[实用新型]矿井粉尘带电量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量矿井粉尘带电量的测量装置。

背景技术

矿井粉尘是指煤矿在生产等过程中产生和形成的、能较长时间在空气中悬浮的固体微粒的总称。粉尘除继续保持原固体煤炭的主要物理化学性质外，还会出现许多新的特性，如爆炸性、带电性、分散性、可湿性等新特性。矿井粉尘主要是生产性粉尘，在煤矿生产和运输过程中矿井粉尘容易带有电荷，主要带电来源为：在割煤粉碎过程中形成；在运动中粉尘间互相摩擦而产生；与带电荷的粉尘、设备等表面的接触和碰撞产生；以及粉尘离子的扩散作用产生。粉尘的电荷量取决于粉尘粒径大小和密度，同时还受作业环境的温度和湿度影响。粉尘的电荷性对粉尘在空气中的稳定程度有一定的影响：同性电荷相互排斥，增强了空气中粒子的稳定程度；异性电荷相互吸引，使尘粒碰击、凝聚并沉降。电荷性的颗粒在呼吸道内容易被阻留，使人易得尘肺病等多种疾病。由于粉尘具有分散性，其表面积之和比原物质增大，使静电起电的作用增大。如直径为1米的煤块经研磨后形成直径为1毫米的颗粒，小颗粒的表面积为3.14平方毫米，所有颗粒的表面积之和为3141平方米，表面积增加到1000倍。每个颗粒均可带电，并使粉尘静电电压高达几千伏或几万伏。悬浮性是指粉尘在气体中与大地绝缘，每个粉尘都可以带电。当静电电压满足放电条件时，放电火花即可引起可燃气体和粉尘的爆炸。当带有电荷的粉尘靠近高分子材料和设备时被吸收积聚而形成物体带电，引起静电电位可以高达几十至几百千伏，形成的静电电源就成为酿成瓦斯粉尘爆炸事故的潜在因素。如果因煤体下滑、通风失调、放炮等造成局部瓦斯积聚、粉尘飞扬而且达到爆炸极限的巧合时，此时静电电源放电火花必然引爆瓦斯粉尘，酿成事故。

由上述可以看出，进行对矿井生产性粉尘带电量的检测，不仅关系到矿工的身体健康，关系到煤矿的安全生产，而且是管理人员掌握井下粉尘状况的重要手段，是粉尘危害防治的关键环节。通过检测并掌握环境中粉尘的静电状况，为消除和治理职业性有害因素提供科学依据，为煤矿的安全生产提供保障，同时为防尘措施提供科学的评价依据，对于改善井下作业环境、防止粉尘爆炸、消除煤矿安全隐患具有重要意

实用新型内容

本实用新型的任务在于提供一种矿井粉尘带电量测量装置。

其技术解决方案是：

一种矿井粉尘带电量测量装置，包括为相应部分提供电能的电源模块、DSP处理模块、人机接口交互模块及测量电量显示模块，还包括用于粉尘电荷量测量的敏感探头、信号调理模块与A/D转换模块，敏感探头与信号调理模块连接，信号调理模块与A/D转换模块连接，A/D转换模块与DSP处理模块连接。

上述矿井粉尘带电量测量装置设置有能够输出符合工业标准接口信号的标准信号输出模块，标准信号输出模块与DSP处理模块连接。

上述敏感探头包括筒状金属屏蔽外壳与环状金属电极，筒状金属屏蔽外壳的内筒腔为粉尘进出通道，其内壳壁上设置有环形电极槽，环状金属电极放置在环形电极槽内，环状金属电极与筒状金属屏蔽外壳之间设置有绝缘层，上述金属屏蔽外壳设置有接地线，环状金属电极的信号线从金属屏蔽外壳的壳壁上引出。

上述筒状金属屏蔽外壳与环状金属电极均由紫铜制成。

上述电源模块分别与DSP处理模块、测量电量显示模块、信号调理模块、A/D转换模块、人机接口交互模块与标准信号输出模块连接。

上述标准信号输出模块设置有4～20mA电流输出模块与232/485信号输出模块。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型利用流动的带电粉尘能在敏感探头上感应出一定量电荷量的原理，将敏感探头所检测到的微弱电荷信号转换为更容易处理的电压信号，对电压信号进行放大滤波后输入到A/D转换模块，将模拟信号量化为数字量信息，DSP处理模块采集到A/D转换模块所输出的数字量信号，在DSP处理模块内部实现对信号的进一步滤波处理后，得到粉尘的带电量信号，将获得的带电量信号送往测量电量显示模块进行显示。同时，操作人员还可通过人机接口交互模块来进行有关设定。此外，可通过标准信号输出模块输出符合工业标准的输出信号，便于与其他设备对接。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种实施方式的结构原理示意框图。

图2为图1方式中敏感探头的一种实施方式的结构原理示意图。

具体实施方式