气体传感器在油烟在线监测系统中的应用

1、气体传感器在油烟在线监测系统中的应用随着餐饮业的迅猛发展，产生的环境污染问题日益突出：油烟投诉案件近年来已成为环保投诉的热点；餐饮业油烟也是PM2.5的主要成因之一；餐饮业油烟废气正和工业废气、机动车尾气一起，被视为大气中的三大“污染杀手”，对人体身心健康危害极大。国家环保部部严令要要求全国国各省、市市、自治治区。直直辖市环环境保护护局（厅厅）和环环境保护护重点城城市环境境保护局局将油烟烟污染问问题列入入正常环环境管理理工作范范围。按按照饮饮食业油油烟排放放标准，限限制餐饮饮企业的的油烟最最高允许许排放浓浓度和油油烟净化化设施的的最低去去除效率率。众所周知，油油烟是指指食物烹烹饪、加加工过程程

2、中挥发发的油脂脂、有机机质及其其加热分分解或裂裂解产物物。烹调调时，食食用油和和食物在在高温条条件下，产产生的大大量热氧氧化分解解产物，主主要由细细颗粒物物和气态态物质(挥发性性和半挥挥发性有有机化合合物)组组成，其其中部分分分解产产物以烟烟雾形式式散发到到空气中中，形成成油烟。当当温度达达到食用用油的发发烟点1170时，出出现初期期分解的的蓝烟雾雾，随着着温度继继续升高高，分解解速度加加快，当当温度达达2500时，出出现大量量油烟，并并伴有刺刺鼻的气气味。污染源主要要来自燃燃料的燃燃烧和炒炒菜锅内内的油烟烟气，产产生的有有害物种种类多，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、硫硫化氢、烟烟尘、臭臭气、热热气、多多环芳烃烃及强致致癌物（如如苯并蓖蓖、氡等等），即即使用些些电炊具具，也会会产生大大量的氮氮氧化。这这些有害害物的浓浓度大大大超过国国家规定定的居民民区大气气卫生标标准，少少则3-5倍，多多则1000倍之之多。油烟污染物物成分比比较复杂杂，既有有油脂、蛋蛋白质和和原料等等在受热热条件下下进行物物理化学学反应产产生的有有机烟气气，也有有加热操操作过程程中，油油料物料料液滴溅溅裂所分分解、氧氧化、聚聚合的高高分子化化合物，再再与燃烧烧烟气混混合，形形成气态态、液态态和固态态的三类类污染。研究表明，油油烟气组组成化合合物至少少有3

4、000多种种，其中中含有多多种有害害化合物物。油烟烟中主要要有脂肪肪酸、烷烷烃、烯烯烃、醛醛、酮、醇醇、酯、芳芳香化合合物和杂杂环化合合物等，具具体随所所选用的的烹调油油种类、操操作条件件、操作作规模及及操作温温度等的的不同有有很大差差异。除除此之外外，厨房房燃料在在燃烧或或不完全全燃烧时时也会产产生大量量的有害害气体，如如CO、CCO2、NNOx、SSO2及及颗粒物物等。油烟浓度在在线监控控系统原原理在油烟的传传感器测测量方面面，和多多家国外外专业 HYPERLINK /category_11.html 气气体传感感器厂家家进行了了深入合合作。根根据提供供的研究究数据，对对相关气气体传感感器

5、的参参数配置置提出了了特别的的要求，生生产厂家家对气体体传感器器的参数数配置进进行了优优化设计计。同时时，采用用多个气气体传感感器一起起协同工工作，而而每个气气体传感感器都针针对油烟烟的一部部分特性性做了特特别优化化，当多多个传感感器一起起协同工工作时，就就能有效效测量油油烟内包包含的各各种成分分，从而而保证了了油烟浓浓度测量量结果的的准确可可靠。RRTU模模块对油油烟浓度度探测仪仪采集到到的各种种油烟信信号进行行综合计计算和分分析，并并根据国国标测量量结果进进行校准准后得到到最终油油烟浓度度，结果果准确可可靠。根据研究结结果，各各种不同同菜系所所生成的的油烟浓浓度范围围各不相相同，油油烟成分

6、分有很大大区别，为为了能够够有效的的测量油油烟浓度度，需要要采用多多个气体体传感器器进行协协同工作作，通过过对多个个气体传传感器的的采样结结果进行行综合分分析，建建立相对对应的数数学模型型，才能能够比较较准确的的计算出出油烟浓浓度。实实际应用用中，需需要根据据不同的的地域特特色，针针对不同同的典型型油烟特特点，选选用不同同的传感感器组合合，以及及对传感感器的参参数做不不同的调调校配置置，配以以不同的的分析方方法和数数学模型型，才能能够得到到最准确确的计算算结果。根据GB 184483-20001饮饮食业油油烟排放放标准，油油烟浓度度的标准准测量方方法为红红外分光光光度法法。此标标准规定定了油烟

7、烟的含量量测量方方法主要要是监测测油烟中中的有机机成分，油油烟浓度度在线监监控系统统对油烟烟的研究究都是以以此标准准为依据据。图 4-11为示意意图，以以蓝色代代表实际际油烟各各种成分分和综合合总量，红红色代表表标准油油烟测量量方法能能够测量量的范围围，红色色与蓝色色的交集集代表了了标准测测量方法法的测量量结果，绿绿色和黄黄色分别别代表气气体传感感器，绿绿色和黄黄色各覆覆盖一部部分蓝色色，表示示各能测测量一部部分油烟烟成分，同同时也各各与红色色有一部部分交集集，表示示各自的的测量结结果都与与标准测测量结果果有相关关性。最最终得到到的油烟烟浓度才才能够更更准确。图 4-11很容易易看出，使使用单

8、个个气体传传感器测测量油烟烟浓度的的误差会会比较大大，测量量结果有有很大的的不确定定性。即即使在浓浓度相同同的情况况下，不不同条件件下产生生的油烟烟成分区区别也很很大，而而每一种种气体传传感器都都有特定定的气体体种类探探测范围围，对每每种可探探测气体体又有不不同的敏敏感度和和特征系系数。这这样，测测量结果果就会有有比较大大的分散散性，对对比标准准油烟测测量方法法，就会会出现对对某些情情况下产产生的油油烟测量量比较准准确，对对另一些些情况下下产生的的油烟测测量结果果出现较较大差别别，从而而产生较较大的误误差。由于气体传传感器的的测量通通常与环环境温度度和湿度度有关，因因而在具具体测量量时常需需要

9、同时时监测气气体温度度和湿度度。为了了准确计计算浓度度和油烟烟排放总总量，还还可能需需要测量量气压、风风速、风风量等参参数。油烟浓度关关键气体体传感器器技术的的应用目前市场上上可以选选择的用用于测量量气体浓浓度的传传感器型型号、种种类繁多多，测量量原理也也多种多多样，这这就需要要进行大大量的实实验进行行测试研研究。如如 HYPERLINK /1889.html 美国BBaseelinne的ppid气气体传感感器和 HYPERLINK /143.html 英英国allphaasennse 的PIID气体体传感器器，其测测量原理理是：传传感器主主要由紫紫外线发发光管和和传感部部件组成成，气体体进入

10、传传感器后后，被紫紫外线照照射并发发生电离离，电离离后的气气体成分分被传感感单元监监测并转转换成电电压信号号输出，电电压值与与VOCC气体浓浓度总量量（TVVOC）成成线性正正比关系系。又如如英国ccityy的 HYPERLINK /2195.html MICCROppeL 75 可燃气气体传感感器，采采用化学学催化方方法监测测可燃气气体。电电化学气气体传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属，如如铂涂覆覆在一层层透气但但憎水的的薄膜上上作为电电极，被被测气体体扩散透透过多孔孔膜在其其上进行行电化学学氧化或或还原反反应，通通过电极极的热力力学电位位与参考考电极上上的热力力学电位位之间产产生电位位差，对对此电位位差进行行测量可可以得到到气体浓浓度。又又如日本本Figgaroo的 HYPERLINK /116.html TGGS26600 gass seensoor，其其测量原原理是：传感器器主要由由传感部部件和加加热部件件构成，传传感部件件是一种种金属氧氧化物半半导体材材料。加加热部件件在特定定的电压压和电流流条件下下，将传传感部件件加热到到一定的的高温，