專利名稱：一種用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大氣污染治理環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及ー種用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置。
背景技術(shù)：
袋式除塵器是一種高效除塵設(shè)備，廣泛用于冶金、電力、水泥、化工等行業(yè)。袋式除塵器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，待除塵空氣經(jīng)除塵器入口 8進(jìn)入除塵器5中，經(jīng)除塵器5內(nèi)的濾袋 6除塵后由除塵器出口 10排放。在工程應(yīng)用中，往往因個別濾袋破損，致使經(jīng)除塵器出口 10 排出的粉塵增多，即使排出濃度未超出允許排放的濃度要求，也將造成除塵器整體運(yùn)行效率下降，并增加風(fēng)機(jī)的磨損；同時破損濾袋的粉塵沉降在除塵器5的凈氣室內(nèi)，污染堵塞其它濾袋，往往因一條濾袋破損而污染堵塞其周邊的許多濾袋，從而降低了濾袋的使用壽命， 増加了維護(hù)難度，因此在除塵器的運(yùn)行中及時發(fā)現(xiàn)破損的濾袋是確保除塵器高效運(yùn)行和降低運(yùn)行成本的關(guān)鍵。較早期的方法是在布袋除塵器入口氣流中施放熒光粉，再用專用的単色燈進(jìn)行照射顯示。這種方法不能在線檢測，僅用于定期檢測，也有人認(rèn)為螢光物質(zhì)對人體有害，不宜直接采用。便攜式移動點(diǎn)光源布袋漏點(diǎn)定位器測定布濾袋漏點(diǎn)雖然準(zhǔn)確，但仍然只能在停運(yùn)除塵器時進(jìn)行人工操作，檢測效率低，不能及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中破損的濾袋。激光潛入法袋式除塵器檢漏裝置采用攝像機(jī)檢測散射光，通過激光器掃描定位。 這種方法由于攝像機(jī)易受灰塵等污染，長期使用檢測靈敏度下降，而且激光器在這種高溫高壓的環(huán)境中非常容易損壞。袋式除塵器的動壓式檢漏裝置通過檢測袋內(nèi)外壓カ實(shí)現(xiàn)破損檢測。這種裝置的傳感器需要供電，在高溫和高壓條件下，對系統(tǒng)的安全提出較高的要求，且傳感器不便于安裝和維護(hù)。還有ー種袋式除塵器用的檢漏裝置在棒材的表面涂上白色凡士林，與連在一起的橡膠密封塞插入球閥的通孔內(nèi)并塞緊，經(jīng)一定時間后取出橡膠密封塞和棒材，觀察棒材上粉塵粘結(jié)的情況，即可判斷是否漏灰。這種裝置需要人工觀察，費(fèi)時費(fèi)力，診斷破損時間較
IXo

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，本濾袋破損檢測裝置能夠檢測并準(zhǔn)確定位破損的濾袋，具有成本低且定位快的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，本檢測裝置包括光源、光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)和光探測機(jī)構(gòu)；所述光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)用于將光源發(fā)出的光傳導(dǎo)至濾袋的出口處；所述光探測機(jī)構(gòu)用于探測濾袋出口處的光強(qiáng)，并將探測到的光信號輸送至光電探測器處，光電探測器的輸出端設(shè)置有數(shù)據(jù)采集處理模塊。CN 102539091 A本用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置還可以通過以下方式得以進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)所述光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括光纖分束器、傳導(dǎo)光纖和耐高溫的光纖探頭；所述光纖分束器通過光纖與光源相連，并將光源發(fā)出的光分成若干束；自光纖分束器輸出端發(fā)射出的光束與濾袋彼此一一對應(yīng)，且任意ー對彼此對應(yīng)的光束與濾袋之間均通過單獨(dú)的傳導(dǎo)光纖相連；所述光纖探頭設(shè)置在每ー根傳導(dǎo)光纖的位于濾袋出口處的輸出端，并將傳導(dǎo)光纖中的光發(fā)射至濾袋的出口處；所述光探測機(jī)構(gòu)包括光纖探頭和探測光纖，每一個光纖探頭用于探測其所在濾袋出口處的光強(qiáng)，并將探測到的光強(qiáng)信號通過單獨(dú)的探測光纖輸送至光電探測器處。光纖探頭可以設(shè)置為兩個，其中一個與傳導(dǎo)光纖相連，另ー個與探測光纖相連。本發(fā)明中的光纖探頭設(shè)置為一個，不但使得結(jié)構(gòu)更為簡單，還降低了生產(chǎn)成本。所述光源為超輻射發(fā)光二極管SLD或發(fā)光二極管。進(jìn)ー步的，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊與關(guān)閉破損濾袋所在過濾室的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連接，以保證除塵器中的其他濾袋能夠繼續(xù)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。所述傳導(dǎo)光纖和探測光纖的外側(cè)均包覆有耐高溫護(hù)套，以保護(hù)傳導(dǎo)光纖和探測光纖免受除塵器中的高溫?fù)p害，并保證了本檢測裝置能夠穩(wěn)定持久的工作。所述光纖探頭的外側(cè)罩設(shè)有防護(hù)罩，以使得光纖探頭免受濾袋中的粉塵污染，并延長了光纖探頭的使用壽命。優(yōu)選的，所述光纖探頭位于其所在濾袋的出口中心并偏向?yàn)V袋內(nèi)部5 20mm處， 以使得光纖探頭的探測能夠更加的準(zhǔn)確。所述數(shù)據(jù)采集處理模塊還與報(bào)警模塊相連，以提醒操作人員注意。優(yōu)選的，所述光纖探頭中傳導(dǎo)光纖與探測光纖的夾角為0 8°或者25 45°或者115 135度。。所述探測光纖與所述光電探測器陣列上的探測單元彼此一一對應(yīng)，從而使得本裝置不僅可以檢測到破損濾袋，而且可以準(zhǔn)確地定位破損的濾袋，以進(jìn)ー步減少污染事故的發(fā)生。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果1)、為實(shí)現(xiàn)濾袋破損檢測和定位，本發(fā)明采用耐高溫光纖探頭實(shí)現(xiàn)袋式除塵器內(nèi)部的濾袋破損和定位。光源發(fā)出的光通過光纖到達(dá)光纖分束器，井分成若干束，分束后的光經(jīng)過傳導(dǎo)光纖和光纖探頭發(fā)射至每個濾袋的出口處，從傳導(dǎo)光纖出射的光經(jīng)過濾袋中的顆粒物散射后再由光纖探頭采集光強(qiáng)，采集到的光強(qiáng)信號也即光信號被探測光纖傳輸返回至光電探測器處。當(dāng)濾袋破損后，濾袋中的顆粒物濃度增加，從而使得濾袋出口處的散射光強(qiáng)增加， 散射光的光強(qiáng)信號通過探測光纖返回，并經(jīng)過光電探測器陣列轉(zhuǎn)化成電信號，由于返回的散射光強(qiáng)信號在光電探測器陣列上的探測單元位置和濾袋是一一對應(yīng)的。通過探測陣列上每個點(diǎn)的信號強(qiáng)弱即可以確定對應(yīng)的濾袋是否破損。光電探測器輸出的信號輸入數(shù)據(jù)采集處理模塊也即PLC控制系統(tǒng)，再經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以準(zhǔn)確關(guān)閉破損的濾袋，從而實(shí)現(xiàn)了濾袋的破損檢測、定位與控制。舉例來說，SLD光源(功率50mW)發(fā)出的光經(jīng)過透鏡耦合到光纖中，再經(jīng)過光纖分束器分成50束(根據(jù)光功率、檢測器靈敏度、顆粒物報(bào)警閾值確定)后，每束的功率約為lmW，每束光通過包覆有耐高溫護(hù)套的傳導(dǎo)光纖后輸出到耐高溫的光纖探頭，再由光纖探頭散射至濾袋口內(nèi)，經(jīng)過顆粒物的前向和后向散射后得到散射光，散射光的光信號依次通過光纖探頭和探測光纖進(jìn)入光電探測器，經(jīng)過光電探測器信號處理后輸出到數(shù)據(jù)采集處理模塊也即PLC控制系統(tǒng)，再根據(jù)設(shè)定門限，進(jìn)行告警并關(guān)閉破損的濾袋。2)、本發(fā)明中，每個濾袋對應(yīng)ー個光纖探頭。每個光纖探頭的安裝位置會影響濾袋破損的報(bào)警時間和靈敏度。本發(fā)明中將每個光纖探頭安裝于濾袋出口的中心位置并向?yàn)V袋內(nèi)部偏離5mm或其他距離，這樣不但能全面探測到濾袋每個位置的破損情況，而且由于ー 般情況下濾袋的邊緣不會破損，則當(dāng)鄰近濾袋破損而導(dǎo)致顆粒物散射吋，本發(fā)明中光纖探頭的設(shè)置位置不會因?yàn)槭艿接绊懚l(fā)出誤報(bào)。3)、從探測光纖接收的光信號經(jīng)過光電探測器中的硅光電ニ極管接收而轉(zhuǎn)化成放大成標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，并輸入到數(shù)據(jù)采集處理模塊也即PLC控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)對每個探測光纖所接收來的信號設(shè)有閾值，一旦電壓信號超過閾值，則PLC控制系統(tǒng)立刻通過報(bào)警模塊報(bào)警，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉該光纖探頭所在過濾室的檢修閥，使該過濾室處于離線檢修狀態(tài)，防止了由于濾袋破損引起更大的污染事故。4)、本發(fā)明中的光纖探頭無須供電即可工作，從而降低了本裝置的運(yùn)行成本。5)、本發(fā)明通過測量每個濾袋所返回的光信號的強(qiáng)度，不僅能確定破損的濾袋位置，而且能確定破損位置的大小，根據(jù)這個信息可以將該濾袋所在的過濾室自動關(guān)閉，并進(jìn)行告警。因此本發(fā)明具有非接觸、實(shí)時和遙測等特性，并可以將光源等重要部件通過光纖遠(yuǎn)離除塵器的高溫高壓環(huán)境，降低了對檢漏系統(tǒng)的環(huán)境要求。6)、本發(fā)明提出的裝置不僅可以檢測破損，而且可以準(zhǔn)確定位破損的濾袋，以減少污染事故。本發(fā)明大大提高了除塵器的自動維護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)了除塵器除塵的無人值守，具有成本低、定位快等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A、3B、3C分別是光纖探頭中傳導(dǎo)光纖和探測光纖的具體結(jié)構(gòu)形式。圖中標(biāo)記的含義如下ト光源 2-光纖分束器 3-光電探測器4-數(shù)據(jù)采集處理模塊 5-除塵器 6-濾袋7A-傳導(dǎo)光纖 7B-探測光纖8_除塵器入口9-光纖探頭 10-除塵器出口11-執(zhí)行機(jī)構(gòu) 12-報(bào)警模塊13-過濾室β -光纖探頭中傳導(dǎo)光纖和探測光纖的夾角
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，本檢測裝置包括光源1、 光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)和光探測機(jī)構(gòu)；所述光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)用于將光源1發(fā)出的光傳導(dǎo)至濾袋6的出ロ處； 所述光探測機(jī)構(gòu)用于探測濾袋6出口處的光強(qiáng)，并將探測到的光信號輸送至光電探測器3 處，光電探測器3的輸出端設(shè)置有數(shù)據(jù)采集處理模塊4。
優(yōu)選的，如圖2所示，所述光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括光纖分束器2、傳導(dǎo)光纖7A和耐高溫的光纖探頭9 ；所述光纖分束器2通過光纖與光源1相連，并將光源1發(fā)出的光分成若干束； 自光纖分束器2輸出端發(fā)射出的光束與濾袋6彼此一一對應(yīng)，且任意ー對彼此對應(yīng)的光束與濾袋6之間均通過單獨(dú)的傳導(dǎo)光纖7A相連；所述光纖探頭9設(shè)置在每ー根傳導(dǎo)光纖7A 的位于濾袋6出ロ處的輸出端，并將傳導(dǎo)光纖7A中的光發(fā)射至濾袋6的出口處；所述光探測機(jī)構(gòu)包括光纖探頭9和探測光纖7B，每ー個光纖探頭9用于探測其所在濾袋6出口處的光強(qiáng)，并將探測到的光強(qiáng)信號通過單獨(dú)的探測光纖7B輸送至光電探測器3處。所述光源1為超輻射發(fā)光二極管SLD或發(fā)光二極管。如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊4與關(guān)閉破損濾袋所在過濾室13的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 11相連接。所述傳導(dǎo)光纖7A和探測光纖7B的外側(cè)均包覆有耐高溫護(hù)套。所述光纖探頭9的外側(cè)罩設(shè)有防護(hù)罩。如圖2所示，所述光纖探頭9位于其所在濾袋6的出口中心并偏向?yàn)V袋內(nèi)部5 20mm 處。所述數(shù)據(jù)采集處理模塊4還與報(bào)警模塊12相連。所述光纖探頭9中傳導(dǎo)光纖7A與探測光纖7B的夾角為0 8°或者25 45° 或者115 135度。。圖3A中所示的傳導(dǎo)光纖7A與探測光纖7B彼此平行布置，也即二者之間的夾角為0° ；圖加中所示的傳導(dǎo)光纖7A與探測光纖7B 二者之間的夾角β為30° ； 圖3C中所示的傳導(dǎo)光纖7Α與探測光纖7Β 二者之間的夾角β為120°。所述探測光纖7Β與所述光電探測器3陣列上的探測單元彼此一一對應(yīng)，以便于對破損的濾袋進(jìn)行準(zhǔn)確定位。下面結(jié)合圖2、3A、3B、3C對本發(fā)明做進(jìn)ー步說明。光源1通過光纖與1X15光纖分束器2相連，從光源1發(fā)出的光被光纖分束器2 分成15路，每一路光再通過單獨(dú)的傳導(dǎo)光纖7A與設(shè)置在濾袋6出ロ處的光纖探頭9相連。光纖探頭9的功能如下將由傳導(dǎo)光纖7A所傳送來的光發(fā)射至濾袋6內(nèi)，并將探測到的光信號通過探測光纖7B傳送至光電探測器3處。如圖3A、3B、3C所示，光纖探頭9 中的傳導(dǎo)光纖7A和探測光纖7B之間的夾角β主要有三種0 8°，25 45°，115 135°。光纖探頭9的末端裝有透鏡其他光束收集和發(fā)射光學(xué)器件，光纖探頭9的外側(cè)設(shè)有防護(hù)罩，以保護(hù)光學(xué)器件免受污染和損害。光源1采用SLD或LED，傳導(dǎo)光纖7A和探測光纖7B采用耐高溫多模光纖，且傳導(dǎo)光纖7A和探測光纖7B的外側(cè)包覆有耐高溫護(hù)套也即丙烯酸脂涂覆層，從而使傳導(dǎo)光纖7A 和探測光纖7B適合在溫度為50 400度的高溫環(huán)境下工作。光纖探頭9和光源1之間采用耐高溫丙烯酸脂涂覆光纖連接。光纖探頭9伸入到濾袋6的空氣出ロ處。如果除塵器處于正常工作狀態(tài)，也即沒有濾袋破損，被光纖探頭9傳輸至光電探測器3的光強(qiáng)很弱。如果在運(yùn)行過程中某個濾袋破損，則由于此濾袋內(nèi)和濾袋出口處的顆粒物濃度突然増加，故與此破損濾袋相對應(yīng)的光纖探頭9和探測光纖7B所傳送至光電探測器3的光強(qiáng)突然増加，與此光纖探頭9相對應(yīng)的光電探測器3陣列的探測單元所輸出的電壓超過了 PLC確定的門限，PLC通過報(bào)警模塊12進(jìn)行報(bào)警，并通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)11關(guān)閉濾袋所在過濾室的進(jìn)氣閥和清灰閥，PLC還可以發(fā)送信息給上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，提供自動化維護(hù)信息，減少污染事故。 所述光源1、光纖分束器2、光電探測器3、數(shù)據(jù)采集處理模塊4以及報(bào)警模塊12均位于監(jiān)控和控制中心，以便于集中管理和維護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在干本檢測裝置包括光源(1)、 光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)和光探測機(jī)構(gòu)；所述光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)用于將光源(1)發(fā)出的光傳導(dǎo)至濾袋(6)的出口處；所述光探測機(jī)構(gòu)用于探測濾袋(6)出口處的光強(qiáng)，并將探測到的光信號輸送至光電探測器C3)處，光電探測器(3)的輸出端設(shè)置有數(shù)據(jù)采集處理模塊G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括光纖分束器O)、傳導(dǎo)光纖(7A)和耐高溫的光纖探頭(9)；所述光纖分束器 (2)通過光纖與光源(1)相連，并將光源(1)發(fā)出的光分成若干束；自光纖分束器( 輸出端發(fā)射出的光束與濾袋彼此一一對應(yīng)，且任意ー對彼此對應(yīng)的光束與濾袋(6)之間均通過単獨(dú)的傳導(dǎo)光纖(7A)相連；所述光纖探頭(9)設(shè)置在每ー根傳導(dǎo)光纖(7A)的位于濾袋(6) 出口處的輸出端，并將傳導(dǎo)光纖(7A)中的光發(fā)射至濾袋(6)的出口處；所述光探測機(jī)構(gòu)包括光纖探頭(9)和探測光纖(7B)，每ー個光纖探頭(9)用于探測其所在濾袋(6)出口處的光強(qiáng)，并將探測到的光強(qiáng)信號通過單獨(dú)的探測光纖(7B)輸送至光電探測器⑶處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述光源(1)為超輻射發(fā)光二極管SLD或發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理模塊(4)與關(guān)閉破損濾袋所在過濾室(1 的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(11)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述傳導(dǎo)光纖(7A)和探測光纖(7B)的外側(cè)均包覆有耐高溫護(hù)套。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述光纖探頭(9)的外側(cè)罩設(shè)有防護(hù)罩。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述光纖探頭(9)位于其所在濾袋(6)的出口中心并偏向?yàn)V袋內(nèi)部5 >處。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集處理模塊(4)還與報(bào)警模塊(1 相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或5或6或7所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述光纖探頭(9)中傳導(dǎo)光纖(7A)與探測光纖(7B)的夾角為0 8°或者25 45°或者115 135度。。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或5或6或7所述的用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置，其特征在于所述探測光纖(7B)與所述光電探測器(3)陣列上的探測單元彼此一一對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于大氣污染治理環(huán)保設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于袋式除塵器的濾袋破損檢測裝置。本檢測裝置包括光源、光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)和光探測機(jī)構(gòu)；所述光傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)用于將光源發(fā)出的光傳導(dǎo)至濾袋的出口處；所述光探測機(jī)構(gòu)用于探測濾袋出口處的光強(qiáng)，并將探測到的光信號輸送至光電探測器處，光電探測器的輸出端設(shè)置有數(shù)據(jù)采集處理模塊。本發(fā)明通過測量每個濾袋所返回的光信號的強(qiáng)度，不僅能確定破損的濾袋位置，而且能確定破損位置的大小，根據(jù)這個信息可以將該濾袋所在的過濾室自動關(guān)閉，并進(jìn)行告警。因此本發(fā)明具有非接觸、實(shí)時和遙測等特性，并可以將光源等重要部件通過光纖遠(yuǎn)離除塵器的高溫高壓環(huán)境，降低了對檢漏系統(tǒng)的環(huán)境要求。
文檔編號G01M3/38GK102539091SQ20111043221
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者李保生, 李建權(quán), 李正強(qiáng), 紀(jì)峰, 陳麗娟 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)