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一种控制电路、气体处理装置及控制方法

申请号 CN202410116736.9 申请日 2024-01-29 公开(公告)号 CN117647948B 公开(公告)日 2024-04-30
申请人 浙江大维高新技术股份有限公司; 发明人 翁林钢; 苑举林; 罗安飞; 戚科技; 周方智; 徐成钢;
摘要 本 申请 涉气体处理技术领域,解决了 现有技术 中通过 氧 化性或 吸附 性材料处理窨井废气时存在的材料易饱和失效、维护难度大、维护成本高的问题,公开了一种控制 电路 、气体处理装置及控制方法。该控制电路包括控 制芯 片、 开关 电路、Buck电路、第二IGBT元件、RCD吸收回路、第一脉冲 变压器 以及脉冲电浆反应器,该电路体积小、调压 精度 高、纹波系数小,便于后级高精度控制;大功率脉冲发生电路采用叠层母排结构,极大降低了线路电感量,从而减小了脉冲宽度,使得气体不易出现击穿现象,从而增加了气体处理的 稳定性 和工况适应性。
权利要求

1.一种气体处理装置,其特征在于,包括:进气管、过滤装置、反应装置、吸附净化装置和液位传感装置;
所述进气管的一端与所述反应装置连接,所述进气管的另一端延伸至密闭的窨井内且与窨井内的液位保持一定的距离,所述进气管的游离端包括在所述液位传感装置的应作用下发生形变的挠性结构,所述进气管与所述反应装置之间还连接有过滤装置,且所述进气管、过滤装置、反应装置和吸附净化装置的内部依次连通,脉冲电浆反应器用于在所述反应装置内部形成脉冲电浆反应区,所述液位传感装置用于检测窨井内液位高度;
当窨井内液面上升时,窨井内压强增加,废气从进气管依次进入前端的过滤装置、反应装置和吸附净化装置,最后进行排放;
当窨井内液面下降时,窨井内压强下降,外部的空气经过吸附净化装置进入到反应装置内,空气经过脉冲电浆反应器的电离后产生臭,臭氧经过过滤装置和进气管进入到窨井内部,以利用臭氧在窨井内进行消杀除臭。
2.根据权利要求1所述的一种气体处理装置,其特征在于:所述脉冲电浆反应器通过太阳能供电系统进行供电,其中,所述太阳能供电系统用于输出脉冲形式的可调电压
3.一种控制电路,其特征在于,包括如权利要求1‑2中任一项所述的气体处理装置,所述控制电路用于为所述脉冲电浆反应器进行供电,所述控制电路还包括控制芯片、开关电路、Buck电路、第二IGBT元件、RCD吸收回路、第一脉冲变压器以及脉冲电浆反应器;
开关电路,所述开关电路的一侧连接电源,所述开关电路的另一侧连接全桥式整流器
Buck电路,所述Buck电路包括第二电容和用于调节第二电容两端电压的第一IGBT元件,所述第一IGBT元件的集电极与全桥式整流器的第一输出端电性连接,所述第一IGBT元件的发射极与二极管一的负极电性连接,所述二极管一与第二电感以及第二电容组成串联回路;
第二IGBT元件,所述第二IGBT元件与所述第二电容并联,且所述第二IGBT元件的集电极与所述第二电容之间串联有第三电感;
RCD吸收回路,所述RCD吸收回路并联在所述第二IGBT元件的发射极和集电极两端;
所述第一脉冲变压器的低压包与所述RCD吸收回路的两端连接,所述第一脉冲变压器的高压包与所述脉冲电浆反应器连接,所述第二IGBT元件、第一谐振电容与第一脉冲变压器的低压包串联,其中,所述第一脉冲变压器的低压包采用利兹线绕制,所述第一脉冲变压器的高压包采用多层绝缘高压利兹线绕制,第一脉冲变压器的高压包与低压包均采用骨架支撑,且第一脉冲变压器的高压包与低压包之间预留有安全绝缘间隙;
所述开关电路、第一IGBT元件的栅极和第二IGBT元件的栅极均与控制芯片电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种控制电路,其特征在于:所述第一IGBT元件的工作方式为定频调宽,所述第一IGBT元件的工作频率不低于100MHz。
5.根据权利要求4所述的一种控制电路,其特征在于:所述开关电路包括多个与控制芯片电性连接的接触器,所述接触器用于控制电源与全桥式整流器之间电路的通断,其中,所述接触器均与控制芯片电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种控制电路,其特征在于:所述RCD吸收回路包括吸收电阻、吸收二极管以及吸收电容,所述吸收电阻和吸收二极管并联后与所述吸收电容串联。
7.根据权利要求3所述的一种控制电路,其特征在于:还包括滤波电路,所述滤波电路包括第一电感和第一电容,所述第一电感和第一电容与所述全桥式整流器的第一输出端和第二输出端形成闭合回路。
8.一种控制方法,用于控制如权利要求1‑2任意一项所述的气体处理装置,其特征在于,所述控制方法包括:
获取液位传感装置所检测到的窨井内的液位高度数据;
根据所述液位高度数据计算一定时间内的液位变化量,并根据所述液位变化量对所述脉冲电浆反应器进行调控;
若液位变化量小于预设的阈值,则无需控制脉冲电浆反应器工作;
若液位变化量大于预设的阈值,则控制脉冲电浆反应器工作,且脉冲电浆反应器的功率随液位变化量的增大而增大。

说明书全文

一种控制电路、气体处理装置及控制方法

技术领域

[0001] 本申请涉及气体处理技术领域,尤其涉及一种控制电路、气体处理装置及气体处理方法。

背景技术

[0002] 城市生活排系统主要由化粪池、输送管道、各类检查井、站和污水处理厂等单元组成,是城市的一项基础设施,为城市的正常运转提供了重要支撑。其中检查井俗称"窨井",是城市管网连接的汇合枢纽,便于定期检查、清洁和疏通。随着社会的不断发展,人们对于生活环境的要求也越来越高。现有市政检查井特别是污水检查井存在大量高活性的生物,污水中的微生物不断发生着增殖、适应及选择等物理、化学和生物过程,并在原污水中不断诱导出活性很强的微生物群落,使污水中的有机物持续地发生降解。污水中有机物持续降解过程也是城市排水系统中废气持续产生的过程,有机污染物的好或厌氧生物降解都会产生温室气体CO2,厌氧条件下,污水中有机质分解在甲烧菌作用下产生甲烧,含有蛋白质的生活污水由硫酸盐还原菌分解产生毒性气体H2S,细菌分解污水有机质中的基酸还会产生NH3,同时在有机质分解过程中还会产生一些挥发性有机气体如氢化合物、含氧类等。
[0003] 恶臭气体从检查井顶部大量溢出。给附近空气环境造成污染,严重影响附近居民生活。检查井废气外溢污染环境的问题尚无很好的解决办法。检查井特别是污水检查井需要有排气功能,以免内部恶臭气体大量累积造成危险,所以检查井不能采取密闭完全密闭的方式。
[0004] 恶臭废气的产排具有时段性,体现在一天之内的用水高峰时段和低峰时段,也体现在一周之内工作日和非工作日的区别:在用水高峰时段,各种恶臭废气的产排量要明显高于用水低峰时段;降雨对合流制排水系统中特征废气的产排具有较大影响,而对分流制排水系统无影响;排水系统中跌水井内因污水紊流程度较高,有利于废气从液相到气相的扩散,导致排水系统中废气的产排量增大。
[0005] 窨井大多设置在公园里或者路边。常规除臭设备体积大,占地面积也大,与周围环境格格不入。废气基本上处于无处理措施状态。有些人会用氧化性材料或者是吸附材料去处理废气。但是这些材料易吸附饱和,从而失效。更换次数频繁,累积费用大,人工费用大,而且吸收了废气的处理可能还存在二次污染,需要委托专的公司进行处理,成本巨大。对于吸附饱和的材料或者是失效的材料往往不能第一时间发现,因此居民投诉并未减少。发明内容
[0006] 基于此,本申请为解决现有技术中通过氧化性或吸附性材料处理窨井废气时存在的材料易饱和失效、维护难度大、维护成本高的问题,提供了一种控制电路、气体处理装置及控制方法。
[0007] 第一方面,提供了一种控制电路,包括:控制芯片、开关电路、Buck电路、第二IGBT元件、RCD吸收回路、第一脉冲变压器以及脉冲电浆反应器;
[0008] 开关电路,所述开关电路的一侧连接电源,所述开关电路的另一侧连接全桥式整流器
[0009] Buck电路,所述Buck电路包括第二电容和用于调节第二电容两端电压的第一IGBT元件,所述第一IGBT元件的集电极与全桥式整流器的第一输出端电性连接,所述第一IGBT元件的发射极与二极管一的负极电性连接,所述二极管一与第二电感以及第二电容组成串联回路;
[0010] 第二IGBT元件,所述第二IGBT元件与所述第二电容并联,且所述第二IGBT元件的集电极与所述第二电容之间串联有第三电感;
[0011] RCD吸收回路,所述RCD吸收回路并联在所述第二IGBT元件的发射极和集电极两端;
[0012] 所述第一脉冲变压器的低压包与所述RCD吸收回路的两端连接,所述第一脉冲变压器的高压包与所述脉冲电浆反应器连接,所述第二IGBT元件、第一谐振电容与第一脉冲变压器的低压包串联;
[0013] 所述开关电路、第一IGBT元件的栅极和第二IGBT元件的栅极均与控制芯片电性连接。
[0014] 进一步的,所述第一IGBT元件的工作方式为定频调宽,所述第一IGBT元件的工作频率不低于100MHz。
[0015] 进一步的,所述开关电路包括多个与控制芯片电性连接的接触器,所述接触器用于控制电源与全桥式整流器之间电路的通断,其中,所述接触器均与控制芯片电性连接。
[0016] 进一步的,所述RCD吸收回路包括吸收电阻、吸收二极管以及吸收电容,所述吸收电阻和吸收二极管并联后与所述吸收电容串联。
[0017] 进一步的,所述第一脉冲变压器的低压包采用利兹线绕制,所述第一脉冲变压器的高压包采用多层绝缘高压利兹线绕制,第一脉冲变压器的高压包与低压包均采用骨架支撑,且第一脉冲变压器的高压包与低压包之间预留有安全绝缘间隙。
[0018] 可选的,还包括滤波电路,所述滤波电路包括第一电感和第一电容,所述第一电感和第一电容与所述全桥式整流器的第一输出端和第二输出端形成闭合回路。
[0019] 第二方面,提供一种气体处理装置,包括:进气管、过滤装置、反应装置、吸附净化装置和液位传感装置;
[0020] 所述进气管的一端与所述反应装置连接,所述进气管的另一端延伸至密闭的窨井内且与窨井内的液位保持一定的距离,所述进气管与所述反应装置之间还连接有过滤装置,且所述进气管、过滤装置、反应装置和吸附净化装置的内部依次连通,所述脉冲电浆反应器用于在所述反应装置内部形成脉冲电浆反应区,所述液位传感装置用于检测窨井内液位高度,其中,所述脉冲电浆反应器通过如第一方面中任意一种实现方式中所述的控制电路进行供电。
[0021] 进一步的,所述进气管的游离端包括在所述液位传感装置的应作用下发生形变的挠性结构。
[0022] 可选的,所述脉冲电浆反应器通过太阳能供电系统进行供电,其中,所述太阳能供电系统用于输出脉冲形式的可调电压。
[0023] 第三方面,提供了一种控制方法,用于控制如第二方面中的任意一种实现方式中所述的气体处理装置,所述控制方法包括:
[0024] 获取液位传感装置所检测到的窨井内的液位高度数据;
[0025] 根据所述液位高度数据计算一定时间内的液位变化量,并根据所述液位变化量对所述脉冲电浆反应器进行调控;
[0026] 若液位变化量小于预设的阈值,则无需控制脉冲电浆反应器工作;
[0027] 若液位变化量大于预设的阈值,则控制脉冲电浆反应器工作,且脉冲电浆反应器的功率随液位变化量的增大而增大。
[0028] 本申请具有以下有益效果:
[0029] 1、在本申请中采用Buck电路调压,电路体积小、调压精度高、纹波系数小,便于后级高精度控制;大功率脉冲发生电路,采用叠层母排结构,极大降低了线路电感量,从而减小了脉冲宽度;第一脉冲变压器采用特殊工艺绕制,高压包、低压包之间完美匹配,既保证了输出可靠性,又有效降低了低压包漏感量,从而进一步减小了脉冲宽度,使得气体不易出现击穿现象,从而增加了气体处理的稳定性和工况适应性,另外,脉冲电源与脉冲电浆除臭技术一体化设备内部放电极接地极相匹配,能够克服臭气高含水率易放电的问题;
[0030] 2、在本申请中废气通过前端的过滤装置去除气体中带的小飞虫、粉尘、水雾等这种杂质,然后进入反应装置,在脉冲电浆反应区内,恶臭气体分子、氧气和水被高能粒子轰击,使分子电离成离子态并重新组合成无害物质从而达到除臭目的;最后经过吸附净化装置吸收或过滤,将少量剩余的臭气雾滴和臭气进行捕获,防止臭气雾滴气化后臭气分子逃逸,从而能够高效的对窨井中的臭气进行自动化处理,由于采用了电离技术能够大大的提高臭气处理效率和效果,不存在氧化性或吸附性材料所存在的材料易饱和失效问题,能够根据窨井内液位变化采用电离臭气除臭或电离空气产生臭氧除臭两种方式进行除臭,由窨井内液位变化产生的气压差来驱动气体的流动,无需吸入气体的动力源以达到节能效果,从而降低维护难度和成本;
[0031] 3、通过设置挠性结构,使得进气管的下端能够始终与窨井内的液面保持预设的距离,一方面,能够有效的防止窨井内液位上升而导致的液体进入进气管所导致的进气管堵塞,另一方面,在窨井内液位下降时,进气管下端口能够随着液位同步下降,使得反应装置内电离空气产生的臭氧能够排到靠近液面的空间中,从而能够使得液面冒出的臭气能够第一时间与臭氧接触并发生反应,进而能够有效的提高窨井内除臭的效果和效率;
[0032] 4、通过设置吸附净化装置,臭气成分波动时,波动高峰反应区可能残留的恶臭成分,可被吸附净化装置吸附固化;反之,在波动低谷氧化性成分无法全部参与反应,会出现氧化性成分溢出到吸附净化装置中情况,溢出的氧化性成分会与固化的臭气成分发生反应,除臭反应的同时,实现了吸附净化装置的再生,使得吸附净化装置保持长久有效的特性。
[0033] 应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。附图说明
[0034] 附图用于更好地理解本方案,不构成对本申请的限定。其中:
[0035] 图1是根据本申请实施例1的控制电路图;
[0036] 图2是根据本申请实施例2和3的气体处理装置的结构示意图;
[0037] 图3是根据本申请实施例2和3的气体处理装置的安装示意图;
[0038] 图4是根据本申请实施例3的气体处理装置的太阳能供电系统的电路图;
[0039] 图5是根据本申请实施例4的控制方法的流程图
[0040] 图6是根据本申请实施例6的电子设备的内部结构示意图。
[0041] 附图标记:
[0042] 1、电源;2、开关电路;3、全桥式整流器;4、第一电感;5、第一电容;6、第一IGBT元件;7、第二电感;8、二极管一;9、第二电容;10、第三电感;11、第二IGBT元件;12、吸收电阻;13、吸收二极管;14、吸收电容;15、第一谐振电容;16、第一脉冲变压器;17、脉冲电浆反应器;18、控制芯片;19、进气管;20、过滤装置;21、反应装置;22、吸附净化装置;23、液位传感装置;24、挠性结构;25、出气管;26、太阳能供电系统;27、光伏板;28、滤波电容;29、第四电感;30、第一开关管;31、二极管二;32、输出电容;33、第五电感;34、电池组;35、第二开关管;36、二极管三;37、第六电感;38、第三开关管;39、二极管四;40、母线电容;41、第七电感;
42、第四开关管;43、第二谐振电容;44、第二脉冲变压器。

具体实施方式

[0043] 以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明,其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本申请的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0044] 实施例1
[0045] 如图1所示,本申请实施例1所涉及的一种控制电路,包括:控制芯片18、开关电路2、Buck电路、第二IGBT元件11、RCD吸收回路、第一脉冲变压器16以及脉冲电浆反应器17;
[0046] 开关电路2,所述开关电路2的一侧连接电源1,所述开关电路2的另一侧连接全桥式整流器3,其中,电源1采用AC220V供电,AC220V交流电经过全桥式整流器3后变成直流电。
[0047] 具体的,开关电路2包括多个与控制芯片18电性连接的接触器,所述接触器用于控制电源1与全桥式整流器3之间电路的通断,其中,所述接触器均与控制芯片18电性连接。
[0048] 为了得到稳定的直流电压,在全桥式整流器3的输出端设置有滤波电路,其中,滤波电路包括第一电感4和第一电容5,所述第一电感4和第一电容5与所述全桥式整流器3的第一输出端和第二输出端形成闭合回路。
[0049] Buck电路,所述Buck电路包括第二电容9和用于调节第二电容9两端电压的第一IGBT元件6,所述第一IGBT元件6的集电极与全桥式整流器3的第一输出端电性连接,所述第一IGBT元件6的发射极与二极管一8的负极电性连接,所述二极管一8与第二电感7以及第二电容9组成串联回路;
[0050] 需要说明的是,第一IGBT元件6的工作方式为定频调宽,第一IGBT元件6的工作频率不低于100MHz,在优选的实施例中,第一IGBT元件6的工作频率可以为150MHz,第一IGBT元件6用以调节第二电容9两端的电压值;经Buck电路调压后,在第二电容9两端得到的电压值在本实施例中被定义为一次电压。
[0051] 第二IGBT元件11,所述第二IGBT元件11与所述第二电容9并联,且所述第二IGBT元件11的集电极与所述第二电容9之间串联有第三电感10,第三电感10的作用是通直隔交,第二IGBT元件11是主要的开关器件,第二IGBT元件11的工作频率和开通时间均由控制芯片18给定的信号决定;
[0052] RCD吸收回路,所述RCD吸收回路并联在所述第二IGBT元件11的发射极和集电极两端,具体的,RCD吸收回路包括吸收电阻12、吸收二极管13以及吸收电容14,所述吸收电阻12和吸收二极管13并联后与所述吸收电容14串联,其中,RCD吸收回路的作用是用来吸收电路中的过电压,从而达到保护第二IGBT元件11的目的;
[0053] 所述第一脉冲变压器16的低压包与所述RCD吸收回路的两端连接,所述第一脉冲变压器16的高压包与所述脉冲电浆反应器17连接,所述第二IGBT元件11、第一谐振电容15与第一脉冲变压器16的低压包串联;
[0054] 需要说明的是,第一脉冲变压器16包括与第二IGBT元件11连接的低压包和与脉冲电浆反应器17连接的高压包,在第二IGBT元件11开通时,构成LC振荡回路,第一脉冲变压器16的低压包采用利兹线绕制,所述第一脉冲变压器16的高压包采用多层绝缘高压利兹线绕制,第一脉冲变压器16的高压包与低压包均采用骨架支撑,且第一脉冲变压器16的高压包与低压包之间预留有安全绝缘间隙,即为了保证第一脉冲变压器16的高压包与低压包之间不发生击穿,需要在第一脉冲变压器16的高压包与低压包之间预留合适的安全绝缘距离,并且可以在第一脉冲变压器16的高压包与低压包之间设置绝缘材料,以保证绝缘强度。
[0055] 所述开关电路2、第一IGBT元件6的栅极和第二IGBT元件11的栅极均与控制芯片18电性连接,其中,开关电路2的通断、以及第一IGBT元件6和第二IGBT元件11均受控制芯片18的控制,示例性的,控制芯片18采用DSP芯片F28335为控制核心单元,本实施例的其他外围电路包括IGBT驱动电路、DI/DO数字量输入输出模、模拟量采样电路、通讯电路等。所述DSP芯片时钟频率高达150MHz,数据采集及处理速度极快,内置自主开发的嵌入式控制程序,可以达到定制化的高精度控制,从而能够满足本实施例对于控制芯片18的需求。
[0056] 需要说明的是,本实施例中所提供的输出电源1功率一般为200W,输出电压在5‑10V之间且可调,且以脉冲的形式进行输出,频率在0‑5000Hz之间且可调,脉冲宽度<1us,上升沿<300ns。根据气体击穿理论,施加的电压脉宽越窄,击穿电压越高,也就是说气体可以承受的电压越高,相同电压下,脉宽越窄越不易发生气体击穿现象,即设备运行稳定性和工况适应性越好。具备更小的上升沿时间,才有可能得到更窄的脉冲宽度。
[0057] 在本实施例中,采用Buck电路调压,电路体积小、调压精度高、纹波系数小,便于后级高精度控制;采用大功率脉冲发生电路,采用叠层母排结构,极大降低了线路电感量,从而减小了脉冲宽度;第一脉冲变压器16采用特殊工艺绕制,高低压包之间完美匹配,既保证了输出可靠性,又有效降低了低压包漏感量,从而进一步减小了脉冲宽度。
[0058] 实施例2
[0059] 如图2所示,本申请实施例2所涉及的一种气体处理装置,包括:进气管19、过滤装置20、反应装置21、吸附净化装置22和液位传感装置23;
[0060] 所述进气管19的一端与所述反应装置21连接,所述进气管19的另一端延伸至密闭的窨井内且与窨井内的液位保持一定的距离,所述进气管19与所述反应装置21之间还连接有过滤装置20,且所述进气管19、过滤装置20、反应装置21和吸附净化装置22的内部依次连通,所述脉冲电浆反应器17用于在所述反应装置21内部形成脉冲电浆反应区,所述液位传感装置23用于检测窨井内液位高度,其中,所述脉冲电浆反应器17通过如实施例1中的任意一种实施方式中所述的控制电路进行供电。
[0061] 如图3所示,该气体处理装置一般布置在窨井盖旁边,窨井内仅通过进气管19进行进气或排气,当窨井内液面上升时,窨井内压强增加,废气从进气管19进入装置,通过进气管19依次进入前端的过滤装置20、反应装置21和吸附净化装置22,最后进行高空排放,具体的,废气通过过滤装置20去除气体中带的小飞虫、粉尘、水雾等这种杂质,然后进入反应装置21的脉冲电浆反应区,在脉冲电浆反应区内,恶臭气体分子、氧气和水被高能粒子轰击,使分子电离成离子态并重新组合成无害物质从而达到除臭目的;最后经过吸附净化装置22吸收或过滤,将少量剩余的臭气雾滴和臭气进行捕获,防止臭气雾滴气化后臭气分子逃逸,其中,脉冲电浆反应器17设置在反应装置21内,当窨井内液面下降时,窨井内压强下降,外部空气经过吸附净化装置22进入到反应装置21内,空气经过脉冲电浆反应器17的电离后产生臭氧,臭氧经过过滤装置20和进气管19进入到窨井内部,从而能够利用臭氧在窨井内进行消杀除臭。
[0062] 示例性的,吸附净化装置22可以采用蜂窝陶瓷材料或活性炭吸附材料等等,以蜂窝陶瓷材料为例进行说明,所述反应装置21远离所述过滤装置20的一端还连接有捕获气体中的臭气雾滴和臭气成分的吸附净化装置22,在臭气成分波动时,波动高峰反应区可能残留的恶臭成分,可被蜂窝陶瓷吸附固化;反之,在波动低谷氧化性成分无法全部参与反应,会出现氧化性成分溢出到吸附净化装置22中情况,溢出的氧化性成分会与固化的臭气成分发生反应,除臭反应的同时,实现了蜂窝陶瓷的再生,使得蜂窝陶瓷保持长久有效的特性,同时,蜂窝陶瓷具有良好的过滤作用,可固化臭气雾滴,同理臭气雾滴的臭气成分会被反应实现除臭。
[0063] 为了防止窨井中的污水被吸入反应装置21内,需要将进气管19伸入窨井的一端始终与窨井中的液面保持一定的安全距离,使得进气管19的游离端包括在所述液位传感装置23的应力作用下发生形变的挠性结构24,其中,挠性结构24是指具有显著的变形能力的结构,其受力后会发生形状和尺寸的改变,例如:在进气管19伸入窨井的一端设置有螺纹伸缩软管、套筒式伸缩管、波纹管弹簧管等等,下面以螺纹伸缩软管为例进行说明,液位传感装置23采用浮球式的,螺纹伸缩软管的上端与进气管19接通,螺纹伸缩软管的下端通过刚性连接件与液位传感装置23的浮球连接,当液位上升时,螺纹伸缩软管的下端能够随着液面同步上升,当液面下降时,螺纹伸缩软管的下端能够随着液面同步下降,从而能够有效的防止因液位上升而导致的进气管19吸入端浸入液体内而导致的废水被吸入反应装置21内的情况发生,以浮力作为动力,无需额外的动力源,非常的节能,且能够自动调控,以防止本装置因大量进水而导致的损坏,其次,吸气端能够始终与液面保持预设的合适的距离,也能够有效的收集臭气,防止臭气扩缩到空气中。
[0064] 另外,考虑到窨井因为其地理位置的特殊性,通常在马路边或者公园里,而且是跟着污水管道的布置而设置,因此不是任何一个地方都是可以拉电线的,所以有一个自产自销的供电设备是很必要的,还包括一套太阳能供电装置,太阳能供电装置包括脉冲电源1、逆变器、太阳能板和蓄电池。太阳能板受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流太阳能电池板通过逆变器将产生的直流电转换为交流电,以供给脉冲电源1使用。太阳能电池板在不同光线条件下的工作状态会有所不同。在阳光充足的情况下,太阳能电池板能够产生足够的电能来满足负载的需求;而在阴天或雨天等光线不足的条件下,太阳能电池板产生的电能会相对较少,因此通过蓄电池储能来保证设备的正常运行。
[0065] 值得注意的是,气体处理装置美观和不突兀也是至关重要的。因此进气管19全部采用地埋形式,而从吸附净化装置22引出的出气管25采用20米左右的不锈钢管,钢管顶部安装有太阳能板,太阳能板全部线路从管内部走。太阳能板产生的电能用于设备部分用电,使设备更加节能环保,运行费用大大降低。或者出气管25顶部安装照明灯,伪装成路灯,与周围环境融为一体。设备高度不超过1000mm。放置于窨井盖旁边,类似于电控箱,不会让人想到是除臭设备,减少居民的反感及好奇。
[0066] 实施例3
[0067] 如图2‑3所示,本申请实施例3所涉及的一种气体处理装置,包括:进气管19、过滤装置20、反应装置21、吸附净化装置22和液位传感装置23;
[0068] 所述进气管19的一端与所述反应装置21连接,所述进气管19的另一端延伸至密闭的窨井内且与窨井内的液位保持一定的距离,所述进气管19与所述反应装置21之间还连接有过滤装置20,且所述进气管19、过滤装置20、反应装置21和吸附净化装置22的内部依次连通,所述脉冲电浆反应器17用于在所述反应装置21内部形成脉冲电浆反应区,所述液位传感装置23用于检测窨井内液位高度,其中,所述脉冲电浆反应器17通过太阳能供电系统26进行供电。
[0069] 如图4所示,太阳能供电系统26包括光伏板、光伏充电电路、蓄电池、调压电路、脉冲发生电路和第一脉冲变压器,电源功率200W,输出电压5‑10kV可调,输出形式为脉冲形式,频率0‑5000Hz可调,脉冲宽度<1us,上升沿<300ns,具体的,光伏板27,输出电压120V,最大输出电流3.5A。滤波电容28,第四电感29、第一开关管30、二极管二31、输出电容32组成光伏充电电路,充电电压400V;第五电感33用来限制充电电流,蓄电池组34储存电能,第二开关管35、二极管三36、第六电感37、第三开关管38、二极管四39、母线电容40,第二开关管35、二极管三36、第六电感37、第三开关管38、二极管四39、母线电容40共同组成调压电路,当蓄电池电压高于设定母线电压时,调压电路工作在降压模式,第三开关管38处于断开状态,第二开关管35、二极管三36、第六电感37、二极管四39、母线电容40构成buck调压电路,由第二开关管35的占空比调节母线电压;当蓄电池电压低于设定母线电压时,调压电路工作在升压模式,此时第二开关管35处于导通状态,二极管三36、第六电感37、第三开关管38、二极管四39、母线电容40组成BOOST升压电路,由第三开关管38的占空比调节母线电压。第七电感41作用是通直流隔交流,第四开关管42用来产生低压脉冲电流,其工作频率和开通时间均由控制电路给定的信号决定;第二谐振电容43前端与第四开关管42相连、第二谐振电容43后端与第二脉冲变压器44的低压包相连,在第四开关管42开通时,构成LC振荡回路;
第二脉冲变压器44的高压包与脉冲电浆反应器17连接,其中,所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管可以为MOS管、IGBT元件、或其他形式的可控开关管。
[0070] 所述太阳能供电系统的优势:1、采用光伏供电,自给自足,绿色低碳。2、调压电路采用组合电路,可自动在升压电路和降压电路之间切换,电路体积小、调压精度高、纹波系数小,便于后级高精度控制;3、大功率脉冲发生电路,采用叠层母排结构,极大降低了线路电感量,从而减小了脉冲宽度;4、脉冲变压器采用特殊工艺绕制,高低压包之间完美匹配,既保证了输出可靠性,又有效降低了低压包漏感量,从而进一步减小了脉冲宽度。
[0071] 需要说明的是,所述控制电路采用DSP芯片F28335为控制核心单元,外围电路包括IGBT驱动电路、DI/DO数字量输入输出模块、模拟量采样电路、通讯电路,等。所述DSP芯片时钟频率高达150MHz,数据采集及处理速度极快,内置自主开发的嵌入式控制程序,可以达到定制化的高精度控制,当光照充足时,可完全通过光伏板来进行供电,当光照不足时,则可以通过蓄电池来进行供电。
[0072] 实施例4
[0073] 如图5所示,本申请实施例4所涉及的一种控制方法,用于控制如实施例2或3中的任意一种实施方式中所述的气体处理装置,所述控制方法包括:
[0074] S101、获取液位传感装置所检测到的窨井内的液位高度数据;
[0075] S102、根据所述液位高度数据计算一定时间内的液位变化量,并根据所述液位变化量对所述脉冲电浆反应器进行调控;
[0076] 若液位变化量小于预设的阈值,则无需控制脉冲电浆反应器工作;
[0077] 若液位变化量大于预设的阈值,则控制脉冲电浆反应器工作,且脉冲电浆反应器的功率随液位变化量的增大而增大。
[0078] 需要说明的是,当窨井水位变化不大时,窨井内偶尔溢出的气体被吸附净化装置22的蜂窝陶瓷所吸附。当窨井水位上升时,窨井中臭气溢出,通过进气管19进入气体处理装置内,PLC控制系统接收到液位传感装置23所检测到的液位上升且上升高度达到了预设的阈值,控制脉冲电浆反应器工作,且脉冲电浆反应器的功率随液位变化量的增大而增大,产生高能粒子,轰击恶臭气体分子、氧气和水,使分子电离成离子态并重新组合成无害物质从而达到除臭目的,并且气体中的臭氧分子可以杀死气体中的病毒、细菌、飞虫等。反之,当窨井水位下降时,因为压力差,使得窨井内空气倒吸,同时PLC控制系统接收到液位传感装置
23所检测到的液位下降且下降高度达到预设的阈值,同样控制脉冲电浆反应器工作,且脉冲电浆反应器的功率随液位变化量的增大而增大,外部空气被倒吸到反应装置21内被电离产生臭氧并被吸入到窨井内,从而能够利用臭氧在井内进行消杀除臭。
[0079] 为了保证有效的除臭效果,在出气管25内设置臭氧检测仪器,用于检测排出气体中的臭氧浓度,在运行过程中保持一定的氧化活性物质微过量运行,当臭氧检测仪器检测到出气管25中臭氧浓度排放超标时,自动降低运行功率,满足除臭效果的同时,降低多余臭氧逃逸风险。
[0080] 在该实施例中,液位传感装置23将窨井内液位变化实时反馈给PLC控制系统,PLC控制系统根据设定的液位高度范围,通过调控控制电路来实现对脉冲电浆反应器17输出功率的调节,从而控制臭氧的产生量。当液位上升,臭气浓度波动大,液位传感装置23的检测数据反馈给PLC控制系统,PLC控制系统根据设定的程序,调高电源1的输出,增加臭氧的产生量,当液位下降,臭气浓度同样波动大,液位传感装置23的检测数据反馈给PLC控制系统,PLC控制系统根据设定的程序,调高电源1的输出,增加臭氧的产生量,从而能达到高效除臭的目的。
[0081] 实施例5
[0082] 本申请实施例5所涉及的一种计算机可读存储介质,所述计算机可读介质存储用于设备执行的程序代码,该程序代码包括用于执行如本申请实施例4中的任意一种实现方式中方法的步骤;
[0083] 其中,计算机可读存储介质可以是只读存储器(read only memory,ROM),静态存储设备,动态存储设备或者随机存取存储器(random access memory,RAM);计算机可读存储介质可以存储程序代码,当计算机可读存储介质中存储的程序被处理器执行时,处理器用于执行如本申请实施例4中的任意一种实现方式中方法的步骤。
[0084] 实施例6
[0085] 如图6所示,本申请实施例6所涉及的一种电子设备,所述电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如本申请实施例4中的任意一种实现方式中的方法;
[0086] 其中,处理器可以采用通用的PLC控制器中央处理器(central processing unit,CPU),微处理器,应用专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC),图形处理器(graphics processing unit,GPU)或者一个或多个集成电路,用于执行相关程序,以实现本申请实施例4中的任意一种实现方式中的方法。
[0087] 处理器还可以是一种集成电路电子设备,具有信号的处理能力。在实现过程中,本申请实施例4中的任意一种实现方式中方法的各个步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
[0088] 上述处理器还可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。
该存储介质位于存储器,处理器读取存储器中的信息,结合其硬件完成本申请实施例的数据处理的装置中包括的单元所需执行的功能,或者执行本申请实施例4中的任意一种实现方式中方法。
[0089] 以上,仅为本申请较佳的具体实施方式;但本申请的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,根据本申请的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本申请的保护范围内。
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