本文選題：粉塵濃度 + 在線檢測(cè)��； 參考：《天津科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：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(duì)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(cè)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(cè)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)系,課題中將散射光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào),根據(jù)檢測(cè)出的電信號(hào)得出粉塵濃度。由信號(hào)處理電路、數(shù)據(jù)采集電路、微控制電路、報(bào)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(cè)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(jì),控制整個(gè)裝置正常工作,實(shí)時(shí)顯示粉塵濃度并在濃度過高時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。根據(jù)傳感器輸出信號(hào)的特點(diǎn),采用兩級(jí)放大電路,即調(diào)理放大電路、隔離放大電路構(gòu)成信號(hào)處理電路,通過運(yùn)算放大芯片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(lì)后輸出模擬信號(hào),模擬信號(hào)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(gè)有源蜂鳴器,當(dāng)粉塵濃度值達(dá)到限定值時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警指示音。課題設(shè)計(jì)出的粉塵濃度檢測(cè)裝置通過實(shí)驗(yàn)證明能夠完成如下功能:(1)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)煤礦井下粉塵濃度(2)粉塵濃度過高將會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。該粉塵濃度檢測(cè)裝置對(duì)的測(cè)量誤差非常小,達(dá)到了較好的測(cè)試效果。
[Abstract]:The safety of coal mine production is a very concerned problem in our country and even the world. In recent years, the measures of coal mine safety production have emerged in endlessly, but these measures have not reached the expected value to control the accident rate in underground coal mine.There are many factors that affect the safety accident in coal mine. The most serious one is mine explosion caused by high dust concentration, so it is very important to effectively control the dust concentration under coal mine.According to the characteristics of dust particles in coal mine, the light scattering method of non-sampling method is selected as the measurement method of dust concentration.Under ideal conditions, the intensity of scattered light is proportional to the mass concentration of dust. In this paper, the scattered light intensity is converted into electrical signal, and the dust concentration is obtained according to the detected electric signal.The hardware system of dust concentration detection device is constructed by signal processing circuit, data acquisition circuit, micro-control circuit, alarm circuit, serial port circuit, power supply system and so on.The core component of the lower computer system is a low power PIC16F877 chip.The program of single chip computer is written by C language, the software design is completed, the whole device is controlled to work normally, the dust concentration is displayed in real time and the alarm signal is sent out when the concentration is too high.According to the characteristics of the output signal of the sensor, the two-stage amplifier circuit is adopted, that is, the amplifying circuit is adjusted, and the signal processing circuit is composed of the isolated amplifier circuit, which is completed by the operation amplifier chip OP27 and AD8221.The sensitive component is the Sharp optical dust sensor GP2Y1010AU.After external excitation, the analog signal is output, and the analog signal is converted by high-performance AD7810.The output data is transmitted to the single chip microcomputer for data processing and the dust concentration is displayed through the display screen.In addition, there is an active buzzer in PIC16F877. When the dust concentration reaches the limited value, the buzzer is driven to issue an alarm sound.It is proved by experiments that the dust concentration detection device designed in this paper can accomplish the following functions: 1) On-line real-time on-line detection of dust concentration in coal mine and 2) if the dust concentration is too high, an alarm signal will be sent out.The measuring error of the dust concentration measuring device is very small and the result is good.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD714.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1735828