基于透射式的煤尘浓度监测系统方法研究-控制科学与工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 致谢 光阴似箭，时光如梭，三年的研究生学习生涯即将结束，回顾这三年的求学 历程，对于那些引导、帮助和鼓励我的人心里充满了感激，在此表示感谢！ 首先，感谢尊敬的童敏明教授。童老师在论文选题、材料有哪些信誉好的足球投注网站和论文写作技 巧等方面给予我很多指导和建议，使我在科研思路拓展方面受到很大的启发，科 研能力上取得了较大进步。童老师渊博的知识和严谨的治学态度使我收益匪浅。 在此论文完成之际，谨向尊敬的童老师表示衷心的感谢！ 感谢实验室的老师和同学在论文写作和生活中给予我宝贵的建议和无私的 帮助，在此感谢唐守峰老师、董海波老师，感谢梁良师兄、李猛师兄，感谢李兰 霞、汪博、李高军、郑冰环、杜雨馨、吕广军和胡宗滔！感谢宿舍的舍友们的关 心和帮助！ 感谢我的父母，他们一直给予我默默的支持和鼓励，是我最坚强的后盾！ 由于水平和时间有限，论文难免有不当和不足之处，诚挚恳请各位专家教授予以 批评、指正。 摘 要 在采煤作业的过程中，巷道内会产生大量的煤尘，不仅影响作业生产，还会 对采煤工作人员的健康造成极大的危害，引发煤肺病，而且当煤尘浓度达到一定 界限并有明火时，还会发生煤尘爆炸事故，威胁矿井安全生产。因此，矿井煤尘 浓度监测已成为煤矿安全生产的重要环节之一，及时有效地监测生产过程中产生 的煤尘是必要的，采取有效除尘降尘措施，确保作业现场人员的生命安全。 本文在十二五国家支撑计划项目“矿井爆炸危险性实时监测预警技术研究 2013BAK06B08”的资助下，围绕煤尘监测预警装置的研制目标，在分析比较了国 内外常用的煤尘浓度检测方法的基础上，提出了基于结合朗伯-比耳定律和 Mie 散射理论的煤尘浓度测量方法。本文在分析了透射式煤尘浓度测量原理基础上， 利用 Mie 理论测定两个小角散射光强比，得到煤尘颗粒平均粒径，然后利用朗伯 -比尔定律，通过测量出透射激光的衰减程度，得到煤尘的浓度。本文在分析了 测量系统中可能造成测量误差的各种因素，对测量系统进行针对性设计，将双光 路比例差分应用到测量系统中，有效地消除温度变化、光源波动等因素造成的测 量误差。在采集煤尘浓度信号分析处理中，针对光电传感器微弱信号在放大及转 换过程中加入的各种噪声信号使用数字滤波算法处理，通过仿真及实验，验证了 滤波算法的性能和可靠性。 本文完成了煤尘测量系统的软、硬件设计，硬件主要包括前置放大电路、A/D 转换电路、FPGA 主控制模块、CAN 总线通讯电路、显示与声光报警电路及电源电 路。软件设计包括 FPGA 程序设计，A/D 模数转换驱动程序和数据滤波处理模块 的设计及 CAN 总线通信模块的设计等。 最后，对煤尘浓度监测系统进行了实验验证，实验结果完全符合设计的要求。 该论文有图 47 幅，表 11 个，参考文献 60 篇。 关键词：煤尘浓度检测；透射式；朗伯-比尔定律；信号噪声处理 I Abstract In the process of coal mining operations , a lot of dust will be produced in the roadway, not only affects the operation of production, can also cause great harm to the health of workers mining, causing lung disease.And when the coal dust concentration reaches a certain limit and there is fire, it may cause a coal dust explosion, threating mine safety. Therefore, mine coal dust concentration monitoring has become an important part of coal mine production safety, timely and effectively monitoring of coal dust in the production process is necessary to take effective dust removal measures to ensure the safety of workers. In this paper, Twelfth Five-Year National Support Program Real-time monitoring of the mine explosion hazard warning technology research 2013BAK06B08 under-funded, develo