交流耦合式電荷感應法粉塵濃度檢測技術研究.pdf

1、目前煤礦粉塵危害依然嚴重,塵肺病患者人數(shù)日趨增加,粉塵治理刻不容緩。粉塵檢測是粉塵治理不可或缺的一部分,但目前的煤礦粉塵濃度檢測方法均存在各種不足之處,既要實現(xiàn)準確、連續(xù)的粉塵濃度檢測,又要減少儀器維護工作,仍具有一定的難度,這也是粉塵濃度檢測技術方面亟待解決的難題。
　　本文在分析比較目前粉塵濃度檢測方法以及基于交、直流耦合原理的電荷法及其電極形狀的基礎上,提出了一種新的煤礦粉塵濃度檢測技術,即基于棒狀電極交流耦合式電荷感應法的

2、粉塵檢測技術,其主要研究成果如下:
　　首先,根據(jù)高斯靜電場理論和電荷感應定律,建立了帶電顆粒與棒狀電極的數(shù)學模型,并在此基礎上推導出棒狀電極的電荷感應空間靈敏度,分析了棒狀電極的結構尺寸和及電極外部保護絕緣材料厚度對其的影響,為粉塵濃度檢測儀器(傳感器)的電極結構設計提供了參考依據(jù)。
　　其次,根據(jù)棒狀電極電荷感應空間靈敏度,利用 MATLAB仿真帶電顆粒在電極表面感應電荷量的變化,模擬電荷放大器輸出的電壓信號,并通過實驗

3、進行了驗證,得到了電荷放大器輸出信號的波動性與帶電顆粒的濃度和移動速度之間的變化規(guī)律。
　　然后,設計了電荷拾取電路、fA級微弱信號放大處理電路與控制電路;通過軟、硬件兩方面抗干擾的研究,確保了微弱信號的不失真;根據(jù)降噪方法的分析與對比,確定了以小波分析Mallat算法降噪方法作為信號去噪算法;通過對波動信號參數(shù)特征值的分析和選取,確定了與粉塵濃度具有較好線性度的特征值。
　　最后,基于實驗室粉塵濃度標定系統(tǒng)和LabVIEW