[實(shí)用新型]礦井粉塵帶電量測量裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020225123.2
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN201697975U
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程學(xué)珍;曹茂永;逄明祥;梁慧斌;張亮;錢曉超;李繼明
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: G01R29/24
• 分類號: G01R29/24
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于測量礦井粉塵帶電量的測量裝置。

背景技術(shù)

礦井粉塵是指煤礦在生產(chǎn)等過程中產(chǎn)生和形成的、能較長時間在空氣中懸浮的固體微粒的總稱。粉塵除繼續(xù)保持原固體煤炭的主要物理化學(xué)性質(zhì)外，還會出現(xiàn)許多新的特性，如爆炸性、帶電性、分散性、可濕性等新特性。礦井粉塵主要是生產(chǎn)性粉塵，在煤礦生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中礦井粉塵容易帶有電荷，主要帶電來源為：在割煤粉碎過程中形成；在運(yùn)動中粉塵間互相摩擦而產(chǎn)生；與帶電荷的粉塵、設(shè)備等表面的接觸和碰撞產(chǎn)生；以及粉塵離子的擴(kuò)散作用產(chǎn)生。粉塵的電荷量取決于粉塵粒徑大小和密度，同時還受作業(yè)環(huán)境的溫度和濕度影響。粉塵的電荷性對粉塵在空氣中的穩(wěn)定程度有一定的影響：同性電荷相互排斥，增強(qiáng)了空氣中粒子的穩(wěn)定程度；異性電荷相互吸引，使塵粒碰擊、凝聚并沉降。電荷性的顆粒在呼吸道內(nèi)容易被阻留，使人易得塵肺病等多種疾病。由于粉塵具有分散性，其表面積之和比原物質(zhì)增大，使靜電起電的作用增大。如直徑為1米的煤塊經(jīng)研磨后形成直徑為1毫米的顆粒，小顆粒的表面積為3.14平方毫米，所有顆粒的表面積之和為3141平方米，表面積增加到1000倍。每個顆粒均可帶電，并使粉塵靜電電壓高達(dá)幾千伏或幾萬伏。懸浮性是指粉塵在氣體中與大地絕緣，每個粉塵都可以帶電。當(dāng)靜電電壓滿足放電條件時，放電火花即可引起可燃?xì)怏w和粉塵的爆炸。當(dāng)帶有電荷的粉塵靠近高分子材料和設(shè)備時被吸收積聚而形成物體帶電，引起靜電電位可以高達(dá)幾十至幾百千伏，形成的靜電電源就成為釀成瓦斯粉塵爆炸事故的潛在因素。如果因煤體下滑、通風(fēng)失調(diào)、放炮等造成局部瓦斯積聚、粉塵飛揚(yáng)而且達(dá)到爆炸極限的巧合時，此時靜電電源放電火花必然引爆瓦斯粉塵，釀成事故。

由上述可以看出，進(jìn)行對礦井生產(chǎn)性粉塵帶電量的檢測，不僅關(guān)系到礦工的身體健康，關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)，而且是管理人員掌握井下粉塵狀況的重要手段，是粉塵危害防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過檢測并掌握環(huán)境中粉塵的靜電狀況，為消除和治理職業(yè)性有害因素提供科學(xué)依據(jù)，為煤礦的安全生產(chǎn)提供保障，同時為防塵措施提供科學(xué)的評價依據(jù)，對于改善井下作業(yè)環(huán)境、防止粉塵爆炸、消除煤礦安全隱患具有重要意

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的任務(wù)在于提供一種礦井粉塵帶電量測量裝置。

其技術(shù)解決方案是：

一種礦井粉塵帶電量測量裝置，包括為相應(yīng)部分提供電能的電源模塊、DSP處理模塊、人機(jī)接口交互模塊及測量電量顯示模塊，還包括用于粉塵電荷量測量的敏感探頭、信號調(diào)理模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊，敏感探頭與信號調(diào)理模塊連接，信號調(diào)理模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊與DSP處理模塊連接。

上述礦井粉塵帶電量測量裝置設(shè)置有能夠輸出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口信號的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出模塊，標(biāo)準(zhǔn)信號輸出模塊與DSP處理模塊連接。

上述敏感探頭包括筒狀金屬屏蔽外殼與環(huán)狀金屬電極，筒狀金屬屏蔽外殼的內(nèi)筒腔為粉塵進(jìn)出通道，其內(nèi)殼壁上設(shè)置有環(huán)形電極槽，環(huán)狀金屬電極放置在環(huán)形電極槽內(nèi)，環(huán)狀金屬電極與筒狀金屬屏蔽外殼之間設(shè)置有絕緣層，上述金屬屏蔽外殼設(shè)置有接地線，環(huán)狀金屬電極的信號線從金屬屏蔽外殼的殼壁上引出。

上述筒狀金屬屏蔽外殼與環(huán)狀金屬電極均由紫銅制成。

上述電源模塊分別與DSP處理模塊、測量電量顯示模塊、信號調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、人機(jī)接口交互模塊與標(biāo)準(zhǔn)信號輸出模塊連接。

上述標(biāo)準(zhǔn)信號輸出模塊設(shè)置有4～20mA電流輸出模塊與232/485信號輸出模塊。

本實(shí)用新型具有以下有益技術(shù)效果：

本實(shí)用新型利用流動的帶電粉塵能在敏感探頭上感應(yīng)出一定量電荷量的原理，將敏感探頭所檢測到的微弱電荷信號轉(zhuǎn)換為更容易處理的電壓信號，對電壓信號進(jìn)行放大濾波后輸入到A/D轉(zhuǎn)換模塊，將模擬信號量化為數(shù)字量信息，DSP處理模塊采集到A/D轉(zhuǎn)換模塊所輸出的數(shù)字量信號，在DSP處理模塊內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對信號的進(jìn)一步濾波處理后，得到粉塵的帶電量信號，將獲得的帶電量信號送往測量電量顯示模塊進(jìn)行顯示。同時，操作人員還可通過人機(jī)接口交互模塊來進(jìn)行有關(guān)設(shè)定。此外，可通過標(biāo)準(zhǔn)信號輸出模塊輸出符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號，便于與其他設(shè)備對接。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明：

圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。

圖2為圖1方式中敏感探頭的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實(shí)施方式