本发明专利技术公开一种污泥干化过程中污泥含水量的估算方法与装置，检测装置盒内部的左端设有待测气体入口通道，待测气体入口通道连接待测气体入口电磁阀，待测气体入口电磁阀的输出通道与内部设有半导体冷却器的气体冷却装置左端连接，气体冷却装置的右端设置输出口与检测装置盒内部连通；气体冷却装置的右侧放置聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩，聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩内部设有MCU控制电路盒，湿度传感器的检测探头伸出MCU控制电路盒外且对准气体冷却装置的右端输出口；利用污泥的含水量与污泥在干化过程中产生的气体的湿度两者的非线性关系，结合人工神经网络技术，实现污泥干化过程中污泥含水量的在线检测。
【技术实现步骤摘要】
一种污泥干化过程中污泥含水量的估算方法与装置
本专利技术涉及污泥干化处理领域，特指污泥干化过程中污泥含水量的估算技术，目 的是实现污泥含水量的在线检测。
技术介绍
污泥中含有各种病菌，重金属以及持久性有机污染物，并且易腐烂，有强烈的臭 味，如果未经适当处理的污泥被任意排放，将会对环境造成二次污染。目前，污泥的主要处 理技术包括土地利用、填埋、焚烧等，其中污泥焚烧可节省大量土地，减少二次污染，同时还 充分利用了再生能源，达到了对污泥处理的减容化、无害化、资源化的目的。然而，为了污 泥可以充分燃烧，在燃烧前必须对污泥进行脱水处理。目前，机械脱水后的污泥含水率仍有 80%，无法用于直接焚烧。为了满足进一步的处理和处置，必须对初步脱水后的污泥进一步 作干化处理，才可用于焚烧。目前，污泥干化的方式主要分为直接加热式、间接加热式以及 直接与间接联合式，无论采用哪一种方式都需要消耗大量的能源。为了尽可能地减少能源 的消耗，同时提高污泥干化的干化效率，需要采取一定的手段能够将在污泥干化过程中的 污泥的含水量检测出来。 目前普遍应用湿度传感器来检测污泥的含水量，由于在污泥干化处理过程，会伴 随产生高温且具有污染性的气体，这些气体中的主要成分是硫化氢，氨和甲硫醇等，溶于水 中都具有腐蚀性，会对检测设备造成严重的损坏，不利于长时间在线检测，因普遍应用的湿 度传感器是非密封性的，当其在酸性、碱性及含有机溶剂的气氛中使用时，检测的准确度和 稳定性将降低。
技术实现思路
为克服上述缺点，结合污泥干化自身的特点，本专利技术提供了一种污泥干化过程中 污泥含水量的估算方法与装置，不受污泥干化气氛的影响，能够准确和稳定地在线检测污 泥的含水量，有效提高污泥干化的效率，减少能源消耗。 本专利技术一种污泥干化过程中污泥含水量的估算装置采用的技术方案是：估算装置 外部是一个方形的检测装置盒，检测装置盒内部的左端设有待测气体入口通道，待测气体 入口通道连接待测气体入口电磁阀，待测气体入口电磁阀的输出通道与内部设有半导体冷 却器的气体冷却装置左端连接，气体冷却装置的右端设置输出口与检测装置盒内部连通； 气体冷却装置的右侧放置聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩，聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩内部设 有MCU控制电路盒，MCU控制电路盒中放置湿度传感器、信号调理电路、MCU控制系统及通信 模块，湿度传感器的检测探头伸出MCU控制电路盒外且对准气体冷却装置的右端输出口； 检测装置盒上壁中心处设有排气通道，排气通道连接排气口电磁阀，排气通道内部装有微 型排气扇，检测装置盒底壁正中心处设有空气入口通道，空气入口通道连接空气入口电磁 阀，空气入口通道内置放由导向叶片组成的气流导向装置；MCU控制系统通过不同的控制 端口分别连接排气出口电磁阀，待测气体入口电磁阀、空气入口电磁阀、气体冷却装置及微 型排气扇，MCU控制系统通过通信模块连接上位机，湿度传感器经信号调理电路连接MCU控 制系统的输入端。 本专利技术一种污泥干化过程中污泥含水量的估算方法采用的技术方案是采用以 下步骤:A、MCU控制系统打开待测气体入口电磁阀、排气口电磁阀、气体冷却装置及微 型排气扇，使待测气体经通过气体冷却装置冷却后充满检测装置盒内部，关闭待测气体 入口电磁阀、排气口电磁阀、气体冷却装置及微型排气扇；B、待测气体中的大分子腐蚀 性气体被聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩过滤掉后由湿度传感器检测出气体湿度R并输入 MCU控制系统采集，再通过通信模块传给上位机；C、上位机由训练样本数据训练BP人 工神经网络，构建污泥含水量Q与污泥干化过程中产生的气体湿度R之间的函数关系 f = /+〇〇,将检测出的气体湿度R作为训练好的BP人工神经网络模型的输入，污泥含水量Q 作为神经网络模型的输出，估算出污泥含水量Q。 本专利技术与已有方法和技术相比，具有如下优点： 1、本专利技术利用污泥的含水量与污泥在干化过程中产生的气体的湿度两者的非线性关 系，结合人工神经网络技术，实现污泥干化过程中污泥含水量的在线检测。 2、本专利技术的污泥烘干过程气体湿度检测装置利用气体冷却装置冷却高温气体，并 且在湿度传感器外部放置由聚四氟乙烯微孔滤膜制成的保护罩，过滤掉气体中具有腐蚀性 的大分子气体，有效保护湿度传感器。 3、本专利技术污泥烘干过程中气体湿度检测装置可对其内部进行换气清洗，有效地降 低腐蚀性气体对其损害。 4、本专利技术的污泥烘干过程中气体湿度检测装置盒体内部的8个角在不影响内部 器件放置的前提下分别设有防死角弧形三角椎体(其体积大小可根据空间的剩余来确定)， 有利于对检测装置内部进行换气清洗时对死角的残余气体的清理。 5、本专利技术污泥烘干过程中气体湿度检测装置利用家用抽屉的设计理念，可在污泥 干燥室外部直接拆取，便于用户对检测装置内部各检测部件进行定期的检查维护和清理， 有效的保证了检测的准确度，同时还能避免污泥干燥室内污染气体对人体健康的损害。 【附图说明】 图1为本专利技术污泥干化过程中污泥含水量的估算装置的内部结构图； 图2为图1所示估算装置的安装示意图； 图3为图1所示估算装置的控制结构框图； 图4为图1所示估算装置的估算方法的流程图； 图5为图4中BP人工神经网络处理方法流程图。 附图中各部件的序号和名称：1、检测装置盒，2、排气通道，3、排气口电磁阀，4、排 气孔，5、基板与污泥干燥室壁安装固定孔，6、基板与检测装置盒安装固定孔，7、基板，8、防 死角弧形三角椎体，9、微型排气扇，10、待测气体入口通道，11、气体入口通道法兰，12、待测 气体入口电磁阀，13、气体冷却装置，14、透气孔，15、气流导向装置，16、空气入口电磁阀， 17、导向叶片，18、聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩，19、湿度传感器检测探头，20、MCU控制电路 盒，21、MCU控制电路盒固定底座，22、保护罩固定螺丝，23、空气入口通道，24、基板把手，25、 污泥干燥室外壁，26、基板与干燥室壁安装固定螺栓，27、基板与检测装置盒安装固定螺栓， 28、空气入口通道法兰，29、排气通道法兰。 【具体实施方式】 参见图1，本专利技术外部是一个方形的检测装置盒1，检测装置盒1由耐高温、耐腐蚀 性材料制成且具有一定厚度，检测装置盒1的右侧开口未封闭，右侧开口处用基板7封闭， 并且与基板7固定连接。各检测部件均放置于检测装置盒1内部，在检测装置盒1内部的左 端设有待测气体入口通道10,待测气体入口通道10通过检测装置盒1左壁上的开口与外部 连通，待测气体入口通道10通过气体入口通道法兰11与待测气体入口电磁阀12连接，待 测气体入口电磁阀12的输出通道与内部设有半导体冷却器的气体冷却装置13左端连接， 气体冷却装置13的右端设置输出口与检测装置盒1内部连通，从而使冷却后的气体从气体 冷却装置13输出后能够充满检测装置盒1内部。在气体冷却装置13的右侧放置聚四氟乙 烯微孔滤膜保护罩18,且两者之间存在一定间隙。聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩18由聚四氟 乙烯微孔滤膜制成，聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩18通过保护罩固定螺丝22固定在检测装 置盒1的底部。在聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩18内部设有MCU控制电路盒20，MCU控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种污泥干化过程中污泥含水量的估算装置，外部是一个方形的检测装置盒（1），其特征是： 检测装置盒（1）内部的左端设有待测气体入口通道（10），待测气体入口通道（10）连接待测气体入口电磁阀（12），待测气体入口电磁阀（12）的输出通道与内部设有半导体冷却器的气体冷却装置（13）左端连接，气体冷却装置（13）的右端设置输出口与检测装置盒（1）内部连通；气体冷却装置（13）的右侧放置聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩（18），聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩（18）内部设有MCU控制电路盒（20），MCU控制电路盒（20）中放置湿度传感器、信号调理电路、MCU控制系统及通信模块，湿度传感器的检测探头伸出MCU控制电路盒（20）外且对准气体冷却装置（13）的右端输出口；检测装置盒（1）上壁中心处设有排气通道（2），排气通道（2）连接排气口电磁阀（3），排气通道（2）内部装有微型排气扇（9），检测装置盒（1）底壁正中心处设有空气入口通道（23），空气入口通道（23）连接空气入口电磁阀（16），空气入口通道（23）内置放由导向叶片（17）组成的气流导向装置（15）；MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接排气出口电磁阀（3），待测气体入口电磁阀（12）、空气入口电磁阀（16）、气体冷却装置（13）及微型排气扇（9），MCU控制系统通过通信模块连接上位机，湿度传感器经信号调理电路连接MCU控制系统的输入端。...
【技术特征摘要】
1. 一种污泥干化过程中污泥含水量的估算装置，外部是一个方形的检测装置盒（1)， 其特征是：检测装置盒（1)内部的左端设有待测气体入口通道（10)，待测气体入口通道 (10)连接待测气体入口电磁阀（12)，待测气体入口电磁阀（12)的输出通道与内部设有半 导体冷却器的气体冷却装置（13)左端连接，气体冷却装置（13)的右端设置输出口与检测 装置盒（1)内部连通；气体冷却装置（13)的右侧放置聚四氟乙烯微孔滤膜保护罩（18)，聚 四氟乙烯微孔滤膜保护罩（18 )内部设有MCU控制电路盒（20 )，MCU控制电路盒（20 )中放置 湿度传感器、信号调理电路、MCU控制系统及通信模块，湿度传感器的检测探头伸出MCU控 制电路盒（20)外且对准气体冷却装置（13)的右端输出口；检测装置盒（1)上壁中心处设有 排气通道（2 )，排气通道（2 )连接排气口电磁阀（3 )，排气通道（2 )内部装有微型排气扇（9 )， 检测装置盒（1)底壁正中心处设有空气入口通道（23)，空气入口通道（23)连接空气入口电 磁阀（16)，空气入口通道（23)内置放由导向叶片（17)组成的气流导向装置（15) ;MCU控制 系统通过不同的控制端口分别连接排气出口电磁阀（3)，待测气体入口电磁阀（12)、空气 入口电磁阀（16)、气体冷却装置（13)及微型排气扇（9)，MCU控制系统通过通信模块连接上 位机，湿度传感器经信号调理电路连接MCU控制系统的输入端。2. 根据权利要求1所述估算装置，其特征是：检测装置盒（1)的右侧开口处用基板（7) 封闭并用螺栓固定，检测装置盒（1)位于污泥干燥室中，基板（7)在污泥干燥室外，空气入 口通道（23)穿过基板（7)与外界空气接触。3. 根据权利要求1所述估算装置，其特征是：检测装置盒（1)内部的8个的角处装有防 死角的弧形三角椎体（8...
【专利技术属性】
技术研发人员：张荣标，董荣伟，王小格，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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