1.本发明涉及环境监测技术领域，特别涉及一种烟气颗粒物浓度在线监测装置及其方法。
背景技术：2.《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》提出，到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放，在基准氧含量6％条件下，具备改造条件的燃煤电厂力争实现烟尘、排放浓度分别不高于10mg/m3。因此，对电厂排放烟气所含大气颗粒物进行在线实时检测将有效地控制烟气排放，从而改善空气质量。
3.烟气颗粒物的颗粒直径一般为μm级别，粒径越小在大气中悬浮的时间越长对人类的呼吸系统影响也越大。这也意味着对颗粒物检测设备精确度、准确度以及可靠性提出了更高的要求。
4.滤膜称重法是烟气颗粒物质量浓度测定的标准检测方法，其工作原理简单测量结果准确，但该方法操作繁琐、自动化程度低、检测周期长且测量结果不具有实时性。
5.国内外现有颗粒物监测产品大多采用光散射原理，具有测量准确可靠、时间分辨率高、广泛的动态监测等特点，但仍存在以下缺点：基于光散射原理的监测产品在长时间连续监测时过滤器易受到污染，在测量过程中需要频繁的人工标定或者定期更换，后期维护成本较高，因而不能很好地满足实际使用需求。针对上述缺陷，本发明作出了改进。
技术实现要素：6.为了克服背景技术的不足，本发明提供一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，能解决现有过滤器频繁的人工标定或者定期更换问题，减少了后期设备维护的成本，可实现对烟气颗粒物浓度的连续在线监测，提高了监测设备的自动化、智能化程度，从而可以更好地满足实际需求。
7.本发明提供一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，包括采样探头、进气管路、进气室、过滤器、出气室、空气泵、回流管路、拍摄单元、过滤器支架、支架旋转驱动机构、过滤器清洗组件和用于监测控制的主控模块，所述采样探头采集烟气后通过所述进气管路进入所述进气室，所述进气室上设有第一通气口，所述出气室连接所述空气泵，空气泵连接所述回流管路，所述出气室上设有正对所述第一通气口的第二通气口且第一通气口和第二通气口之间形成过滤区，所述过滤器支架上装设有至少两个所述过滤器且过滤器呈环形均匀排列，所述支架旋转驱动机构驱动所述过滤器支架转动且过滤器支架转动后能使所述过滤器位于所述过滤区内，所述拍摄单元用于拍摄过滤区内过滤器的图像并将拍摄的图像传输至所述主控模块进行图像识别处理，所述过滤器清洗组件用于对转动到所述过滤区之外的过滤器进行清洗。
8.优选的，所述拍摄单元包括摄像机和用于给摄像机提供光源的照明系统，所述摄像机安装在所述进气室内且摄像机正对所述第一通气口，所述摄像机配置有微距镜头，所
述摄像机还连接所述主控模块，所述照明系统安装在所述出气室内且照明系统正对所述第二通气口。
9.优选的，所述照明系统为多光源照明系统，其包括三原色光源、紫外光源和红外光源，照明系统照明时变换采用单一光源或两种光源组合或三种光源组合。
10.优选的，所述过滤器采用玻璃纤维膜过滤器，所述过滤器清洗组件包括压缩风机和吹扫头，所述压缩风机产生的压缩空气通过所述吹扫头吹向待清洗的所述过滤器。
11.优选的，所述吹扫头采用伸缩式结构，吹扫头包括吹扫盘和可伸缩的吹扫管，吹扫管的一端连接所述压缩风机，另一端固定连接所述吹扫盘，吹扫盘远离吹扫管的一侧设有多个吹扫孔。
12.优选的，所述过滤器清洗组件还包括用于对所述过滤器进行称重的称重传感器，所述过滤器支架上固设有所述称重传感器且称重传感器的数量与所述过滤器的数量相同，所述称重传感器连接所述主控模块并将称重数据传输至所述主控模块进行运算处理。
13.优选的，所述主控模块还连接有无线模块。
14.优选的，所述进气管路上设有烟气加热装置。
15.本发明还提供一种烟气颗粒物浓度在线监测方法，包括：
16.通过采样探头采集烟气，并通过进气管路将烟气通入进气室；烟气经过进气室后通向过滤器，以过滤器孔尺寸大小控制通过过滤器烟气颗粒物的大小；通过摄像机拍摄过滤器的图像，并通过照明系统为摄像机提供光源，过滤器捕捉到的烟气颗粒物在图像上显示为黑点；摄像机将拍摄的图像传输至主控模块，经图像识别处理提取出黑点的直径并统计同一直径黑点的个数，在检测时间t内提取出的直径为d的黑点个数为h，直径为d的黑点对应颗粒物单个粒子的质量为m，则h*m就表示在检测时间t内被检测烟气中直径为d的黑点对应颗粒物的总质量；烟气经过过滤器后进入出气室，利用空气泵对检测过的烟气进行抽取，被检测过的烟气经过回流管路流入烟囱中，被检测烟气的体积var＝fbump*t，其中fbump为空气泵单位时间内抽取气体的体积，t为检测时间，在检测时间t内，直径为d的黑点对应颗粒物的浓度为h*m/var。
17.优选的，还包括：通过支架旋转驱动机构驱动过滤器支架转动且过滤器支架转动后能使一个过滤器位于过滤区内，通过过滤器清洗组件对转动到过滤区之外的过滤器进行清洗。
18.综上所述，本发明有益效果为：
19.1.采用至少两个过滤器可以使用其中的1个过滤器进行过滤作业，其余的过滤器备用，当其中一个过滤器转动到过滤区进行过滤时，其他的过滤器位于过滤区之外，通过过滤器清洗组件可以方便地对转动到过滤区之外的过滤器进行清洗，不同的过滤器转动更换使用，不仅能更好地实现连续监测，而且能方便地清洗受到污染的过滤器，可有利于保证过滤器的过滤效果；
20.2.过滤器清洗组件包括压缩风机和吹扫头，压缩风机产生的压缩空气通过吹扫头吹向待清洗的玻璃纤维膜过滤器，采用压缩空气对玻璃纤维过滤膜进行清洗解决了产品核心部件需要定期标定和更换的难题，提高了产品的使用寿命和经济效益；
21.3.多光源照明系统能利用单一光源、两种光源或三种光源的随机组合给摄像机提供光源，通过变换不同的光源对烟气进行检测和对比，并选取具有最优拍摄效果和实验结
果的拍摄图像进行分析，通过采用多光源照明系统可以很好地给摄像机提供光源，不仅能使不同直径的烟气颗粒物检测图像更加清楚可靠，而且能有利于提高整个监测装置的准确度和精度。
22.下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明烟气颗粒物浓度在线监测装置的一种原理示意图；
25.图2为本发明主控模块的一种控制示意图；
26.图3为本发明电源模块的一种供电示意图；
27.图中标记：1-采样探头，2-进气管路，3-进气室，4-过滤器，5-出气室，6
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空气泵，7-回流管路，8-过滤器支架，9-主控模块，10-第一通气口，11-第二通气口，12-摄像机，13-照明系统，14-压缩风机，15-吹扫头，16-称重传感器， 17-无线模块，18-烟气加热装置，19-烟囱，20-步进电机，21-电源模块，22-弹性密封结构。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的图1至图3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
30.如图1至图3所示，本实施例公开一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，包括采样探头1、进气管路2、进气室3、过滤器4、出气室5、空气泵6、回流管路7、拍摄单元、过滤器支架8、支架旋转驱动机构、过滤器4清洗组件和用于监测控制的主控模块9，所述采样探头1采集烟气后通过所述进气管路2进入所述进气室3，所述进气室3上设有第一通气口10，所述出气室5连接所述空气泵6，空气泵6连接所述回流管路7，所述出气室5上设有正对所述第一通气口 10的第二通气口11且第一通气口10和第二通气口11之间形成过滤区，所述过滤器支架8上装设有至少两个所述过滤器4且过滤器4呈环形均匀排列，所述支架旋转驱动机构驱动所述过滤器支架8转动且过滤器支架8转动后能使所述过滤器4位于所述过滤区内，所述拍摄单元用于拍摄过滤区内过滤器4的图像并将拍摄的图像传输至所述主控模块9进行图像识别处理，所述过滤器4清洗组件用于对转动到所述过滤区之外的过滤器4进行清洗。
31.在上述技术方案中，采样探头1采用抽取式烟气采样探头1，采样探头1伸入烟囱19中采集烟气，采集的烟气通过进气管路2通入进气室3，进气室3内的烟气通过第一通气口10会通向过滤区内的过滤器4，烟气经过过滤器4后会从第二通气口11进入出气室5，再采用空气泵6对出气室5内检测过的烟气进行抽取，被检测过的烟气经过回流管路7流回到烟囱19
中，过滤器支架8上装设有至少两个过滤器4且过滤器4呈环形均匀排列，采用至少两个过滤器4可以使用其中的1个过滤器4进行过滤作业，其余的过滤器4备用，当其中一个过滤器4转动到过滤区进行过滤时，其他的过滤器4位于过滤区之外，通过过滤器4清洗组件可以方便地对转动到过滤区之外的过滤器4进行清洗，不同的过滤器4转动更换使用，不仅能更好地实现连续监测，而且能方便地清洗受到污染的过滤器4，可有利于保证过滤器4的过滤效果，至少两个过滤器4安装在过滤器支架8上且过滤器4呈环形均匀排列，在通过支架旋转驱动机构驱动过滤器支架8转动时可更好地使一个过滤器4转动到过滤区内，即过滤器支架8 上的过滤器4呈环形均匀排列可便于转动角度的控制，通过拍摄单元能很好地拍摄过滤区内过滤器4的图像，将拍摄的图像传输至主控模块9进行图像识别处理能便于检测出被过滤器4过滤拦截的烟气颗粒物，可便于进一步监测烟气颗粒物浓度，由此可知通过采用上述技术方案能解决现有过滤器4频繁的人工标定或者定期更换问题，减少了后期设备维护的成本，可实现对烟气颗粒物浓度的连续在线监测，提高了监测设备的自动化、智能化程度，从而可以更好地满足实际需求。
32.作为优选的一种技术方案，所述拍摄单元包括摄像机12和用于给摄像机12 提供光源的照明系统13，所述摄像机12安装在所述进气室3内且摄像机12正对所述第一通气口10，所述摄像机12配置有微距镜头，所述摄像机12还连接所述主控模块9，所述照明系统13安装在所述出气室5内且照明系统13正对所述第二通气口11。在本实施例中，第一通气口10正对第二通气口11且过滤器 4跟随过滤器支架8转动后能刚好位于第一通气口10和第二通气口11之间，位于进气室3内的摄像机12正对第一通气口10能便于拍摄过滤器4的图像，位于出气室5内的照明系统13正对第二通气口11能便于为摄像机12拍摄提供光源，通过给摄像机12配置微距镜头以及通过照明系统13给摄像机12提供光源均有利于更好地拍摄过滤器4的图像，摄像机12连接主控模块9能便于将拍摄到的图像传输至主控模块9进行图像识别处理。具体实施时，摄像机12配备的微距镜头，其像素分辨率高于纤维膜的膜孔尺寸，可以理解为微距镜头能识别的最小尺寸小于纤维膜的膜孔尺寸，由此就能更好地拍摄过滤器4的图像，可便于后续图像识别处理。
33.作为优选的一种技术方案，所述照明系统13为多光源照明系统13，其包括三原色光源、紫外光源和红外光源，照明系统13照明时变换采用单一光源或两种光源组合或三种光源组合。本实施例的照明系统13由三原色光(rgb)、紫外光(uv)和红外光(ir)组成，由于烟气颗粒物的直径大小对不同种类的光源吸收程度和光衰减程度不同，本实施例利用单一光源、两种光源或三种光源的随机组合给摄像机12提供光源，通过变换不同的光源对烟气进行检测和对比，并选取具有最优拍摄效果和实验结果的拍摄图像进行分析，采用上述的多光源照明系统13可以很好地给摄像机12提供光源，不仅能使不同直径的烟气颗粒物检测图像更加清楚可靠，而且能有利于提高整个监测装置的准确度和精度。现有采用光散射原理的颗粒物监测产品具有测量准确可靠、时间分辨率高、广泛的动态监测等特点，但检测效果容易受光强衰减的影响，当颗粒物浓度较高时，光强衰减大，浓度较低时，光强变化又不明显，其测量结果存在较大的误差，本实施例采用了多光源照明系统，能减少光强衰减的影响，可有利于提高产品测量精度。
34.作为优选的一种技术方案，所述过滤器4采用玻璃纤维膜过滤器4，所述过滤器4清洗组件包括压缩风机14和吹扫头15，所述压缩风机14产生的压缩空气通过所述吹扫头15吹
向待清洗的所述过滤器4。在本实施例中，过滤器4采用玻璃纤维膜过滤器4，过滤效果好且便于摄像机12拍摄，压缩风机14为压缩空气式风机，其位于过滤器支架8的一侧，通过压缩风机14能便于产生压缩空气，压缩空气经吹扫头15吹出，吹扫头15位于过滤器支架8的一侧且正对过滤器支架8上过滤器4的转动路径，支架旋转驱动机构驱动过滤器支架8转动且过滤器支架8转动后能使需要清洗的过滤器4转动到吹扫头15处，从吹扫头 15吹出的压缩空气能刚好吹向过滤器4，清洗效果好，采用压缩空气对玻璃纤维过滤膜进行清洗解决了产品核心部件需要定期标定和更换的难题，提高了产品的使用寿命和经济效益。
35.具体实施时，通过过滤器支架8稳定支撑玻璃纤维膜过滤器4，玻璃纤维膜过滤器4采用圆形结构，过滤器支架8上设有与圆形的玻璃纤维膜过滤器4适配的圆柱形安装腔，玻璃纤维膜过滤器4安装在圆柱形安装腔的中部，具体实施时第一通气口10与过滤器支架8之间、第二通气口11与过滤器支架8之间均可以设置弹性密封结构22来增强密封性，例如：在第一通气口10和第二通气口11均固定设置具有环形凹槽的弹性橡胶圈，环形凹槽正对过滤器支架8，在过滤器支架8上圆柱形安装腔的两端均固定设置与环形凹槽适配的环形凸起，当支架旋转驱动机构驱动过滤器支架8旋转到位时，一个过滤器4刚好位于过滤区内，过滤器4两侧的环形凸起刚好分别卡入两侧弹性橡胶圈的环形凹槽内，由此可提高密封性，可便于进气室3内的烟气更好地在经过过滤器4后进入出气室5内，上述的环形凸起以及具有环形凹槽的弹性橡胶圈共同组成弹性密封结构22，实际实施时弹性密封结构22包括但不限于上述结构。具体实施时，支架旋转驱动机构优选采用步进电机20驱动，以过滤器支架8安装3个玻璃纤维膜过滤器4为例，步进电机20控制带动过滤器支架8每次旋转120
°
，可使用 1个玻璃纤维膜过滤器4进行过滤作业，其余2个过滤器4方便进行清洗或作为备用，在过滤器支架8安装3个玻璃纤维膜过滤器4的情况下，与压缩风机14 连接的吹扫头15正对位于过滤区之外的一个过滤器4进行吹扫清洗，当一个过滤器4清洗完毕时，可根据实际需求将过滤器支架8转动120
°
对另一个过滤器 4进行吹扫清洗。步进电机20驱动过滤器支架8转动既可在过滤器支架8中部设置中心轴并采用联轴器直接驱动，也可采用齿轮驱动的方式加以实现，可参考现有技术，在此不做进一步说明。
36.作为优选的一种技术方案，所述吹扫头15采用伸缩式结构，吹扫头15包括吹扫盘和可伸缩的吹扫管，吹扫管的一端连接所述压缩风机14，另一端固定连接所述吹扫盘，吹扫盘远离吹扫管的一侧设有多个吹扫孔。在本实施例中，吹扫头15采用伸缩式结构能便于更好地吹扫过滤器4，压缩风机14产生的压缩空气通过吹扫管后从吹扫盘上的吹扫孔吹向待清洗的过滤器4，吹扫管可伸缩能便于改变吹扫盘到过滤器4的距离，可有利于取得更好的清洗效果。具体实施时可采用电动推杆带动吹扫盘前后运动，吹扫管可以采用伸缩软管，本实施例吹扫盘的形状尺寸与过滤器4的形状尺寸适配，可便于从吹扫盘吹出的压缩空气更好地清洗过滤器4。
37.作为优选的一种技术方案，所述过滤器4清洗组件还包括用于对所述过滤器4进行称重的称重传感器16，所述过滤器支架8上固设有所述称重传感器16 且称重传感器16的数量与所述过滤器4的数量相同，所述称重传感器16连接所述主控模块9并将称重数据传输至所述主控模块9进行运算处理。在本实施例中，每个过滤器4上都配置一个称重传感器16，过滤器4和称重传感器16一起安装在过滤器支架8上，称重传感器16能很好地将过滤器4的称重数据传输至主控模块9，可通过主控模块9实现质量计算，能方便地判断过滤器4是否吹扫
合格，利用压缩风机14吹扫压缩空气对待清洗的过滤器4进行清洗，当用称重传感器16测得玻璃纤维膜过滤器4的重量与与传感器标定的玻璃纤维膜过滤器 4原始重量间的误差忽略不计时，则表示吹扫合格，当判断吹扫不合格时则继续进行吹扫直至合格。假设称重传感器16标定的玻璃纤维膜过滤器4的原始重量为mc，经吹扫后的玻璃纤维膜过滤器4的重量为mo，则(mo-mc)/mc＜α％，α的取值为[0，0.1]，则表示玻璃纤维膜过滤器4吹扫合格，可以作为备用过滤器 4进行更换使用。具体实施时，称重传感器16优选采用环形称重传感器16，称重传感器16从过滤器支架8中部走线，可采用滑环结构实现。所述的环形称重传感器16和滑环结构均可参考现有技术，在此不做进一步说明。
[0038]
具体实施时，还可以通过称重传感器16对正在进行过滤作业的玻璃纤维膜过滤器4进行测重，并与传感器标定的玻璃纤维膜过滤器4原始重量进行比较来判断过滤器4是否该进行清洗，当两者的差值较大且达到指定值时就判定要对该过滤器4进行清洗，此时通过支架旋转驱动机构驱动过滤器支架8转动能带动被污染的过滤器4离开过滤区并通过过滤器4清洗组件对其进行清洗，同时还会带动备用的过滤器4进入过滤器4继续进行过滤作业，由此可更好地满足实际需求。
[0039]
作为优选的一种技术方案，所述主控模块9还连接有无线模块17。在本实施例中，无线模块17搭载在主控模块9上，利用无线模块17能将烟气颗粒物的检测结果传输至后台终端或者电子显示屏，可很好地实现远程监测。
[0040]
作为优选的一种技术方案，所述进气管路2上设有烟气加热装置18。在本实施例中，通过在进气管路2上增设烟气加热装置18能在采集到的烟气进入进气室3之前对烟气加热脱水，可有利于提高烟气颗粒物浓度的测量精度。
[0041]
本实施例还公开一种烟气颗粒物浓度在线监测方法，通过采用上述任一实施例中的烟气颗粒物浓度在线监测装置实施该方法，该方法包括：
[0042]
通过采样探头1采集烟气，并通过进气管路2将烟气通入进气室3；
[0043]
该步骤用于实现烟气采集，具体实施时可在进气管路2增设烟气加热装置 18对烟气加热脱水。
[0044]
烟气经过进气室3后通向过滤器4，以过滤器4孔尺寸大小控制通过过滤器 4烟气颗粒物的大小；
[0045]
该步骤用于过滤烟气，通过玻璃纤维膜过滤器4捕捉过滤烟气中的烟气颗粒物，过滤器4膜孔尺寸大小控制通过过滤器4烟气颗粒物的大小，以pm2.5 为例，pm2.5颗粒直径为2.5μm，因此为了捕捉pm2.5的烟气颗粒物，则纤维膜的膜孔应小于2.5μm*2.5μm。
[0046]
通过摄像机12拍摄过滤器4的图像，并通过照明系统13为摄像机12提供光源，过滤器4捕捉到的烟气颗粒物在图像上显示为黑点；
[0047]
该步骤主要通过摄像机12拍摄过滤器4图像，并通过多光源照明系统13 很好地为摄像机12提供光源。
[0048]
摄像机12将拍摄的图像传输至主控模块9，经图像识别处理提取出黑点的直径并统计同一直径黑点的个数，在检测时间t内提取出的直径为d的黑点个数为h，直径为d的黑点对应颗粒物单个粒子的质量为m，则h*m就表示在检测时间t内被检测烟气中直径为d的黑点对应颗粒物的总质量；
[0049]
该步骤主要用于烟气颗粒物的识别检测，摄像机12将拍摄的图像传输至主控模块
9，经图像识别算法的图像识别处理提取出黑点的直径并统计同一直径黑点的个数，取直径d为2.5μm，设检测时间t内共提取出n个黑点，其中直径为2.5μm的黑点个数为h个，直径为2.5μm的颗粒物单个粒子的质量为m，则检测时间t内被检测烟气中pm2.5的质量为h*m。
[0050]
烟气经过过滤器4后进入出气室5，利用空气泵6对检测过的烟气进行抽取，被检测过的烟气经过回流管路7流入烟囱19中，被检测烟气的体积var＝fbump *t，其中fbump为空气泵6单位时间内抽取气体的体积，t为检测时间，在检测时间t内，直径为d的黑点对应颗粒物的浓度为h*m/var。
[0051]
该步骤通过空气泵6将检测过的烟气重新送回烟囱19中，并可计算得出目标烟气颗粒物的浓度，比如，取直径d为2.5μm时，其对应颗粒物的浓度就为 h*m/var。
[0052]
作为优选的一种技术方案，还包括：通过支架旋转驱动机构驱动过滤器支架8转动且过滤器支架8转动后能使一个过滤器4位于过滤区内，通过过滤器4 清洗组件对转动到过滤区之外的过滤器4进行清洗。在本实施例中，烟气颗粒物浓度在线监测方法还包括过滤器4的自动更换和清洗，监测产品长时间连续监测时，过滤器4易受到污染进而影响监测，通过支架旋转驱动机构驱动过滤器支架8转动能带动被污染的过滤器4离开过滤区并通过过滤器4清洗组件对其进行清洗，同时还会带动备用的过滤器4进入过滤器4继续进行过滤作业，采用上述技术方案能解决现有过滤器4频繁的人工标定或者定期更换问题，减少了后期设备维护的成本，可实现对烟气颗粒物浓度的连续在线监测，提高了监测设备的自动化、智能化程度，从而可以更好地满足实际需求。
[0053]
具体实施时，主控模块9包括但不限于树莓派，树莓派负责控制整个监测装置所有设备的状态，其主要控制压缩风机14的吹扫频率、步进电机20旋转角度和频率、摄像机12的开启/关闭、多光源照明系统13的光源组合和空气泵 6的启停等。具体实施时烟气颗粒物浓度在线监测装置还包括电源模块21，电源模块21主要为采样探头1、摄像机12、称重传感器16、空气泵6、压缩风机 14、步进电机20、树莓派等设备提供电源。所述的树莓派和电源模块21可参考现有技术，在此不做进一步说明。
[0054]
本实施例中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，在此不做进一步说明。
[0055]
各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利权保护范围内。
技术特征：1.一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，包括采样探头、进气管路、进气室、过滤器、出气室、空气泵、回流管路、拍摄单元、过滤器支架、支架旋转驱动机构、过滤器清洗组件和用于监测控制的主控模块，所述采样探头采集烟气后通过所述进气管路进入所述进气室，所述进气室上设有第一通气口，所述出气室连接所述空气泵，空气泵连接所述回流管路，所述出气室上设有正对所述第一通气口的第二通气口且第一通气口和第二通气口之间形成过滤区，所述过滤器支架上装设有至少两个所述过滤器且过滤器呈环形均匀排列，所述支架旋转驱动机构驱动所述过滤器支架转动且过滤器支架转动后能使所述过滤器位于所述过滤区内，所述拍摄单元用于拍摄过滤区内过滤器的图像并将拍摄的图像传输至所述主控模块进行图像识别处理，所述过滤器清洗组件用于对转动到所述过滤区之外的过滤器进行清洗。2.根据权利要求1所述的一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，所述拍摄单元包括摄像机和用于给摄像机提供光源的照明系统，所述摄像机安装在所述进气室内且摄像机正对所述第一通气口，所述摄像机配置有微距镜头，所述摄像机还连接所述主控模块，所述照明系统安装在所述出气室内且照明系统正对所述第二通气口。3.根据权利要求2所述的一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，所述照明系统为多光源照明系统，其包括三原色光源、紫外光源和红外光源，照明系统照明时变换采用单一光源或两种光源组合或三种光源组合。4.根据权利要求1所述的一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，所述过滤器采用玻璃纤维膜过滤器，所述过滤器清洗组件包括压缩风机和吹扫头，所述压缩风机产生的压缩空气通过所述吹扫头吹向待清洗的所述过滤器。5.根据权利要求4所述的一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，所述吹扫头采用伸缩式结构，吹扫头包括吹扫盘和可伸缩的吹扫管，吹扫管的一端连接所述压缩风机，另一端固定连接所述吹扫盘，吹扫盘远离吹扫管的一侧设有多个吹扫孔。6.根据权利要求4所述的一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，所述过滤器清洗组件还包括用于对所述过滤器进行称重的称重传感器，所述过滤器支架上固设有所述称重传感器且称重传感器的数量与所述过滤器的数量相同，所述称重传感器连接所述主控模块并将称重数据传输至所述主控模块进行运算处理。7.根据权利要求1所述的一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，所述主控模块还连接有无线模块。8.根据权利要求1所述的一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，所述进气管路上设有烟气加热装置。9.一种烟气颗粒物浓度在线监测方法，基于如权利要求1-8任一权利要求所述的烟气颗粒物浓度在线监测装置，其特征在于，包括：通过采样探头采集烟气，并通过进气管路将烟气通入进气室；烟气经过进气室后通向过滤器，以过滤器孔尺寸大小控制通过过滤器烟气颗粒物的大小；通过摄像机拍摄过滤器的图像，并通过照明系统为摄像机提供光源，过滤器捕捉到的烟气颗粒物在图像上显示为黑点；摄像机将拍摄的图像传输至主控模块，经图像识别处理提取出黑点的直径并统计同一直径黑点的个数，在检测时间t内提取出的直径为d的黑点个数为h，直径为d的黑点对应颗粒物单个粒子的质量为m，则h*m就表示在检测时间t内被检测烟气中直径为d的黑点对应
颗粒物的总质量；烟气经过过滤器后进入出气室，利用空气泵对检测过的烟气进行抽取，被检测过的烟气经过回流管路流入烟囱中，被检测烟气的体积var＝fbump*t，其中fbump为空气泵单位时间内抽取气体的体积，t为检测时间，在检测时间t内，直径为d的黑点对应颗粒物的浓度为h*m/var。10.根据权利要求9所述的一种烟气颗粒物浓度在线监测方法，其特征在于，还包括：通过支架旋转驱动机构驱动过滤器支架转动且过滤器支架转动后能使一个过滤器位于过滤区内，通过过滤器清洗组件对转动到过滤区之外的过滤器进行清洗。
技术总结本发明涉及一种烟气颗粒物浓度在线监测装置，包括采样探头、进气管路、进气室、过滤器、出气室、空气泵、回流管路、拍摄单元、过滤器支架、支架旋转驱动机构、过滤器清洗组件和用于监测控制的主控模块，进气室上设第一通气口，出气室上设第二通气口且第一通气口和第二通气口之间形成过滤区，过滤器支架上装设至少两个过滤器且过滤器呈环形排列，支架旋转驱动机构驱动过滤器支架转动且过滤器支架转动后能使过滤器位于过滤区内，拍摄单元用于拍摄过滤区内过滤器的图像并将图像传输至主控模块进行图像识别处理，过滤器清洗组件用于对转动到过滤区之外的过滤器进行清洗。本发明能解决现有过滤器频繁的人工标定或者定期更换问题，可更好地满足需求。更好地满足需求。更好地满足需求。
技术研发人员：周金 雷平 牛晖 张建涛 章才华
受保护的技术使用者：中冶南方都市环保工程技术股份有限公司
技术研发日：2022.07.20
技术公布日：2022/11/1
