颗粒物浓度无线数据采集。如图4所示，颗粒物浓度采集模块6由5V电池、颗粒物传感器、LORA子节点构成。经过实际工程测试，LORA无线传输数据稳定可靠，支持低功耗省电模式，电池供电场合,一节5V电池可工作超过10年。所述5V电池为颗粒物传感器和LORA子节点供电，所述颗粒物传感器将采集到的数据传给LORA子节点所述LORA子节点通过无线串口UART透明传输给MCU模块13，此处MCU模块13为LORA父节点。

所述5V电池可采用5V升压锂电池，所述颗粒物传感器可以采用YW-51GJ粉尘传感器，所述LORA子节点和LORA父节点可以采用型号为HD-M805的高速率低功耗高性能LORA无线模块。

以上实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。