[发明专利]一种应用于粉尘云团浓度场分布的标定系统及其方法

摘要

本发明公开了一种应用于粉尘云团浓度场分布的标定系统及其方法。本发明提供超声脉冲浓度标定系统，得到粉尘浓度与能量衰减系数之间的关系；在整个粉尘云团扩散的空间中分布脉冲超声波传感器检测单元，采用脉冲电压信号激励发射传感器，产生超声波，穿过衰减振荡脉冲区域，形成衰减振荡脉冲波，具备很强的抗干扰能力和测试系统的便捷性；粉尘爆轰过程中产生粉尘云团扩散穿过单元场衰减振荡脉冲区域，导致衰减振荡脉冲波的能量减小，计算机根据能量减小的单元场衰减振荡脉冲信号和原始的单元场衰减振荡脉冲信号，计算得到能量衰减系数；本发明利用脉冲超声波的特性，对于粉尘云团进行动态浓度探测，具备客观的应用价值和研究价值。

主权项

1.一种应用于粉尘云团浓度场分布的标定系统，其特征在于，所述标定系统包括：粉尘、标准压力容器、U型喷嘴、工作台、粉尘填充器皿、逆止阀、高频电磁阀、电磁阀控制器、储气室、压力表、高压气压机、标定发射传感器、标定接收传感器、标定集成电路板、数据采集器和计算处理器；其中，密封的标准压力容器固定在工作台上；U型喷嘴设置在标准压力容器内；高压气压机、储气室、逆止阀、粉尘填充器皿和U型喷嘴顺次通过输气管道连接；压力表通过输气管道连接至储气室；电磁阀控制器电气连接至高频电磁阀；标定发射传感器和标定接收传感器相对设置在标准压力容器内，二者之间为标定场衰减振荡脉冲区域，并分别电气连接至标定集成电路板；标定集成电路板连接至数据采集器，数据采集器连接至计算处理器；质量已知的粉尘填充在粉尘填充器皿内；标准压力容器内没有粉尘时，标定发射传感器发出超声波，经标定场衰减振荡脉冲区域，形成标定场衰减振荡脉冲波，由标定接收传感器接收，经标定集成电路板，由数据采集器采集，传输至计算处理器，得到原始的标定场衰减振荡脉冲信号；高压气压机产生高压气体，定量储存在储气室中；通过电磁阀控制器控制高频电磁阀导通，控制高压气体流通至粉尘填充器皿内，粉尘在高压气体的压力下，通过U型喷嘴，均匀喷洒至标准压力容器内，逆止阀防止粉尘回流，从标定发射传感器发出的超声波，经过充满粉尘的标定场衰减振荡脉冲区域，能量减小，形成能量减小的标定场衰减振荡脉冲波，由标定接收传感器接收，经标定集成电路板，由数据采集器采集，传输至计算处理器，得到能量减小的标定场衰减振荡脉冲信号；计算处理器根据经能量减小的标定场衰减振荡脉冲信号和原始的标定场衰减振荡脉冲信号，得到在这个粉尘浓度下的能量衰减系数；改变粉尘填充器皿内的粉尘的质量，得到一系列对应的粉尘浓度下的能量衰减系数，经过线性拟合得到粉尘浓度与能量衰减系数之间的关系，实现粉尘浓度标定。