一种粉尘监测通风系统及监测设备的制作方法

本发明涉及粉尘监测领域，具体而言，涉及一种粉尘监测通风系统及监测设备。

背景技术：

1、源于对空气质量监测和环境控制的迫切需求，随着工业化的快速发展，各类粉尘污染源日益增多，尤其是在煤炭、建筑、冶金等行业，粉尘污染问题尤为突出，这些粉尘不仅严重影响环境质量，还可能对作业人员的身体健康造成危害，甚至引发火灾等安全事故。

2、例如：中国发明专利（申请号：cn202311390445.0）所公开的“一种粉尘在线监测系统及方法”，其说明书公开：目前，随着储煤场机械化程度的提高，露天储煤场原煤在运输、堆存、装卸过程中产生的大量煤尘，严重影响周围环境、作业安全和职工的身体健康。煤炭在落煤管上输送时，产生大量粉尘，不仅污染环境，也会造成一定量的物料流失；上述专利可以佐证现有技术存在的缺陷。

3、因此我们对此做出改进，提出一种粉尘监测通风系统及监测设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对目前存在的原煤在运输、堆存、装卸过程中产生的大量煤尘，严重影响周围环境、作业安全和职工的身体健康。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下一种粉尘监测通风系统及监测设备，以改善上述问题。

3、本技术具体是这样的：

4、一种粉尘监测通风系统及监测设备，包括控制系统，控制系统包括远程控制模块、粉尘监测模块、通风模块、报警与显示模块以及数据处理模块，粉尘监测模块包括光源模块、光电探测模块；

5、控制系统，根据粉尘监测模块提供的浓度数据，自动控制通风设备的启动和停止，以及调节设备的运行参数；

6、光源模块，采用稳定的led光源，按照设定光路并将光源垂直照射到光电探测模块，且光源模块以圆周阵列的形式设置，并在每一个光源模块的对侧均设有光电探测模块；

7、光电探测模块，设置在光路的入射端和出射端，分别对初始入射到粉尘中的光线进行强度监测和从粉尘中射出的光线强度进行检测；

8、数据处理模块，接收光电探测模块的信号，并根据朗伯-比尔定律计算粉尘的浓度，并将结果输出至控制系统。

9、作为本技术优选的技术方案，所述通风模块，根据数据处理模块输出到控制系统中的数据，从而调整通风设备的功率。

10、作为本技术优选的技术方案，所述报警与显示模块在粉尘浓度超过安全阈值时，发出声光报警信号，提醒现场人员注意安全，实时显示粉尘浓度数据和通风设备的运行状态。

11、作为本技术优选的技术方案，所述远程控制系统，使控制系统支持远程监控和控制功能，方便管理人员随时查看系统运行状态并进行远程控制。

12、作为本技术优选的技术方案，所述朗伯-比尔定律描述了光在通过介质时，其强度随介质浓度和光程长度的变化而变化的规律，表达式为：

13、[ i =t \cdot 10^{-p \cdot c \cdot l} ]；

14、其中：

15、( i ) 是出射光强（即经过粉尘后测量到的光强）；

16、( t ) 是入射光强（即未经粉尘吸收前的光强）；

17、( p ) 是粉尘对光的吸收系数，它取决于粉尘的种类和光的波长；

18、( c ) 是粉尘的浓度，即我们要计算的参数；

19、( l ) 是光程长度，即光波穿过粉尘区域的路径长度；

20、根据这个定律，推导出粉尘浓度的计算公式：

21、[ c = -\frac{1}p \cdot l} \cdot \log_{10}\left(\frac{i}{t}\right) ]；

22、数据处理模块利用接收到的入射光强和出射光强信号，代入上述公式中进行计算，从而得出粉尘的浓度值。

23、作为本技术优选的技术方案，所述数据处理模块在对数据进行处理之后，通过去除首位的最高值和最低值之后，将数据进行均值处理，并实时计算出粉尘的具体浓度值。

24、作为本技术优选的技术方案，所述粉尘监测模块持续监测粉尘浓度，并将数据传输至数据处理单元，数据处理单元根据接收到的光强数据，计算煤尘浓度，并将结果输出至显示屏和控制系统。

25、一种粉尘监测设备，包括监测箱，所述监测箱的两侧分别开设有出风口和进风口，所述出风口和进风口之间固定连通有通风管，所述通风管的侧面固定安装有密封套，所述密封套的内侧固定安装有驱动电机，所述密封套的内腔中部转动安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮固定连接在驱动电机的输出端，所述通风管的内腔中部设有监测结构，所述监测结构的外侧套设有清理结构，所述监测结构和清理结构之间等角度卡接有驱动结构；

26、所述监测结构包含有主管，所述主管的内腔中部固定安装有套管，所述主管的内部等角度固定安装有十个led光源，所述套管的圆周表面等角度固定安装有十个光电探测器，所述主管的外侧表面固定安装有从动齿轮，所述从动齿轮与驱动齿轮相互啮合，所述从动齿轮的内侧等角度固定安装有卡块，所述卡块的侧面开设有卡槽，所述从动齿轮的外侧面等角度固定安装有叶轮；

27、所述清理结构包含有底座，所述底座的两端均固定安装有限位转环，所述限位转环的圆周上等角度开设有导向槽，所述驱动结构活动铰接在限位转环的内侧圆周上。

28、作为本技术优选的技术方案，所述底座的内腔中部固定安装有对接环，所述底座和对接环之间设有限位槽所述对接环的表面等角度开设有贯穿的粉尘通过槽，所述对接环的内侧等角度开设有光电探测器对接孔，相邻所述光电探测器对接孔之间设有光电探测器清理片，所述对接环的圆周外侧等角度设有led光源清理片，相邻所述led光源清理片之间开设有led光源对接孔，所述对接环将套管套设在内腔中部，所述光电探测器对接孔与光电探测器对接，所述限位槽将主管套设在内部，所述led光源清理片与led光源对接，所述光电探测器清理片的内侧面和led光源清理片的外侧面均设有刷毛。

29、作为本技术优选的技术方案，所述驱动结构包含有顶杆和弧形杆，所述弧形杆固定连接在顶杆的内端，所述顶杆的外端活动铰接在限位转环的内侧，所述弧形杆的外端表面固定安装有限位扣，所述弧形杆转动卡接在导向槽的内部，所述通风管的内壁位于限位转环的外侧等角度开设有定位槽，所述顶杆的内端卡接在卡槽的内侧。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果：

31、在本技术的方案中：

32、1.为了解决现有技术中原煤在运输、堆存、装卸过程中产生的大量煤尘，严重影响周围环境、作业安全和职工的身体健康的问题，本技术通过设置的控制系统包括远程控制模块、粉尘监测模块、通风模块、报警与显示模块以及数据处理模块，粉尘监测模块包括光源模块、光电探测模块，通过粉尘监测模块持续监测粉尘浓度，并将数据传输至数据处理单元，数据处理单元根据接收到的光强数据，计算煤尘浓度，并将结果输出至显示屏和控制系统，实现了当粉尘浓度超过设定的安全阈值时，控制系统自动启动通风设备，开始排风，通风设备运行过程中，控制系统根据粉尘浓度的实时变化，调节设备的运行参数，以达到最佳的排风效果当粉尘浓度降至安全范围内时，控制系统自动停止通风设备，节约能耗；

33、2.为了解决现有技术中单一的监测结构，由于监测单元较为单一，在粉尘含量较大时，由于粉尘的浓度较高更容易导致监测的误差的问题，本技术通过设置的圆周阵列形式的光源和圆周阵列形式的光电探测器，将原本单一的监测通道改成环形的多通道，进而将粉尘进行分通道处理，从而使多个监测单元对同一份粉尘进行分解检测，从而使检测的结果更加准确，实现了多单元检测，使检测的结果误差减小；

34、3.通过设置的监测结构和清理结构相互配合，当监测结构顺时针转动时，通过卡块对顶杆底端的卡合，从而使清理结构随着监测结构可以同步转动，进而利用叶轮将含有粉尘的空气送入粉尘通过槽的内部同时可以对粉尘的浓度进行检测，当监测结构逆时针转动时，通过卡块将顶杆向外侧顶出，从而使限位扣和外侧的通风管卡合，进而使主管相对底座转动，此时光电探测器清理片会不断的对光电探测器的表面进行清理，led光源清理片会对led光源的表面进行清理，实现了不仅可以控制监测结构对粉尘进行浓度监测，同时经过结构的转变可以对光电探测器和led光源表面附着的粉尘进行清理，解决了现有技术中单一的监测结构容易导致灰尘附着在光源和光电探测器的接收处表面，从而导致后期粉尘的监测不准确的问题。