[发明专利]煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统

权利要求书

1.一种煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统，包括矿井环境风洞、粉尘产生系统、PM2.5传感系统以及信号采集分析系统，其特征在于：

矿井环境风洞用于产生人造气流，给粉尘产生系统、PM2.5传感系统、信号采集分析系统提供稳定模拟煤矿井下环境；

粉尘产生系统用于制造粉尘颗粒并将制备的粉尘颗粒喷入矿井环境风洞；

PM2.5传感系统用于测量粉尘浓度并将所测浓度信号转化为电信号，传送给信号采集分析系统；

信号采集分析系统用于对粉尘浓度信号进行采集与分析，检测出PM2.5的主要特征。

2.如权利要求1所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统还包括气固稳定流通风系统和温湿度调节系统，其特征在于：

气固稳定流通风系统用于给矿井环境风洞提供气流，使矿井环境风洞内的流动气体保持在层流状态；

温湿度调节系统用于监控矿井环境风洞内的温度和湿度，使矿井环境风洞中的环境符合煤矿井下环境要求。

3.如权利要求2所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统，其特征在于，所述矿井环境风洞分别与粉尘产生系统、信号采集分析系统、PM2.5传感系统、气固稳定流通风系统以及温湿度调节系统相连接；所述PM2.5传感系统与信号采集分析系统相连接。

4.如权利要求2所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统，其特征在于，所述气固稳定流通风系统包括轴流风机和变频器；所述温湿度调节系统采用智能控制型调节器，具有直接显示湿度、温度的可视化界面。

5.如权利要求4所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统，其特征在于，所述变频器为变频三相异步电机。

6.如权利要求1所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统，其特征在于，所述矿井环境风洞外壳采用PMMA有机玻璃制作且加入了抗静电剂。

7.如权利要求1所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统，其特征在于，所述粉尘产生系统包括依次相连接的超声研磨分级系统、气溶胶粉尘发生器、空气压缩净化系统、粉尘产生器。

8.如权利要求1所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统，其特征在于，所述PM2.5传感系统输出的电信号为电流或频率信号。

9.一种煤矿井下PM2.5浓度模拟检测方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测系统，其特征在于，包括如下步骤：

变频器带动轴流风机，通过调频方式改变风机速度使矿井环境风洞内的流体达到层流状态；

温湿度调节系统调节控制矿井环境风洞中的温度和湿度，使矿井环境风洞中的环境符合煤矿井下环境要求；

通过粉尘产生系统进行气溶胶粉尘制取，而后气溶胶粉尘喷入矿井环境风洞；

PM2.5传感系统接收到气溶胶粉尘的浓度信号后转化为电信号，传送给信号采集分析系统；

信号采集分析系统采集信号并传输到上位机，所述上位机进行数据交互，对检测到的数据进行分析，对系统的设备进行控制，得出PM2.5的主要特征。

10.如权利要求9所述的煤矿井下PM2.5浓度模拟检测方法，其特征在于，所述通过粉尘产生系统进行气溶胶粉尘制取，而后气溶胶粉尘喷入矿井环境风洞，包括如下步骤：

把煤块放入超声研磨分级系统中，磨制出PM2.5粉尘；

将PM2.5粉尘引入气溶胶粉尘发生器；

将从气溶胶粉尘发生器出来的气体引入空气压缩净化系统；

将经过压缩净化的空气接入粉尘产生器，调整好粉尘进给速度，靠空气压力把气溶胶粉尘喷入矿井环境风洞。