[发明专利]用于变浓度粉尘的大量程自标定式测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于变浓度粉尘的大量程自标定式测量装置及方法，包括：防爆外壳、控制处理系统、粉尘传感器和气体采集系统；粉尘传感器包括光散射监测系统和电荷感应监测系统；防爆外壳的内部设置控制处理系统、光散射监测系统、电荷感应监测系统和气体采集系统；控制处理系统分别与光散射监测系统、电荷感应监测系统连接，用于信号处理；气体采集系统用于采集和排出含尘气流；光散射监测系统经气体采集系统与电荷感应监测系统连接，用于对含尘气流初步检测；电荷感应监测系统用于对含尘气流二次检测。本发明根据两个系统所测得结果进行粉尘浓度标定，以实现传感器的实时自标定，当传感器精度发生较大变化时，能及时的发出校准警告。

技术领域

本发明涉及矿产资源开采过程的粉尘监测技术领域，特别涉及一种用于变浓度粉尘的大量程自标定式测量装置及方法。

背景技术

矿产资源开采过程中会产生大量的呼吸性粉尘，严重威胁作业工人的身体健康和精密机械设备的寿命。对复杂井下环境的粉尘浓度进行实时地监测是保障矿产资源安全高效开采的必要前提。随着浅部资源的开采殆尽，矿产资源的开采逐渐转向深部，井下复杂环境中的排尘、降尘要求更高，因此亟待开发可适用于井下复杂环境的粉尘浓度连续测量技术。

根据粉尘测量原理可以将现有的粉尘浓度测量方法主要有光散射测量法、电荷感应测量法、称重法。上述方法各有利弊，如光散射法适用于测量浓度较低的粉尘，粉尘浓度过高时光散射量测量误差较大；电荷感应法对低浓度粉尘的电荷敏感性差；称重法不适用于粉尘浓度变化的情况。

井下粉尘的矿物成分复杂，不同种类粉尘的光散射属性和带电属性差异较大，应用光散射法与电荷感应法测量粉尘浓度前必须要标定，因此现有测量方法对复杂环境下的粉尘适应性差。同时，目前的装置大多需要采用抽气部件收集环境中的粉尘样本，这会对原始环境中粉尘的采样有干扰，导致测量结果失真且缺乏连续测量的能力。此外，现有装置受单一测量方法的限制，无法兼顾量程和精度，也缺乏不同测量方法之间的相互验证，测量结果可靠性低。

发明内容

鉴于上述粉尘测量技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于变浓度粉尘的大量程自标定式测量装置及方法，本发明能够将光学散射检测系统、电荷感应检测系统集成在一起，并可以根据两个系统所测得的结果经由处理器处理后得出实时粉尘浓度结果并可以实现自标定操作。

为了实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于变浓度粉尘的大量程自标定式测量装置及方法，包括：

防爆外壳、控制处理系统、粉尘传感器和气体采集系统；所述粉尘传感器包括光散射监测系统和电荷感应监测系统；

其中，所述防爆外壳的内部设置控制处理系统、光散射监测系统、电荷感应监测系统和气体采集系统；

所述控制处理系统分别与所述光散射监测系统、电荷感应监测系统连接，用于信号处理；

所述气体采集系统用于采集和排出含尘气流；

所述光散射监测系统经所述气体采集系统与所述电荷感应监测系统连接，用于对所述含尘气流进行初步检测处理；

所述电荷感应监测系统用于对所述含尘气流进行二次检测处理。

优选地，所述防爆外壳包括：壳体、设置按钮、电源警示灯、预警警示灯和LED显示屏；

其中，所述壳体用于为测量装置提供封闭环境；

所述设置按钮用于对所述粉尘传感器的参数进行实时设置；

所述电源警示灯用于实时显示所述粉尘传感器的电源状态；

所述预警警示灯用于实时显示所述粉尘传感器的工作状态；

所述LED显示屏用于显示粉尘浓度信息。

优选地，所述气体采集系统包括：进气嘴、过滤罩、水平腔管和出气嘴；