煤礦井下粉塵濃度檢測技術(shù)研究.pdf

1、煤礦的安全生產(chǎn)是我國乃至世界都非常關(guān)注的問題，近幾年各國關(guān)于煤礦安全生產(chǎn)的措施層出不窮，但是這些措施對煤礦井下的事故發(fā)生率控制并沒有達(dá)到期望值。影響煤礦井下發(fā)生安全事故的因素非常多，其中最嚴(yán)重的是由于礦井粉塵濃度過高引發(fā)的煤礦爆炸，所以有效控制煤礦下粉塵濃度非常重要。
　　本課題重點(diǎn)研究了粉塵濃度檢測方法，根據(jù)煤礦井下粉塵顆粒的特點(diǎn)，選用非取樣法中的光散射法作為粉塵濃度的測量方法。在理想情況下散射光的光強(qiáng)與粉塵的質(zhì)量濃度成正比例關(guān)

2、系，課題中將散射光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號，根據(jù)檢測出的電信號得出粉塵濃度。由信號處理電路、數(shù)據(jù)采集電路、微控制電路、報警電路、串口電路、電源供電系統(tǒng)等構(gòu)建出粉塵濃度檢測裝置的硬件系統(tǒng)。下位機(jī)系統(tǒng)核心部件選擇的是低功耗PIC16F877芯片。利用C語言編寫單片機(jī)程序，完成軟件設(shè)計，控制整個裝置正常工作，實(shí)時顯示粉塵濃度并在濃度過高時發(fā)出報警信號。根據(jù)傳感器輸出信號的特點(diǎn)，采用兩級放大電路，即調(diào)理放大電路、隔離放大電路構(gòu)成信號處理電路，通過運(yùn)算放

3、大芯片OP27和AD8221共同完成;敏感部件選用的是夏普光學(xué)粉塵傳感器GP2Y1010AU，經(jīng)過外部激勵后輸出模擬信號，模擬信號通過高性能的AD7810進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將輸出數(shù)據(jù)傳送給控制部件單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并通過顯示屏顯示粉塵濃度。此外，PIC16F877板載資源中有一個有源蜂鳴器，當(dāng)粉塵濃度值達(dá)到限定值時驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警指示音。
　　課題設(shè)計出的粉塵濃度檢測裝置通過實(shí)驗(yàn)證明能夠完成如下功能:(1)實(shí)時在線檢測煤礦井下粉塵濃度(