[发明专利]基于PM检测器的道路清扫车静电除尘装置与控制方法

说明书

本发明专利是道路清扫车干式除尘装置与方法，特别是基于PM检测器的道路清扫车静电除尘装置与控制方法，属于环保专用汽车领域。所用清扫车为电动清扫车，该扬尘除尘作业装置由扬尘检测系统、控制中枢系统和除尘系统组成。所述除尘系统由布袋式滤袋和高压静电除尘器串联组成，袋式除尘器安放于除尘系统前端，静电除尘器安放于除尘系统的后方，先利用布袋滤除PM10以上大颗粒污染物和部分PM2.5‑PM10细颗粒污染物，再利用静电除尘清除剩余颗粒污染物，特别是PM2.5以下布袋无法滤除的超细颗粒污染物，将除尘后的气体排入大气中。

技术领域

本发明专利是道路清扫车干式除尘装置与方法，特别是基于PM检测器的道路清扫车静电除尘装置与控制方法，属于环保专用汽车领域。

背景技术

道路清扫是引起城市道路空气悬浮颗粒物浓度峰值的一个原因，道路人工清扫时引起的颗粒质量浓度均高于国标，特别是PM10在人行道上高达国标二级标准30倍以上。城市道路空气悬浮颗粒物浓度与路面粉尘负荷关系极大，控制路面粉尘负荷是控制城市空气颗粒物污染的一个重要途径。目前最常用的道路清扫车除尘方法主要有两种：一是采用高压洒水压尘的除尘方式，高压水喷嘴喷出雾状水滴，水滴粘附空气扬尘的颗粒污染物，在重力作用下降落至地面，实现压尘，然而，随着路面水分的蒸发，颗粒污染物仍能被车流扬起，进入大气，形成大气颗粒污染。另外，水雾压尘的方法存在水资源浪费、冬季路面容易结冰而影响行车的安全性等问题。二是干式除尘方式，利用布袋、滤筒等物理除尘方式过滤扬尘颗粒，但是，由于布袋或者滤筒等过滤孔较大，PM10以下细颗粒，无法过滤而直接排入大气中，仍能造成污染。

该发明拟开展干式静电除尘方法研究，基于模糊控制，注重清扫扬尘PM10以下颗粒的收集、特别是PM2.5 以下超细颗粒的收集除尘工作。

发明内容

本发明专利在于解决上述问题，其结构组成是：所用清扫车为电动清扫车，该扬尘除尘作业装置由扬尘检测系统、控制中枢系统和除尘系统组成。

所述扬尘检测系统包含PM传感器和检测信号A/D转换电路。将PM传感器安放于清扫盘刷、收集滚筒和除尘器进口附近扬尘颗粒浓度较大的位置，PM传感器检测空气中颗粒含量，产生与扬尘颗粒浓度相关的电压信号，电压信号经A/D转换电路转化为数字信号，通过电路线，传输到控制中枢系统。其中，PM传感器检测信号的模糊集为电压偏差，分为负、零、正3个模糊集。

所述控制中枢系统由除尘控制子系统和风机控制子系统组成。所述除尘控制子系统包含单片机和D/A 转换电路。其中，单片机输出给风机电机的控制信号分为负、零、正3个模糊集，上述电压偏差模糊集与控制信号模糊集对应规则设置为两者相同。所述风机控制子系统由脉宽调制信号、直流电机、风机组成。

所述除尘系统由布袋式滤袋和高压静电除尘器串联组成，袋式除尘器安放于除尘系统前端，静电除尘器安放于除尘系统的后方，先利用布袋滤除PM10以上大颗粒污染物和部分PM2.5-PM10细颗粒污染物，再利用静电除尘清除剩余颗粒污染物，特别是PM2.5以下布袋无法滤除的超细颗粒污染物，将除尘后的气体排入大气中。

将PM传感器安放于清扫盘刷、收集滚筒和除尘器进口附近扬尘颗粒浓度较大的位置，PM传感器检测空气中颗粒含量，产生与扬尘颗粒浓度相关的电压信号，将电压信号输入控制器，经模糊运算后产生除尘控制信号，输出控制信号进入风机电机控制系统，控制风机电机转速，控制进入除尘器的扬尘气体量。当 PM传感器检测扬尘颗粒含量高时，电机控制系统控制电机转速加快，单位时间内吸入的扬尘量增大；当PM传感器检测扬尘颗粒含量适中时，电机控制系统控制电机转速适中，单位时间内吸入的扬尘量适中；当扬尘颗粒含量低时，电机控制系统控制电机转速减慢，单位时间内吸入的扬尘量减小。但若PM传感器检测信号检测扬尘颗粒含量非常高时，通过报警系统报警，人工干预降低车速，增大扬尘气体吸入量，清除道路清扫扬尘颗粒。将扬尘量和输出信号分别划分为浓度高、中和低三个模糊集，设计模糊控制规则，进行模糊控制，确保清扫车作业空间的扬尘量低于国家标准，通过收集地面扬尘，标本兼治，阻断路面尘土因车流扰动导致扬尘飞起的途径。