基于粉尘传感器的自动吸附除尘方法简介

2020-11-23李海培吴思文刘超龙合肥工业大学安徽合肥230009

安徽建筑 2020年11期

李海培，吴思文，刘超龙（合肥工业大学，安徽合肥 230009）

0 前言

建筑施工、房屋拆除、材料装卸堆放以及施工车辆往来，常常引起工地、道路扬尘，产生大量颗粒物，且有时附着有毒金属、致癌物质和致病菌等，其扩散对周围环境会造成很大污染，临边降尘除尘十分有必要性。但是目前人们普遍聚焦于施工场地内部的除尘，对于工地临边外的污染缺少关注。目前国内施工工地普遍设置的围挡或临边防护栏，虽然具有阻隔外部人员进入、保护施工安全、减少建筑材料对工地外造成破坏等作用，但是粉尘依然可以顺利地穿过或绕过围挡或临边防护栏向外扩散，对外部环境带来污染，见图1，产生恶劣的社会影响。近年来，国内工地采用的围挡或临边喷淋降尘方法，不仅工艺复杂、技术要求高、成本大，而且喷淋降尘产生大量地面滞水对工地施工造成影响。因此，研究设计一种成本低廉、使用方便，既能有效降尘又能不影响场地内施工的降尘方法和装置很有必要。

图1 工地粉尘向外扩散

1 设计原理

环境空气颗粒物（粒径小于等于10μm）污染物的浓度限值国家标准如下表所示，而在建筑施工场地产生的颗粒物浓度高达 200μg/m3～300μg/m3。为使建筑工地颗粒物浓度控制在二级范围内，则必须将浓度减少到150μg/m3以下。

颗粒物（粒径≤10μm）污染的浓度限值(μg/m3)

1.1 自动吸附除尘设计

自动吸附除尘，是将除尘装置安装于围挡或临边防护栏之上。粉尘进口面向场内，按照场地内粉尘产生情况，每隔一段距离安装一台，见图2。装置上的灰尘监测仪实时监测附近的粉尘浓度，当附近粉尘浓度超过一定值时，粉尘传感器感知并发射信号，启动装置内抽风机吸尘系统，吸附围挡或临边场地内的施工粉尘，直至装置附近粉尘浓度低于一定值，风机吸尘停止。根据装置内积灰情况，及时清理装置，见图3。

图2 除尘装置与临边防护栏

图3 自动吸附除尘流程框图

1.2 粉尘传感原理

微粒在光的照射下会产生光的散射现象，粉尘的散射光强度正比于质量浓度。该散射光经过光电转换器转换成光电流，经主控板的光电流积分电路转换成与散射光强成正比的光电脉冲数，计算脉冲数即可测出粉尘的相对质量浓度。当粉尘质量浓度达到一定值时，粉尘传感器向抽风机自动控制系统发射信号，启动抽风机吸尘系统。

2 自动吸附除尘装置介绍

2.1 装置构造

装置外形尺寸为宽0.5m×高0.8m×厚0.3m的长方体除尘箱，采用高强度耐蚀铝合金材料制作。其靠近施工场地的一侧开有容置腔，容置腔内竖直设置可插拔的收尘袋和隔尘网，分别位于靠近除尘箱开口处与箱体中后方，在箱体前方表面处安装的灰尘监测仪，其核心部件—粉尘传感器与其他部件进行电路连接。防尘箱面板由质地坚硬、抗冲击性强的铝合金材料制成，网眼相对较稀疏，用以阻拦较大的砂粒及其他杂物进入箱内；收尘袋由可重复使用的布袋或者一次性的纸袋做成；隔尘网由网眼较为密集纱网制成的粉尘滤网及其表面均匀铺设的若干竖直海绵条组成，海绵条间距0.2m，规格均为0.03m×0.35m，厚度约为0.01m，见图4。

2.2 装置工作

第一步：装置启动，灰尘监测仪实时检测。当自动吸附除尘装置附近产生的灰尘浓度达到200μg/m3时，灰尘监测仪中的粉尘传感器感知并向该装置的抽风机发出启动信号。第二步：内置抽风机启动，开始吸尘。5秒钟内抽风机启动，开始吸尘作业。含有粉尘的空气被吸入→第一层隔尘网（除尘箱面板）阻挡较大的颗粒、杂物→通过的粉尘进入收尘袋→第二层隔尘网吸附漂浮粉尘。第三步：灰尘监测仪继续检测。当周边颗粒物浓度超过150μg/m3→粉尘传感器感知继续向风机发出吸尘信号，重复以上吸尘过程。第四步：完成降尘，停机。当周边颗粒物浓度小于150μg/m3→粉尘传感器感知并向风机发出信号，风机停机，完成降尘。阻止了粉尘向外扩散。