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交流静电感应粉尘检测仪技术原理

2013-07-08 10:01:16 来源：

交流静电感应粉尘浓度检测仪技术原理
1. 交流静电感应与直流静电感应技术的比较
当烟道或烟囱内粉尘流经过介可视_粉尘检测仪应用的静电技术的探头时，探头所接收到的电荷来自粉尘颗粒对探头的撞击、摩擦和静电感应。由于安装在烟囱上探头的表面积跟烟囱的横截面积相比是非常小，大部分接收到的电荷是由于粒子流经过探头附近所引起的静电感应而形成。排放浓度越高，感应、摩擦和撞击所产生的静电荷就越强。当前用于接收、放大、分析和处理这些电荷使之成为在线粉尘排放显示数值的主要技术有两种：交流静电和直流静电技术。
介可视_粉尘仪的交流静电技术是测量电荷信号围绕着电荷平均值的扰动量。在交流静电技术中电荷的正负平均值被过滤清除，然后系统探测剩余扰动信号的电场、波峰值、均方根值、以及其他各种混合变化。以上各种数值中，均方根值能够准确显示信号的标准偏移。所以交流静电技术以监测电荷信号的标准偏移来确定交流信号的扰动量，并以即时扰动量的大小来确定粉尘排放量。根据完全相反原理，直流静电技术完全滤除以上所有的交流信号，只靠粉尘颗粒对探头的撞击和摩擦以直流电导方式传进探头，这产生一个正负电荷平均值，经过系统的放大，分析和处理来显示粉尘的排放量。因此无论在任何情况下，交流静电监测系统的精确性比直流静电监测系统高10 倍以上。
由于直流静电监测仪器的信号接收来自粉尘颗粒与探头的直接撞击所产生电子传导，电荷的正负平均值将接近零。如果发生以下任何一种或多种情况时，直流静电探头所接收的信号显示就非常不准确：
● 探头部分表面被粉尘覆盖
● 探头材质与粉尘颗粒性质接近
● 探头材料不单纯，导致对同一种粉尘颗粒同时产生正和负电荷
● 头镀上一层非导电体，直流电受到绝缘不能传导进监测系统
● 由于粉尘颗粒在烟道内壁的碰撞，在撞击探头时已经达到电荷平衡状态，没有产生电导现象
以上的任何一种因素都能使总直流静电正负抵消导致直流静电粉尘仪完全失效。而介可视_交流静电感应粉尘仪由于交流静电感应电荷本身就具有一种不规则的扰动性，保证探头能够即时接收到可测、有效的交流电荷信号。直流探头表面不可以被镀上保护层，所以用户能够很明显地理解到直流静电技术并不适合安装在带腐蚀性的环境中应用。相对来说,被粉尘颗粒粘付上厚度达10 毫米或以上的交流静电探头也不会失去它原来的校定精度。而用户对直流静电探头却必须经常拆卸清洁来保证没有任何粉尘粘付在探头表面。
由于直流静电技术是靠粉尘颗粒与探头表面的摩擦和撞击来产生直流电导，探头的表面积远远小于烟道的截面积，直流静电探头所覆盖的面积经常太小，不能有效地代表整个烟道的截面积。如果探头的安装需要具有同等水平的烟道截面积代表性，直流静电探头的尺寸将会是介可视_交流静电感应粉尘仪探头大小的几十倍。在实际工业环境应用中，如果探头的根部由于粉尘的堆积，引致部分信号接地流失，交流静电监测系统将会显示出明显的信号减弱，用户能够在系统上设置*低水平报警线防止这种情况发生。而当直流耦合监测系统处于同样情况下，将根据当时的接收偏移电压，产生非常高或者非常低的显示输出，使用户不能采取有效预防措施。利用称重法来作为探头校定或测量烟尘排放时将会受到管道内的微粒回降而影响准确性。但是，如果应用交流或直流静电技术探头进行在线监测，就不会受到影响。由于其特殊的工作原理，介可视_交流静电感应粉尘仪的探头是*不需要定时维护的监测系统。相对来说，直流静电探头和所有的光电仪器都需要作经常性的清洁和保养维护。
2.各种监测技术比较结果
目前在国内应用比较普遍的在线烟尘排放监测系统主要采用以下技术：
·交流静电感应技术
·直流静电感应技术
·光电技术
各项技术对比结果列表如下：

主要影响因素	交流静电感应技术	直流静电感应技术	光电技术
技术原理	利用粉尘颗粒流经探头时与探头之间的动态电荷感应产生信号	粉尘颗粒必须与探头直接撞击或摩擦，靠电子传导产生信号。	监测烟尘透光率。因此只能监烟尘中较大的粉尘颗粒。
颗粒大小	比较小的颗粒也会产生感应电荷，因此可以精确测量不同大小的颗粒排放。	只有大颗粒才可以与探头摩擦出足够电子信号，所以精确度不足。	体积小的粉尘颗粒不能被探测，因此不适用于特细烟尘颗粒的排放监测
温度压力湿度变化	不受温度压力湿度的变化影响。	温度压力湿度的变化对电子传导信号有一定的影响。	温度压力湿度的变化对透光率有一定的影响。
安装和维护难度	安装方便，不需要定时维护。加保护套后不需要用压缩气喷吹清洁。探头是实芯不锈钢材料，可以用特氟隆镀层进行表面保护。	必须安装压缩气喷吹系统保证没有尘埃粘付在探头上。必须至少每星期一次人为拆卸清洁探头。不可以对探头采取任何防腐蚀保护。	安装维护特别困难，需高质量干燥压缩气长期喷吹保护镜面。维修费用高。
相对价格比较	介可视_粉尘仪S300系列=1 （普通工业安装应用不需安装压缩气系统对探头喷吹清洁）	是S300系列的2 倍以上（包括压缩气系统）	是S300系列的4 倍以上（包括压缩气系统）