氣體傳感器在油煙在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、氣體傳感器在油煙在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著餐飲業(yè)的迅猛發(fā)展，產(chǎn)生的環(huán)境污染問題日益突出：油煙投訴案件近年來已成為環(huán)保投訴的熱點(diǎn)；餐飲業(yè)油煙也是PM2.5的主要成因之一；餐飲業(yè)油煙廢氣正和工業(yè)廢氣、機(jī)動車尾氣一起，被視為大氣中的三大“污染殺手”，對人體身心健康危害極大。國家環(huán)保部部嚴(yán)令要要求全國國各省、市市、自治治區(qū)。直直轄市環(huán)環(huán)境保護(hù)護(hù)局（廳廳）和環(huán)環(huán)境保護(hù)護(hù)重點(diǎn)城城市環(huán)境境保護(hù)局局將油煙煙污染問問題列入入正常環(huán)環(huán)境管理理工作范范圍。按按照飲飲食業(yè)油油煙排放放標(biāo)準(zhǔn)，限限制餐飲飲企業(yè)的的油煙最最高允許許排放濃濃度和油油煙凈化化設(shè)施的的最低去去除效率率。眾所周知，油油煙是指指食物烹烹飪、加加工過程程

2、中揮發(fā)發(fā)的油脂脂、有機(jī)機(jī)質(zhì)及其其加熱分分解或裂裂解產(chǎn)物物。烹調(diào)調(diào)時，食食用油和和食物在在高溫條條件下，產(chǎn)產(chǎn)生的大大量熱氧氧化分解解產(chǎn)物，主主要由細(xì)細(xì)顆粒物物和氣態(tài)態(tài)物質(zhì)(揮發(fā)性性和半揮揮發(fā)性有有機(jī)化合合物)組組成，其其中部分分分解產(chǎn)產(chǎn)物以煙煙霧形式式散發(fā)到到空氣中中，形成成油煙。當(dāng)當(dāng)溫度達(dá)達(dá)到食用用油的發(fā)發(fā)煙點(diǎn)1170時，出出現(xiàn)初期期分解的的藍(lán)煙霧霧，隨著著溫度繼繼續(xù)升高高，分解解速度加加快，當(dāng)當(dāng)溫度達(dá)達(dá)2500時，出出現(xiàn)大量量油煙，并并伴有刺刺鼻的氣氣味。污染源主要要來自燃燃料的燃燃燒和炒炒菜鍋內(nèi)內(nèi)的油煙煙氣，產(chǎn)產(chǎn)生的有有害物種種類多，毒毒性大，像像CO、SSO2、CCO2、NNOx、丙丙烷

3、、丙丙烯、丁丁烷、丁丁烯、戊戊烷、硫硫化氫、煙煙塵、臭臭氣、熱熱氣、多多環(huán)芳烴烴及強(qiáng)致致癌物（如如苯并蓖蓖、氡等等），即即使用些些電炊具具，也會會產(chǎn)生大大量的氮氮氧化。這這些有害害物的濃濃度大大大超過國國家規(guī)定定的居民民區(qū)大氣氣衛(wèi)生標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，少少則3-5倍，多多則1000倍之之多。油煙污染物物成分比比較復(fù)雜雜，既有有油脂、蛋蛋白質(zhì)和和原料等等在受熱熱條件下下進(jìn)行物物理化學(xué)學(xué)反應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)生的有有機(jī)煙氣氣，也有有加熱操操作過程程中，油油料物料料液滴濺濺裂所分分解、氧氧化、聚聚合的高高分子化化合物，再再與燃燒燒煙氣混混合，形形成氣態(tài)態(tài)、液態(tài)態(tài)和固態(tài)態(tài)的三類類污染。研究表明，油油煙氣組組成化合合物至少少有3

4、000多種種，其中中含有多多種有害害化合物物。油煙煙中主要要有脂肪肪酸、烷烷烴、烯烯烴、醛醛、酮、醇醇、酯、芳芳香化合合物和雜雜環(huán)化合合物等，具具體隨所所選用的的烹調(diào)油油種類、操操作條件件、操作作規(guī)模及及操作溫溫度等的的不同有有很大差差異。除除此之外外，廚房房燃料在在燃燒或或不完全全燃燒時時也會產(chǎn)產(chǎn)生大量量的有害害氣體，如如CO、CCO2、NNOx、SSO2及及顆粒物物等。油煙濃度在在線監(jiān)控控系統(tǒng)原原理在油煙的傳傳感器測測量方面面，和多多家國外外專業(yè) HYPERLINK /category_11.html 氣氣體傳感感器廠家家進(jìn)行了了深入合合作。根根據(jù)提供供的研究究數(shù)據(jù)，對對相關(guān)氣氣體傳感感器

5、的參參數(shù)配置置提出了了特別的的要求，生生產(chǎn)廠家家對氣體體傳感器器的參數(shù)數(shù)配置進(jìn)進(jìn)行了優(yōu)優(yōu)化設(shè)計計。同時時，采用用多個氣氣體傳感感器一起起協(xié)同工工作，而而每個氣氣體傳感感器都針針對油煙煙的一部部分特性性做了特特別優(yōu)化化，當(dāng)多多個傳感感器一起起協(xié)同工工作時，就就能有效效測量油油煙內(nèi)包包含的各各種成分分，從而而保證了了油煙濃濃度測量量結(jié)果的的準(zhǔn)確可可靠。RRTU模模塊對油油煙濃度度探測儀儀采集到到的各種種油煙信信號進(jìn)行行綜合計計算和分分析，并并根據(jù)國國標(biāo)測量量結(jié)果進(jìn)進(jìn)行校準(zhǔn)準(zhǔn)后得到到最終油油煙濃度度，結(jié)果果準(zhǔn)確可可靠。根據(jù)研究結(jié)結(jié)果，各各種不同同菜系所所生成的的油煙濃濃度范圍圍各不相相同，油油煙成分

6、分有很大大區(qū)別，為為了能夠夠有效的的測量油油煙濃度度，需要要采用多多個氣體體傳感器器進(jìn)行協(xié)協(xié)同工作作，通過過對多個個氣體傳傳感器的的采樣結(jié)結(jié)果進(jìn)行行綜合分分析，建建立相對對應(yīng)的數(shù)數(shù)學(xué)模型型，才能能夠比較較準(zhǔn)確的的計算出出油煙濃濃度。實(shí)實(shí)際應(yīng)用用中，需需要根據(jù)據(jù)不同的的地域特特色，針針對不同同的典型型油煙特特點(diǎn)，選選用不同同的傳感感器組合合，以及及對傳感感器的參參數(shù)做不不同的調(diào)調(diào)校配置置，配以以不同的的分析方方法和數(shù)數(shù)學(xué)模型型，才能能夠得到到最準(zhǔn)確確的計算算結(jié)果。根據(jù)GB 184483-20001飲飲食業(yè)油油煙排放放標(biāo)準(zhǔn)，油油煙濃度度的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)測量方方法為紅紅外分光光光度法法。此標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定了油煙

7、煙的含量量測量方方法主要要是監(jiān)測測油煙中中的有機(jī)機(jī)成分，油油煙濃度度在線監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)對油煙煙的研究究都是以以此標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為依據(jù)據(jù)。圖 4-11為示意意圖，以以藍(lán)色代代表實(shí)際際油煙各各種成分分和綜合合總量，紅紅色代表表標(biāo)準(zhǔn)油油煙測量量方法能能夠測量量的范圍圍，紅色色與藍(lán)色色的交集集代表了了標(biāo)準(zhǔn)測測量方法法的測量量結(jié)果，綠綠色和黃黃色分別別代表氣氣體傳感感器，綠綠色和黃黃色各覆覆蓋一部部分藍(lán)色色，表示示各能測測量一部部分油煙煙成分，同同時也各各與紅色色有一部部分交集集，表示示各自的的測量結(jié)結(jié)果都與與標(biāo)準(zhǔn)測測量結(jié)果果有相關(guān)關(guān)性。最最終得到到的油煙煙濃度才才能夠更更準(zhǔn)確。圖 4-11很容易易看出，使使用單

8、個個氣體傳傳感器測測量油煙煙濃度的的誤差會會比較大大，測量量結(jié)果有有很大的的不確定定性。即即使在濃濃度相同同的情況況下，不不同條件件下產(chǎn)生生的油煙煙成分區(qū)區(qū)別也很很大，而而每一種種氣體傳傳感器都都有特定定的氣體體種類探探測范圍圍，對每每種可探探測氣體體又有不不同的敏敏感度和和特征系系數(shù)。這這樣，測測量結(jié)果果就會有有比較大大的分散散性，對對比標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)油煙測測量方法法，就會會出現(xiàn)對對某些情情況下產(chǎn)產(chǎn)生的油油煙測量量比較準(zhǔn)準(zhǔn)確，對對另一些些情況下下產(chǎn)生的的油煙測測量結(jié)果果出現(xiàn)較較大差別別，從而而產(chǎn)生較較大的誤誤差。由于氣體傳傳感器的的測量通通常與環(huán)環(huán)境溫度度和濕度度有關(guān)，因因而在具具體測量量時常需需要

9、同時時監(jiān)測氣氣體溫度度和濕度度。為了了準(zhǔn)確計計算濃度度和油煙煙排放總總量，還還可能需需要測量量氣壓、風(fēng)風(fēng)速、風(fēng)風(fēng)量等參參數(shù)。油煙濃度關(guān)關(guān)鍵氣體體傳感器器技術(shù)的的應(yīng)用目前市場上上可以選選擇的用用于測量量氣體濃濃度的傳傳感器型型號、種種類繁多多，測量量原理也也多種多多樣，這這就需要要進(jìn)行大大量的實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行行測試研研究。如如 HYPERLINK /1889.html 美國BBaseelinne的ppid氣氣體傳感感器和 HYPERLINK /143.html 英英國allphaasennse 的PIID氣體體傳感器器，其測測量原理理是：傳傳感器主主要由紫紫外線發(fā)發(fā)光管和和傳感部部件組成成，氣體體進(jìn)入

10、傳傳感器后后，被紫紫外線照照射并發(fā)發(fā)生電離離，電離離后的氣氣體成分分被傳感感單元監(jiān)監(jiān)測并轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成電電壓信號號輸出，電電壓值與與VOCC氣體濃濃度總量量（TVVOC）成成線性正正比關(guān)系系。又如如英國ccityy的 HYPERLINK /2195.html MICCROppeL 75 可燃?xì)鈿怏w傳感感器，采采用化學(xué)學(xué)催化方方法監(jiān)測測可燃?xì)鈿怏w。電電化學(xué)氣氣體傳感感器的工工作原理理是：采采用具有有催化活活性的金金屬，如如鉑涂覆覆在一層層透氣但但憎水的的薄膜上上作為電電極，被被測氣體體擴(kuò)散透透過多孔孔膜在其其上進(jìn)行行電化學(xué)學(xué)氧化或或還原反反應(yīng)，通通過電極極的熱力力學(xué)電位位與參考考電極上上的熱力力學(xué)電位位之間產(chǎn)產(chǎn)生電位位差，對對此電位位差進(jìn)行行測量可可以得到到氣體濃濃度。又又如日本本Figgaroo的 HYPERLINK /116.html TGGS26600 gass seensoor，其其測量原原理是：傳感器器主要由由傳感部部件和加加熱部件件構(gòu)成，傳傳感部件件是一種種金屬氧氧化物半半導(dǎo)體材材料。加加熱部件件在特定定的電壓壓和電流流條件下下，將傳傳感部件件加熱到到一定的的高溫，