煤礦井下粉塵濃度檢測技術研究.pdf

1、煤礦的安全生產是我國乃至世界都非常關注的問題，近幾年各國關于煤礦安全生產的措施層出不窮，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。
　　本課題重點研究了粉塵濃度檢測方法，根據煤礦井下粉塵顆粒的特點，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與粉塵的質量濃度成正比例關

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

3、大芯片OP27和AD8221共同完成;敏感部件選用的是夏普光學粉塵傳感器GP2Y1010AU，經過外部激勵后輸出模擬信號，模擬信號通過高性能的AD7810進行轉換，將輸出數據傳送給控制部件單片機進行數據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，當粉塵濃度值達到限定值時驅動蜂鳴器發(fā)出報警指示音。
　　課題設計出的粉塵濃度檢測裝置通過實驗證明能夠完成如下功能:(1)實時在線檢測煤礦井下粉塵濃度(