本技術屬于工業粉塵爆炸安全防控，尤其涉及一種粉塵測量裝置及粉塵防爆控制系統。
背景技術：
1、在煤炭、糧食、金屬加工等眾多工業領域，粉塵是危害職業健康、引發安全事故、影響生產效能的重大風險源。它不僅可導致塵肺病等職業健康，還可能引發二次揚塵污染，甚至在達到一定濃度時造成破壞性的粉塵爆炸。因此，對粉塵實施有效監測和及時治理，是實現安全生產、保障人員健康、提升環境的核心環節。
2、在粉塵治理過程中，通常會涉及含塵氣力輸送、除塵凈化或燃燒處理等關鍵工藝，在這些關鍵工藝中，對管道（如煙道）或密閉空間內含塵氣體的流速、溫度及粉塵濃度進行實時、準確、連續的監測，直接關系到工藝安全、設備效率、排放達標及能耗控制。
3、目前，對管道內含塵氣體的流速、溫度及粉塵濃度監測通常采用分立式儀表組合的方式實現：即使用皮托管、熱式或超聲流量計測量流速，使用插入式熱電偶或熱電阻測量溫度，使用基于光學、靜電或摩擦電原理的獨立粉塵濃度儀測量濃度。這種分立式儀表組合方式不僅需要在管道上開設多個安裝孔，安裝復雜且破壞管道結構強度，還易出現多個傳感器的數據在時間和空間上不同步，難以準確關聯，從而無法為后續的防爆控制提供準確的數據參考，且在低流速、高濕度或復雜流場條件下，分立儀表的測量精度和可靠性也易受影響。
技術實現思路
1、本技術旨在提供一種粉塵測量裝置及粉塵防爆控制系統，其極大的提高了對含塵氣體的流速、溫度及粉塵濃度的測量精度，有助于后續防爆控制。
2、本技術第一方面提供了一種粉塵測量裝置，其包括：監測管體，用于輸送含塵氣體；第一檢測元件，設置于所述監測管體的內壁上，用于在第一位置感應含塵氣體中的粉塵的靜電信號；第二檢測元件，設置于所述監測管體的內壁上并與所述第一檢測元件間隔設置，用于在第二位置感應含塵氣體中的粉塵的靜電信號；第三檢測元件，至少部分設置于所述監測管體內，用于在與含塵氣體接觸時產生電阻信號；以及數據處理器，連接所述第一檢測元件、所述第二檢測元件、和所述第三檢測元件。其中，所述數據處理器設置為能夠根據所述第一檢測元件和所述第二檢測元件發送的靜電信號的時間差確定含塵氣體的流速，且能夠根據所述第一檢測元件和/或所述第二檢測元件發送的靜電信號確定含塵氣體中的粉塵濃度，以及能夠根據所述第三檢測元件發送的電阻信號確定含塵氣體的溫度。
3、在本技術可選的方案中，所述第二檢測元件沿所述含塵氣體的流動方向位于所述第一檢測元件的下游側，所述第三檢測元件沿所述含塵氣體的流動方向位于所述第二檢測元件的下游側。其中，所述數據處理器設置為根據所述第一檢測元件和所述第二檢測元件發送的靜電信號的時間差以及所述第一檢測元件和所述第二檢測元件在所述含塵氣體的流動方向上的距離確定含塵氣體的流速，且設置為根據所述第二檢測元件發送的靜電信號確定含塵氣體中的粉塵濃度。
4、在本技術可選的方案中，沿所述含塵氣體的流動方向，所述第一檢測元件的軸向長度為，所述第一檢測元件的入口端至所述第二檢測元件的入口端之間的軸向距離為，且介于0.15至0.30之間。
5、在本技術可選的方案中，所述數據處理器包括速度處理模塊、濃度處理模塊、溫度處理模塊以及收容所述速度處理模塊、所述濃度處理模塊和所述溫度處理模塊的殼體。其中，所述速度處理模塊與所述第一檢測元件和所述第二檢測元件連接，且設置為根據所述第一檢測元件和所述第二檢測元件發送的靜電信號的時間差、以及所述第一檢測元件和所述第二檢測元件在所述含塵氣體的流動方向上的距離確定含塵氣體的流速；所述濃度處理模塊與所述第二檢測元件連接，且設置為根據所述第二檢測元件發送的靜電信號確定含塵氣體中的粉塵濃度；所述濃度處理模塊與所述第三檢測元件連接，且設置為根據所述第三檢測元件發送的電阻信號確定含塵氣體的溫度。
6、在本技術可選的方案中，所述濃度處理模塊包括依次連接的第一轉換電路、第一放大電路、峰值檢測電路以及第二轉換電路。其中，所述第一轉換電路與所述第二檢測元件連接，用于將所述第二檢測元件發送的靜電信號轉換成第一電壓信號；所述第一放大電路用于對所述第一電壓信號進行放大處理；所述峰值檢測電路用于對放大后的所述第一電壓信號進行檢測，直至所述第一電壓信號達到第一目標電壓并將所述第一目標電壓輸送給所述第二轉換電路，所述第二轉換電路用于將所述第一目標電壓轉換成第一電流信號。其中，所述第一電流信號與粉塵濃度一一對應，以基于所述第一電流信號得到對應的含塵氣體中的粉塵濃度。
7、在本技術可選的方案中，所述濃度處理模塊還包括第二放大電路，所述第二放大電路設置于所述峰值檢測電路與所述第二轉換電路之間，用于對所述峰值檢測電路發送的第一電壓信號進行放大處理。其中，所述第一放大電路為兩級放大電路，所述第二放大電路為一級放大電路。
8、在本技術可選的方案中，所述溫度處理模塊包括依次連接的電源穩壓電路、惠斯通電橋電路、差分放大電路、以及電流驅動電路。所述電源穩壓電路與所述惠斯通電橋電路連接，用于為所述惠斯通電橋電路、差分放大電路以及電流驅動電路供電；所述惠斯通電橋電路與所述第三檢測元件連接，并將所述第三檢測元件發送的電阻信號轉換為第二電壓信號；所述差分放大電路用于對所述第二電壓信號進行處理并得到第二目標電壓，所述電流驅動電路用于將所述第二目標電壓轉換成第二電流信號。其中，所述第二電流信號與溫度一一對應，以基于所述第二電流信號得到對應的含塵氣體的溫度。
9、在本技術可選的方案中，所述第一檢測元件和所述第二檢測元件均包括感應線圈，所述感應線圈為螺旋環狀電極結構。
10、在本技術可選的方案中，所述第一檢測元件、所述第二檢測元件和所述第三檢測元件通過信號線連接于所述數據處理器。所述監測管體上開設有與所述監測管體內部連通的開口，且所述粉塵測量裝置還包括連接管體和固定基座；所述固定基座設置于所述監測管體外側，并在所述開口處固定連接于所述監測管體，且所述固定基座設置有與所述開口連通的通道，所述連接管體穿設于所述通道和所述開口并與所述固定基座連接。其中，所述第三檢測元件設置于所述連接管體內且部分伸入所述監測管體內，且與所述第一檢測元件、所述第二檢測元件和所述第三檢測元件連接的信號線穿設于所述連接管體以與所述數據處理器連接。
11、在本技術可選的方案中，所述監測管體、所述殼體、所述連接管體和所述固定基座為金屬部件并接地設置。
12、本技術第二方面提供了一種粉塵防爆控制系統，其包括上述任一所述的粉塵測量裝置以及控制器，所述控制器基于所述粉塵測量裝置監測的含塵氣體的流速、溫度以及含塵氣體中的粉塵濃度進行防爆控制。
13、綜上所述，本技術提供的方案至少具有以下有益效果：
14、在本技術提供的粉塵測量裝置中，通過將第一檢測元件、第二檢測元件和第三檢測元件集成設置在同一段監測管體中，可以實現同一含塵氣體的流速、溫度、粉塵濃度三種測量參數近乎同步測量，數據時空一致性好，提高了粉塵測量裝置對含塵氣體的監測精度，便于后續進行關聯分析、工藝控制以及安全防爆控制。并且，在對含塵氣體的流速測量時，利用含塵氣體本身作為信號載體，通過上下游第一檢測元件和第二檢測元件發送的靜電信號的時間差進行計算，整個測量過程無活動部件，能夠避免第一檢測元件和第二檢測元件的磨損，提高了整個粉塵測量裝置的使用可靠性。在對含塵氣體的粉塵濃度測量時，可以利用第一檢測元件和第二檢測元件中的至少一者的靜電信號來確定粉塵濃度，當同時利用二者的靜電信號來確定粉塵濃度時，可以提高粉塵濃度的監測精度。在對含塵氣體的溫度測量時，利用第三檢測元件與含塵氣體接觸測量，可以保證溫度的監測精度。