首页> 中文学位 >基于透射式的煤尘浓度监测系统方法研究
【6h】

基于透射式的煤尘浓度监测系统方法研究

代理获取

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1背景及意义(Background and Significance)

1.2国内外研究现状(Current Research)

1.3本文主要研究内容(The Main Contents of this Article)

2 基于光学原理的煤尘测量理论分析

2.1煤尘空间分布的数学函数(Mathematical Functions Coal Dust Spatial Distribution)

2.2光散射理论(Light Scattering Theory)

2.3 Mie散射理论(Mie Scattering Theory)

2.4消光法和朗伯-比尔定律(Extinction and Lambert-Beer Law)

2.5煤尘平均粒径的测量(Measuring an Average Particle Diameter of Dust)

2.6 煤尘浓度的测量(Measuring the Concentration of Coal Dust)

2.7本章小结(Summary)

3 煤尘测量系统的设计

3.1测量系统的整体方案(Overall System Design)

3.2测量关键环节的分析与选取(Analysis of the Key Factors and Selection Program)

3.3 煤尘浓度测量系统的设计 ( Coal Dust Concentration Measurement System Design)

3.4本章小结(Summary)

4煤尘浓度测量信号的处理

4.1测量系统的噪声分析(System Noise Analysis)

4.2数字滤波算法选择(Digital Filtering Algorithm Selection)

4.3 IIR数字滤波器设计(IIR Digital Filter Design)

4.4基于FPGA的IIR数字滤波器实现(IIR Digital Filter Based on FPGA Implementations)

4.5 IIR 数字滤波综合仿真分析( IIR Digital Filter Integrated Simulation Analysis)

4.6本章小结(Summary)

5 煤尘测量系统的标定及误差分析5 Data Calibration and Error Analysis

5.1测量系统的标定(System Data Measurement and Calibration)

5.2 测量系统重复性验证( Repeatability of the Measurement System Verification)

5.3测量系统的误差分析(Error Analysis)

5.4本章小结(Summary)

6总结与展望

6.1本文工作总结(Work summarizes)

6.2后续工作展望(Follow-up Prospects)

参考文献

附录

作者简历

学位论文数据集

展开▼

摘要

在采煤作业的过程中,巷道内会产生大量的煤尘,不仅影响作业生产,还会对采煤工作人员的健康造成极大的危害,引发煤肺病,而且当煤尘浓度达到一定界限并有明火时,还会发生煤尘爆炸事故,威胁矿井安全生产。因此,矿井煤尘浓度监测已成为煤矿安全生产的重要环节之一,及时有效地监测生产过程中产生的煤尘是必要的,采取有效除尘降尘措施,确保作业现场人员的生命安全。
  本文在十二五国家支撑计划项目“矿井爆炸危险性实时监测预警技术研究2013BAK06B08”的资助下,围绕煤尘监测预警装置的研制目标,在分析比较了国内外常用的煤尘浓度检测方法的基础上,提出了基于结合朗伯-比耳定律和Mie散射理论的煤尘浓度测量方法。本文在分析了透射式煤尘浓度测量原理基础上,利用Mie理论测定两个小角散射光强比,得到煤尘颗粒平均粒径,然后利用朗伯-比尔定律,通过测量出透射激光的衰减程度,得到煤尘的浓度。本文在分析了测量系统中可能造成测量误差的各种因素,对测量系统进行针对性设计,将双光路比例差分应用到测量系统中,有效地消除温度变化、光源波动等因素造成的测量误差。在采集煤尘浓度信号分析处理中,针对光电传感器微弱信号在放大及转换过程中加入的各种噪声信号使用数字滤波算法处理,通过仿真及实验,验证了滤波算法的性能和可靠性。
  本文完成了煤尘测量系统的软、硬件设计,硬件主要包括前置放大电路、A/D转换电路、FPGA主控制模块、CAN总线通讯电路、显示与声光报警电路及电源电路。软件设计包括FPGA程序设计,A/D模数转换驱动程序和数据滤波处理模块的设计及CAN总线通信模块的设计等。
  最后,对煤尘浓度监测系统进行了实验验证,实验结果完全符合设计的要求。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号