煤矿粉尘监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及煤矿设备技术领域，提供了一种煤矿粉尘监控系统。该煤矿粉尘监控系统，包括顺序连接的用于采集粉尘浓度信号敏感元件、用于将采集到的浓度信号进行放大的放大电路、用于将浓度信号进行模数转换的A/D转换器、做为数据处理控制单元的单片机，所述单片机连接有用于显示数字化粉尘浓度的LCD显示器、蜂鸣报警器、用于报警浓度值设置的输入键盘，用于启动换气装置的执行机构。本实用新型专利技术能够及时有效地对作业场所的粉尘浓度进行监测，能更好地掌握粉尘浓度状况，进行有效的除尘和降尘，对确保人身安全和提高环境质量发挥着极其重要的作用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤矿设备
，提供了一种煤矿粉尘监控系统。
技术介绍
随着石油、天然气工业以及煤炭工业的发展，煤矿安全、环境污染等一系列问题正成为人们关注的重点，尤其井下粉尘浓度高，对井下工作人员的身心健康造成了极大的威胁。据介绍，中国煤矿约95%是井工矿，开采条件复杂，而且随着采掘深度增加，煤矿瓦斯、水患、冲击地压等灾害越来越严重。井工开采矿井具有灾害因素集中、人员活动量大，矿粉不容易及时排除多种致灾因素共存井下的特点，也容易引发大的灾难。对煤矿生产、工业生产和日常生活中产生的有害气体进行高灵敏度检测变得十分重要。目前，国家环保部和煤矿安全监察局对粉尘危害非常重视，对作业场所的粉尘排放浓度制订了相关标准，严格控制粉尘浓度，以减少粉尘危害。因此，及时有效地对作业场所的粉尘浓度进行监测，能更好地掌握粉尘浓度状况，进行有效的除尘和降尘，对确保人身安全和提高环境质量发挥着极其重要的作用。由此可以看出粉尘对人类健康和生产危害十分严重。因此，粉尘浓度测试仪意义很重大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种煤矿粉尘监控系统。本技术为了实现上述目的采用了以下技术方案—种煤矿粉尘监控系统，其特征在于包括顺序连接的用于采集粉尘浓度信号敏感元件、用于将采集到的浓度信号进行放大的放大电路、用于将浓度信号进行模数转换的A/D转换器、做为数据处理控制单元的单片机，所述单片机连接有用于显示数字化粉尘浓度的LCD显示器、蜂鸣报警器、用于报警浓度值设置的输入键盘，用于启动换气装置的执行机构。本技术具有以下有益效果本技术能够及时有效地对作业场所的粉尘浓度进行监测，能更好地掌握粉尘浓度状况，进行有效的除尘和降尘，对确保人身安全和提高环境质量发挥着极其重要的作用。附图说明图1为本实用性的系统方框图；图2为本技术的电路图。具体实施方式下面对本技术做进一步的说明本技术提供了一种煤矿粉尘监控系统包括顺序连接的用于采集粉尘浓度信号敏感元件、用于将采集到的浓度信号进行放大的放大电路、用于将浓度信号进行模数转换的A/D转换器、做为数据处理控制单元的单片机，所述单片机连接有用于显示数字化粉尘浓度的LCD显示器、蜂鸣报警器、用于报警浓度值设置的输入键盘，用于启动换气装置的执行机构。工作过程将电源开关打开后，当敏感元件检测到的粉尘浓度信号时，通过A/D转换器ADC0809将模拟信号转换成数字信号，传输给单片机。上电后根据环境要求的不同，从键盘输入设定的最高粉尘浓度值。单片机将检测到的数字信号显示在LCD显示器上，并与输入设定值进行比较，当检测到的值大于设定值时单片机驱动蜂鸣器报警，通知人员撤离。且执行装置，接收单片机的控制信息作出动作，执行装置是步进电机驱动换气装置。单片机处理单元单片机是粉尘检测器的核心，完成数据采集、处理、输出、显示等功能，是整个仪器正常工作的基础，它的选择直接关系到整个系统的工作。选择通用性强、功耗小、性能稳定良好的8位CMOS微处理器芯片AT89S52以低廉的价格、强大的功能，完全符合经济的原则并且满足本系统的要求。所以，在本系统中我们选用AT89S52作为CPU-H-* I I心/T O敏感元件粉尘浓度传感器的在外部空气在抽风机的吸力下通过迷宫式进气口进入传感器暗室。空气中的浮游粉尘在暗室内受到激光发生器发出的平行光照射时，粉尘的散射光强度正比于质量浓度，该散射光经过光电转换器转换成光电流，经主控板的光电流积分电路转换成与散射光强成正比的光电脉冲数。计算脉冲数即可测出粉尘的相对质量浓度，通过标定在设置键盘上预设K值，工作时便可直接在数码显示屏上显示空气中的粉尘质量浓度(mg/m )。A/D转换电路因为单片机不能直接接收模拟量信号，所以电压测量信号，必须通过A/D转换后方可以输入单 片机进行处理。A/D转换器芯片有很多种，在此选择比较熟悉的ADC0809。ADC0809是8路8位逐次逼近行A/D转换CMOS器件，能对多路模拟信号进行分时采集和A/D转换，输出数字信号通过三态缓冲器，可直接与微处理器的数据总线相连接。输入键盘电路设计因为不同环境中粉尘浓度不同，粉尘流动量也不一样，人在不同环境中工作所承受的最大粉尘量也不一样，所以在更换环境时要设置不同的粉尘浓度参考值(该环境中能接受粉尘浓度最大值)，当浓度超过所设定值时，粉尘检测仪报警，我们根据报警就可以采取相应措施或使人员撤离工作现场或动力降低粉尘浓度。在实际生产生活中报警的同时还会自启动换气装置。本模块利用独立按键方式通过三个独立按键累加输入参考值，通过单片机比较采集的数据与参考值来控制蜂鸣器是否报警。同时可以通过独立按键来进行参考值和当前浓度值的显示切换。显示接口 本模块采用“单片机软件译码”来实现数码管的动态显示，因为本设计采集的粉尘浓度经模数转换和单片机处理是以三位的十进制数表示的，所以四个LED数码管足以显示粉尘浓度，本模块采用的4个共阳LED数码管，因为I/O 口输出驱动电流过小，所以每个数码管的控制端接一个三极管对电流进行放大而使LED工作，而控制各个数码管的位选转为控制4个三极管的基极使三极管导通时数码管工作。看门狗部分看门狗就是在程序飞跑或死机时，对系统进行复位重新置位，以使系统恢复正常运行的一种专用电路。现在常用的看门狗主要有两种软件狗和硬件狗。(I)软件狗实际上就是通常说的软件指令，一旦程序跑飞，只要程序指针指向这些地址，便立即被强行跳转至程序的开头或其他指定地址处，从而使程序继续正常执行。(2)硬件狗现在更多的被采用。所谓硬件狗，就是一个能够发送“复位”信号的计数器或定时器电路。以前常用的硬件狗由脉冲计数器和一些外围电路组成，计数清零和溢出端分别和单片机的I/o于RST相连接。其工作原理是由脉冲发生电路产生脉冲，计数器对脉冲进行计数。程序正常运行时，CPU在计数器溢出之前通过I/O 口对计数器清零，使计数器不能溢出，此时由于溢出端与CPU的RST端相连接，所以使单片机系统“复位”，使其能重新正常运行。单片机系统的供电电源有时候因为各种不同原因而不稳定，发生电压波动或瞬时掉电的现象，从而影响系统的正常工作和数据保存。如果能对电源电压进行监视，当电源电压下降到某一特定值时，发生一个信号给单片机和电源切换电路，那么就使CPU及时进行必要的操作和维持工作电源的稳定。本技术采用软件看门狗。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿粉尘监控系统，其特征在于：包括顺序连接的用于采集粉尘浓度信号敏感元件、用于将采集到的浓度信号进行放大的放大电路、用于将浓度信号进行模数转换的A/D转换器、做为数据处理控制单元的单片机，所述单片机连接有用于显示数字化粉尘浓度的LCD显示器、蜂鸣报警器、用于报警浓度值设置的输入键盘，用于启动换气装置的执行机构。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿粉尘监控系统，其特征在于包括顺序连接的用于采集粉尘浓度信号敏感元件、用于将采集到的浓度信号进行放大的放大电路、用于将浓度信号进行模数转换的A/D转...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘开方，陈镜汉，卢建波，彭玉慧，
申请(专利权)人：重庆飞尔达机械有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：