一种低功耗无线太阳能式烟气排放监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低功耗无线太阳能式烟气排放监测系统，包括进气管道、取样电机、冷凝器、分析仪主机和供电系统，取样电机的进气端与进气管道连通，取样电机的出气端与冷凝器的进气口连通，冷凝器的出气口与分析仪主机连通，分析仪主机包括数据采集模块、温度压力流速采集模块、无线通信模块、处理器和显示器，通过在分析仪主机的显示器上操作控制处理器进而控制取样电机、冷凝器、数据采集模块、温度压力流速采集模块和无线通信模块动作；供电系统用于为取样电机、冷凝器和分析仪主机提供电力。本发明专利技术低电压、低功耗、结构紧凑小巧、安装使用方便。

A low power wireless solar emission monitoring system

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗无线太阳能式烟气排放监测系统
本专利技术涉及一种低功耗无线太阳能式烟气排放监测系统，属于气体监测

技术介绍
火电厂、水泥厂、化工厂等企业，在生产过程中，不可避免的会产生污染气体，国内主要是需要监测SO2、NOx、CO、CO2等气体；目前市场上比较有代表性的是CEMS烟气排放连续监测系统，整个系统体积较大，功耗也很大，排放前端有温度、压力、流速探测器，以及取样探头和取样管，从排放口至监测屋，需要布置数十米至上百米的电缆和气路取样管；因为距离较远，主机需要采用大功率的取样泵，加上PLC控制系统和分析仪主机，以及显示装置，整个系统的总功率能达到2kW以上，设备占用3m3以上，另外需要占用一个分析小屋，不能能耗高且占用面积大。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种低电压、低功耗、结构紧凑小巧、安装使用方便的整套气体监测设备，可以在功能上完全代替市场现有的在线监测设备。本专利技术所采用的技术方案为：一种低功耗无线太阳能式烟气排放监测系统，包括进气管道、取样电机、冷凝器、分析仪主机和供电系统，所述取样电机用于抽取取样气，取样电机的进气端与进气管道连通，所述冷凝器用于对取样气冷凝除水，取样电机的出气端与冷凝器的进气口连通，冷凝器的出气口与分析仪主机连通，所述分析仪主机包括数据采集模块、温度压力流速采集模块、无线通信模块、处理器和显示器，所述数据采集模块用于对取样气气体进行分析并将分析数据传输至显示器显示，所述温度压力流速采集模块用于对取样气的温度、压力以及流速进行数据采集并传输至显示器显示，所述无线通信模块用于将取样气数据采集模块、温度压力流速采集模块采集得到的数据发送至远程网络系统平台，通过在分析仪主机的显示器上操作控制处理器进而控制取样电机、冷凝器、数据采集模块、温度压力流速采集模块和无线通信模块动作；所述供电系统用于为取样电机、冷凝器和分析仪主机提供电力。优选的是，所述温度压力流速采集模块还包括温度传感器、压力传感器和流速传感器，所述温度传感器、压力传感器和流速传感器均安装在进气管道上对取样气的温度、压力、流速数据进行采集并传输至温度压力流速采集模块进行处理并显示在显示器上。进一步的优选，在所述进气管道与取样电机进气端的管道上还设置有过滤器。进一步的优选，所述供电系统包括市电供电系统和蓄电池供电系统。进一步的优选，所述蓄电池供电系统包括锂电池和为锂电池充电的太阳能充电模块。本专利技术的有益效果在于：能够大大减小设备的占用体积，降低使用功耗，易安装，使用、维护方便。附图说明图1为本专利技术的流程框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做具体的介绍。如图1所示：本实施例是一种低功耗无线太阳能式烟气排放监测系统，包括进气管道、取样电机、冷凝器、分析仪主机和供电系统，取样电机用于抽取取样气，取样电机的进气端与进气管道连通，冷凝器用于对取样气冷凝除水，取样电机的出气端与冷凝器的进气口连通，冷凝器的出气口与分析仪主机连通，分析仪主机包括数据采集模块、温度压力流速采集模块、无线通信模块、处理器和显示器，数据采集模块用于对取样气气体进行分析并将分析数据传输至显示器显示，温度压力流速采集模块用于对取样气的温度、压力以及流速进行数据采集并传输至显示器显示，无线通信模块用于将取样气数据采集模块、温度压力流速采集模块采集得到的数据发送至远程网络系统平台，通过在分析仪主机的显示器上操作控制处理器进而控制取样电机、冷凝器、数据采集模块、温度压力流速采集模块和无线通信模块动作；供电系统用于为取样电机、冷凝器和分析仪主机提供电力。参见图1所示，温度压力流速采集模块还包括温度传感器、压力传感器和流速传感器，温度传感器、压力传感器和流速传感器均安装在进气管道上对取样气的温度、压力、流速数据进行采集并传输至温度压力流速采集模块进行处理并显示在显示器上。参见图1所示，在进气管道与取样电机进气端的管道上还设置有过滤器。参见图1所示，供电系统包括市电供电系统和蓄电池供电系统。参见图1所示，蓄电池供电系统包括锂电池和为锂电池充电的太阳能充电模块。过滤器：传统的气体分析设备，流量大，需要的粉尘过滤器也比较大，本系统采用可更换滤芯的小型过滤器进行两级过滤，一级粗过滤，一级精细过滤，过滤精度最高可达0.2um，因为系统需要的流量小，所以采用结构更加紧凑，体积更小的过滤器，外挂在设备表面，这样易于拆卸，维护更换也更加方便。取样电机：设备采用低压直流真空泵，最大电流150mA，取样流量低至200ml/min,保证气体传感器可以正常工作即可，电机处与间断工作状态，在待机状态下，处理器可以关闭电机电源，减小功率损耗，增加待机工作时间，相比较于传统的AC220V的取样电机，此方案体积占用小，电能消耗小，电机噪音也大大减小。冷凝器：采样半导体制冷技术，制作一个恒温5℃的冷凝除水模块，在冷凝模块内部，不锈钢的气路管道，蛇形放置，最长可放15cm；这样，废气源排放的高温气体，经过冷凝以后，可以足够路径来冷却，在冷凝模块的外部，增加了三层保温措施，保证了良好的隔热性能，将冷凝模块和外面环境的热交换降到最低，从而使得冷凝模块在到达设定温度后，只需要提供0.05A@12V的电量，就可以维持冷凝器的温度，传统冷凝器，特别是压缩机式的冷凝器，体积很大，设备的冷凝腔是暴露在环境中的，设备需要一直需要较大功率的工作才能维持恒定的温度，能量利用率很低，对比传统的冷凝器，此方案的这种结构，很好的改善了这些缺点，节省空间，节能环保。温度压力流速采集模块：温度直接从设备外接PT100传感器，工作电流低至5mA，流速和压力采用直流一体传感器，功耗最大12V@20mA，在设备连续工作过程中，温度、压力、流速的采集，间隔采集，间隔时间可以远程设置，一般5-10分钟一次，非采集时间，采集板会自动切断采集模块的电源，保证损耗电流接近为0。锂电池及太阳能充电模块：采用48AH的锂电池组作为备用电池，电池采样进口18650锂离子电芯，安全系数高，当设备外接电源出现意外的情况下，可以保持其继续工作48小时以上，另外系统配备了200W太阳能充电板，在白天，太阳可以为锂电池组充电，保证系统待机工作时间。市电供电系统：设备自动检测，当有市电时，系统自动切换由市电提供电压工作，并同时通过内部充电电路给蓄电池组充电。无线传输模块：设备集成有SIM卡的无线网络功能，能够通过网络，将数据发送至远程以太网服务器或者环保局监控平台。数据采集模块：对传感器的数据采集，选用STM32L083系列超低功耗处理器，待机电流低至0.3uA.系统其他模块，均选用低功耗芯片；系统的采样周期可远程设置，默认采样间隔10分钟，当一次采集完成后，系统会自动进入待机模式，外部取样电机、冷凝器、温度压力流速、无线通信，全部切断电源，待机功耗可以达到0.05W，当下次采样周期到达，系统会自动提前2分钟，启动外部设备热机，保证测量的精度。当设置采样间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗无线太阳能式烟气排放监测系统，包括进气管道、取样电机、冷凝器、分析仪主机和供电系统，其特征在于：所述取样电机用于抽取取样气，取样电机的进气端与进气管道连通，所述冷凝器用于对取样气冷凝除水，取样电机的出气端与冷凝器的进气口连通，冷凝器的出气口与分析仪主机连通，所述分析仪主机包括数据采集模块、温度压力流速采集模块、无线通信模块、处理器和显示器，所述数据采集模块用于对取样气气体进行分析并将分析数据传输至显示器显示，所述温度压力流速采集模块用于对取样气的温度、压力以及流速进行数据采集并传输至显示器显示，所述无线通信模块用于将取样气数据采集模块、温度压力流速采集模块采集得到的数据发送至远程网络系统平台，通过在分析仪主机的显示器上操作控制处理器进而控制取样电机、冷凝器、数据采集模块、温度压力流速采集模块和无线通信模块动作；所述供电系统用于为取样电机、冷凝器和分析仪主机提供电力。/n

【技术特征摘要】
1.一种低功耗无线太阳能式烟气排放监测系统，包括进气管道、取样电机、冷凝器、分析仪主机和供电系统，其特征在于：所述取样电机用于抽取取样气，取样电机的进气端与进气管道连通，所述冷凝器用于对取样气冷凝除水，取样电机的出气端与冷凝器的进气口连通，冷凝器的出气口与分析仪主机连通，所述分析仪主机包括数据采集模块、温度压力流速采集模块、无线通信模块、处理器和显示器，所述数据采集模块用于对取样气气体进行分析并将分析数据传输至显示器显示，所述温度压力流速采集模块用于对取样气的温度、压力以及流速进行数据采集并传输至显示器显示，所述无线通信模块用于将取样气数据采集模块、温度压力流速采集模块采集得到的数据发送至远程网络系统平台，通过在分析仪主机的显示器上操作控制处理器进而控制取样电机、冷凝器、数据采集模块、温度压力流速采集模块和无线通信模块动作；所述供电系统用于为取样电机、冷凝器和分析仪主机提...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴洪飞，张雷，徐兵，黎恺平，严翔予，
申请(专利权)人：南京贺普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32