交流耦合式电荷感应法粉尘浓度检测技术研究硕士论文
GOYEN EMP6 BBD6 技术说明书
P1 技术说明书 EMP6/BBD6烟尘排放总量/浓度在线监测仪 与除尘系统超标排放在线监测报警器概况：澳大利亚高原公司的最新推出的EMP6与BBD6型烟尘排放监测仪，测量尘埃粒子经过一个固定探头的静电荷感应量。
尘埃粒子与探头感应产生静电荷，通过探头进行信号放大并传送进监测控制系统。
静电荷的大小与尘埃粒子的流量成比。
本系统的高科技电子线路把这部分电荷转换成为控制信号输出，启动烟尘超标排放警报，同时用于连续记录粉尘颗粒的总量或浓度。
EMP6与BBD6装置提供了目前世界最新交流耦合技术。
这是现代最精确和稳定的监测技术，特别适合连续排放记录和数据累积。
EMP6监测系统工作原理是运用尘埃颗粒流经探头周围所产生的电荷感应来确认烟尘在线排放量(单位＝mg/sec或g/hr)。
在燃烧工况相对稳定的情况下（即在同一个排放点上，流速、温度、压力、湿度和烟尘颗粒性质都没有很大的变化，小于±30%的变动），本系统经直接校定后也可用于在线监测排放浓度（单位＝mg/M3）。
EMP6监测仪可以连接其他接收4～20mA或0-10V模拟信号的标准数据显示器/输送器或者AXD1信号转换卡，然后利用安装有CONNECT或SPC软件的电脑微机进行数据处理，还可以直接连接用户单位现有的DCS或PLC系统。
EMP6型控制器可以广泛应用在工业环境中连续监测废气的排放量，以符合政府公布的有关大气环境保护法规指标。
利用静电荷感应方法来监测成分不明的烟（粉）尘排放量是国际上最普遍接受的技术适用范围：高原公司的EMP6型排放监测器广泛应用于各种工业用途，包括：发电，建材加工，散装材料，食品加工，采煤和采矿，水泥制造和包装等。
典型的用途包括用作破损滤袋的探测器，或粉状材料回收、产品输送总量监测，或各种大小、各种燃料的锅炉烟尘排放浓度监测。
产品介绍：EMP6：单探头包括一个方形的控制盒、一个圆形的探头和一根探针，提供二个模拟信号输出（0～10V,4～20mA,继电开关控制）与二个继电开关报警信号输出，具有微调放大功能并且自带SD存储卡，经过校定后可在线监测粉尘排放总量或者排放浓度。
金属粉尘浓度检测技术研究
金属粉尘浓度检测技术研究王宇廷;王杰;陈建阁【摘要】抛光打磨作业场所浮游的可燃性金属粉尘具有爆炸性，实现对其浓度检测具有十分重要的意义。
在分析了粉尘浓度2种主要的检测方法即光散射法和电荷感应法检测原理的基础上，设计了相应的粉尘浓度检测电路，并通过粉尘风硐实验对其检测精度做了对比实验。
实验结果表明，电荷感应式浓度传感器对金属粉尘的连续检测更加准确有效。
%The floating combustible metal dust in polishing working places is explosive and so it is very important to detect the concentration of the dust .On the basis of the analysis of the dust concentration in the two main detection methods of light scattering and charge induction detection principles ,it is designed the corresponding dust concentration detection circuits , and through dust wind tunnel experiments ,the measurement accuracy is contrasted .The experimental results show that the continuous detection of the metal dust is more accurate and effective by charge induction density sensor .【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2017(043)001【总页数】5页(P1-4,20)【关键词】电荷感应;光散射法;金属粉尘;浓度检测【作者】王宇廷;王杰;陈建阁【作者单位】中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司重庆400037;中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司重庆400037;中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司重庆400037【正文语种】中文我国的作业场所金属粉尘带来的安全隐患十分突出，对作业场所的粉尘浓度进行有效的实时监控十分必要。
粉尘浓度测试实验报告
粉尘浓度测试实验报告粉尘浓度测试实验报告概述：粉尘浓度是指单位体积空气中悬浮颗粒物的质量或数量。
在工业生产、建筑施工以及环境监测等领域中，粉尘浓度的测试是非常重要的。
本实验旨在通过实际测量，探究不同环境中的粉尘浓度变化，并对实验结果进行分析和讨论。
实验设备：1. 粉尘浓度测试仪：用于测量空气中颗粒物的浓度。
2. 实验室：提供稳定的实验环境，避免外界因素对实验结果的影响。
3. 校准气体：用于校准粉尘浓度测试仪的准确性。
实验步骤：1. 校准测试仪：将校准气体引入粉尘浓度测试仪中，根据测试仪的说明书进行校准，确保测试仪的准确性。
2. 测试环境准备：在实验室内选择不同的测试点，例如办公室、车间、室外等，确保每个测试点的环境状况不同。
3. 测试过程：将粉尘浓度测试仪放置在测试点的中心位置，记录测试仪显示的浓度数值。
每个测试点的测试时间为5分钟，以确保结果的准确性。
4. 数据记录：将每个测试点的浓度数值记录下来，并标注测试点的环境条件，如温度、湿度等。
5. 数据分析：根据实验结果，比较不同测试点的粉尘浓度差异，并分析可能的原因。
实验结果：经过一系列的测试，我们得到了以下实验结果：1. 在办公室环境中，粉尘浓度较低，平均浓度为X mg/m³。
这可能是由于办公室内部的空气循环系统能够有效过滤空气中的颗粒物。
2. 在车间环境中，粉尘浓度较高，平均浓度为Y mg/m³。
这可能是由于车间内的工业生产过程中产生了大量的颗粒物，导致浓度升高。
3. 在室外环境中，粉尘浓度较为稳定，平均浓度为Z mg/m³。
这可能是由于室外环境中的颗粒物来源较为多样化，包括空气中的尘埃、车辆尾气等。
数据分析与讨论：通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 不同环境中的粉尘浓度存在明显差异，这与环境内部的颗粒物来源和处理方式有关。
2. 办公室环境中的粉尘浓度较低，说明室内空气质量较好，但仍需注意定期清洁和通风。
基于图像法的粉尘浓度检测
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RD100-BC粉尘检测仪说明书
RD100-BC粉尘浓度检测仪技术说明书使用手册生产厂商：北京瑞德朋远科技有限公司➢➢➢➢产品概况RD100-BC系列粉尘浓度检测仪测量尘埃粒子经过一个固定探头的静电荷感应量。
尘埃粒子与探头感应产生静电荷，通过探头进行信号放大并传送进监测控制系统。
静电荷的大小与尘埃粒子的流量成比。
本系统的高科技电子线路把这部分电荷转换成为控制信号输出，启动粉尘超标排放警报，同时用于连续记录粉尘粒子的总量或浓度。
RD100-BC系列装置提供了目前最新交流耦合技术。
这是现代精确和稳定的监测技术，特别适合连续排放记录和数据累积。
本监测系统工作原理是运用尘埃粒子流经探针周围所产生的电荷感应来确认尘埃粒子在线排放量（mg/sec）或排放浓度(mg/m3）。
在燃烧工况相对稳定的情况下（即在同一个排放点上，流速、温度、压力、湿度和烟尘颗粒性质都没有很大的变化，小于±90%的变动），本系统经直接校定后也可用于在线监测排放浓度（单位＝mg/M3）。
➢使用范围RD100-BC系列粉尘浓度检测仪广泛应用于各种工业用途，包括：炼钢、发电、石油、化工、医药、建材加工、采煤和采矿、水泥制造和包装等行业。
典型用途包括布袋除尘器滤袋破损的探测，或粉状材料回收、产品输送总量监测，或各种大小、各种燃料的锅炉烟尘排放浓度监测。
➢产品介绍RD100-BC系列粉尘浓粉尘浓度检测仪四大特点：1、采用最先进的实用技术—专利改进型交流耦合技术，对粉尘的探测灵敏度高，线性度好，粉尘沾染探头后不影响测量灵敏度，免维护免清理。
2、标准二线制4-20mA电流输出，抗干扰能力强，易于远距离信号传输，对信号传输导线无特殊要求，输出电流与粉尘浓度成线性关系，方便后续的PLC数据处理。
3、安装使用与二线制压力变送器完全一致，现场工程技术人员无须任何特殊培训即可正确使用，安装方便运行可靠。
4、接线盒内置一体化变送器输出的4-20mA电流与粉尘感应探针之间电气隔离，实现信号的安全传输。
静电感应原理粉尘仪的发展历史
颗粒物静电感应技术的回顾与展望在线测量排放烟道和风动输送管道中固体颗粒物的质量流量，对提高生产力、改善产品质量、减少颗粒物排放和提高生产过程效率都起到关键性的作用，但行业内一致认为测量气流中的颗粒物是一项技术上的挑战。
30多年的实践证明，在上述工业过程中，颗粒物静电感应测尘技术是一种测量固体颗粒物的流动状况的可靠、经济、实用的方法。
颗粒物静电感应测尘技术1970年代末首先运用到颗粒物排放监测领域的。
从最初简单的基于模拟电路的独立式除尘器泄漏检测仪，到采用了DSP芯片和数字信号处理算法的颗粒物流量/浓度仪，此项技术随着对颗粒物静电感应原理和气固两相流体力学的更深入的理解而逐步完善起来，并被应用到越来越多的工业领域当中。
在1995年，一个里程碑式的事件是USEPA（美国环保署）颁布了二次熔铅行业的MACT（最可行控制技术）标准，在这个标准中，第一次要求了在除尘器的运行中使用颗粒物静电感应粉尘监测系统。
这代表了USEPA首次官方承认并推荐颗粒物静电感应技术，自此之后，这项技术陆续出现在其他的一些USEPA与除尘器有关的排放标准当中。
基本原理在夹带颗粒物的气流中，当颗粒与探头碰撞时，颗粒和探头间会发生电荷传递（即摩擦起电）。
气流中的颗粒自身也带有一定净电荷，当颗粒经过探头附近时，探头上也会产生感应电荷（即静电感应）。
图1 碰撞电流的产生当一个颗粒与探头碰撞时，电荷转递量的多少取决于颗粒的物理和化学性质（如大小、电化学势等）以及速度。
空间分部的颗粒物与探头碰撞的综合结果是在探头上产生的微小电流信号，信号的强度与一定时间内碰撞探头的颗粒数量成正比。
在探头附近，颗粒通常不是均匀分布的，同时它们的流动速度也在平均速度上下浮动；所以“碰撞”电流信号的强度也是在某一均值附近浮动。
图2 感应电流的产生当一个颗粒掠过探头时，感应电荷量的多少取决于探头的形状、探头和粒子之间的径向距离、颗粒所带的净电荷量以及其轴向速度。
当颗粒通过在探头所在的管道截面时，如果将其所带的电荷当作一个脉冲信号，而由感应电荷在探头上的生成的电流信号则是这个感应系统的脉冲响应。
粉尘浓度测定实验报告
粉尘浓度测定实验报告
1. 引言：
介绍实验目的和背景，说明为什么进行粉尘浓度测定实验，以及与工作场所安全和环境保护的关联。
2. 材料和方法：
- 材料：列出实验所用的粉尘样品的来源和特征，包括粉尘类型、粒径分布等。
- 方法：
a. 样品采集：详细描述粉尘样品的采集方法，包括采样器具的选择、采样点的确定等。
b. 样品处理：介绍样品处理的具体步骤，例如净化、过滤、稀释等操作。
c. 测定设备：列出实验所需的粉尘浓度测定设备，例如颗粒物浓度计、粉尘采样仪器等。
d. 测定程序：描述实验的操作步骤，包括设定测定范围、工作条件等。
3. 结果和讨论：
- 结果：将实验得到的粉尘浓度数据记录下来，并以表格或图表的形式展示。
- 讨论：对实验结果进行分析和解释，可以与相关的安全和环境标准进行比较和讨论，评估工作场所粉尘浓度的合规性。
4. 结论：
总结实验的主要结果和发现，回答实验目的是否达到的问题，并对工作场所粉尘浓度采取相应的措施和建议。
5. 实验误差和改进：
分析可能存在的实验误差和不确定性因素，并提出改进实验的建议，如采用更准确的测量方法或增加样本数量等。
6. 参考文献：
引用相关的文献或测量方法，确保实验报告的准确性和可靠性。
7. 附录：
- 实验数据记录：提供实验数据的详细记录表，包括每个样本的粉尘浓度数据。
- 实验设备和仪器的规格：附上粉尘浓度测定设备的技术规格和参数。
《矿用粉尘检测传感器及仪器的研究》范文
《矿用粉尘检测传感器及仪器的研究》篇一一、引言随着煤炭工业的快速发展，矿用粉尘问题日益突出，它不仅对矿工的身体健康构成威胁，还会影响矿井的正常运行。
因此，矿用粉尘检测技术的研究变得尤为重要。
本文将着重探讨矿用粉尘检测传感器及仪器的相关研究，以期为矿井粉尘治理提供技术支持。
二、矿用粉尘的特点及危害矿用粉尘主要由煤炭、岩石、煤矸石等物质在开采、运输、破碎等过程中产生。
这些粉尘具有粒度小、浓度高、分散性好等特点，易于被矿工吸入肺部，长期积累可能导致矽肺病等职业病。
此外，矿用粉尘还会降低设备的工作效率，影响矿井的安全运行。
三、矿用粉尘检测传感器的研究为了有效检测矿用粉尘浓度，研究人员开发了多种粉尘检测传感器。
这些传感器主要基于光学、电学、声学等原理进行工作。
1.光学粉尘传感器：利用光散射、光吸收等光学原理，通过测量光在空气中的变化来检测粉尘浓度。
这种传感器具有响应速度快、测量范围广等优点，但易受环境光干扰。
2.电学粉尘传感器：通过测量空气中的离子电流或电导率来检测粉尘浓度。
这种传感器具有结构简单、成本低等优点，但易受环境湿度和温度的影响。
3.声学粉尘传感器：利用声波在空气中的传播特性，通过测量声波的散射、衰减等参数来检测粉尘浓度。
这种传感器具有较高的灵敏度，但易受噪声干扰。
四、矿用粉尘检测仪器的研究为了满足矿井现场的实际需求，研究人员开发了多种矿用粉尘检测仪器。
这些仪器通常具有实时监测、数据记录、报警提示等功能。
1.手持式粉尘检测仪：便于矿工现场使用，可实时监测粉尘浓度，并给出报警提示。
这种仪器具有操作简便、携带方便等优点。
2.在线式粉尘检测仪：可实时监测矿井内的粉尘浓度，并将数据传输至监控中心。
这种仪器具有测量精度高、可实现远程监控等优点。
3.智能粉尘检测系统：将传感器、仪器与计算机技术相结合，实现粉尘浓度的自动监测、数据记录、分析预警等功能。
这种系统可提高矿井的粉尘治理水平，保障矿工的身体健康。
五、结论矿用粉尘检测传感器及仪器的研发对于提高矿井的粉尘治理水平具有重要意义。
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摘
要ห้องสมุดไป่ตู้
目前煤矿粉尘危害依然严重，尘肺病患者人数日趋增加，粉尘治理刻不容缓。粉 尘检测是粉尘治理不可或缺的一部分，但目前的煤矿粉尘浓度检测方法均存在各种不 足之处，既要实现准确、连续的粉尘浓度检测，又要减少仪器维护工作，仍具有一定 的难度，这也是粉尘浓度检测技术方面亟待解决的难题。 本文在分析比较目前粉尘浓度检测方法以及基于交、直流耦合原理的电荷法及其 电极形状的基础上，提出了一种新的煤矿粉尘浓度检测技术，即基于棒状电极交流耦 合式电荷感应法的粉尘检测技术，其主要研究成果如下： 首先，根据高斯静电场理论和电荷感应定律，建立了带电颗粒与棒状电极的数学 模型，并在此基础上推导出棒状电极的电荷感应空间灵敏度，分析了棒状电极的结构 尺寸和及电极外部保护绝缘材料厚度对其的影响，为粉尘浓度检测仪器（传感器）的 电极结构设计提供了参考依据。 其次，根据棒状电极电荷感应空间灵敏度，利用 MATLAB 仿真带电颗粒在电极 表面感应电荷量的变化，模拟电荷放大器输出的电压信号，并通过实验进行了验证， 得到了电荷放大器输出信号的波动性与带电颗粒的浓度和移动速度之间的变化规律。 然后，设计了电荷拾取电路、fA 级微弱信号放大处理电路与控制电路；通过软、 硬件两方面抗干扰的研究，确保了微弱信号的不失真；根据降噪方法的分析与对比， 确定了以小波分析 Mallat 算法降噪方法作为信号去噪算法； 通过对波动信号参数特征 值的分析和选取，确定了与粉尘浓度具有较好线性度的特征值。 最后，基于实验室粉尘浓度标定系统和 LabVIEW 设计的数据采集系统，对所设 计的感应式粉尘浓度传感器进行了验证；并对其外界影响因素进行了分析，提出了相 应的解决方案。 实验室实验证明：基于交流耦合式电荷感应法的粉尘浓度传感器其检测误差低于 10%，稳定性较好，不受电极表面吸附颗粒的影响，免于维护，具有较好的重复性。 关键字：粉尘浓度检测；交流耦合式；棒状电极电荷感应空间灵敏度；小波分析； LabVIEW；
I
煤炭科学研究总院硕士学位论文
Abstract
Currently coal dust remains a serious threat. With the increasing number of patients with pneumoconiosis, dust control is pressing. Dust detection is an integral part of dust control, but now coal mine dust concentration detection methods have various shortcomings. It still has some difficulty that not only to achieve accurate and continuous concentration detection of dust, but also to reduce instrument maintenance work. This also is the urgent problem on the technology of dust concentration detection. Through the analysis and comparison of the current dust concentration detection methods、charge method based on AC and DC coupling principle and electrode shape, proposed a new coal mine dust concentration detection technology,which is AC-coupled charge sensing method dust detection technology based on rod-electrode. The main research work and achievements are as follows: First, according to the theory of Gaussian electrostatic field and the charge induction law, build mathematical model of charged particles and rod-electrode. In this condition, the charge sensing spatial sensitivity of electrode rod is deduced, and the influence of size of rod electrodeson and thickness of insulation materials on the sensitivity is ansysed.This provide a reference for the design of the sensor structure. Secondly, according the charge sensing spatial sensitivity of rod-electrode, the change of induced charge on the electrode surface is simulated by charged particle and the voltage signal output from charge amplifier by MATLAB. And the results were verified by experiments. The change of induced charge is simulated by charged dust cloud. The variation of concentration and the moving speed of the charged particles with the volatility of the signal output from charge amplifier is proved. Then, the charge pickup circuit, weak signal of fA stage processing circuit and control circuit are designed. Through the studies of software and hardware,to mack sure that the weak signal is not distorted. Accroding the analysis and comparison of noise reduction methods,mack sure that wavelet analysis algorithm Mallat as signal de-noising algorithm.It is choose eigenvalues that can response dust concentration linearity by the analysis of characteristics value of the fluctuant signal. Finally, based on dust concentration calibration system in laboratory and data acquisition system by LabVIEW, sensing dust concentration sensor is tested. Its external factors were analyzed ,and put forward the corresponding solutions. Laboratory experiments show that: detection error of the dust concentration sensor of AC-coupled charge induction is less than 10%.The sensor is stability, free from the electrode surface adsorption of particles, maintenance-free, and with good repeatability. Keywords: Dust concentration detection； AC-coupled; rod-electrode space charge sensing sensitivity; wavelet analysis; LabVIEW
II
煤炭科学研究总院硕士学位论文
目
录
1 绪 论 .................................................................1 1.1 课题研究的意义和背景 ............................................1 1.2 国内外粉尘浓度检测技术现状 ......................................2 1.2.1 称重法 .....................................................3 1.2.2 电容法 .....................................................3 1.2.3 压电晶体法 .................................................3 1.2.4 β射线法 ...................................................4 1.2.5 光学法 .....................................................4 1.2.6 振荡天平法 .................................................6 1.2.7 电荷法 .....................................................6 1.2.8 粉尘浓度检测方法的比较 .....................................7 1.3 课题的主要研究内容 ..............................................8 1.4 本章小结 ........................................................9 2 粉尘电荷性及感应式粉尘浓度检测原理 ...................................10 2.1 粉尘静电特性 ...................................................10 2.1.1 粉尘的带电机理 ............................................10 2.1.2 粉尘颗粒带电量的影响因素分析 ..............................11 2.2 交流耦合式电荷感应法粉尘浓度检测原理 ...........................11 2.2.1 检测的基本原理 ............................................11 2.2.2 电极种类 ..................................................13 2.2.3 棒状电极交流耦合式电荷感应法粉尘浓度检测技术现状 ..........14 2.3 本章小结 .......................................................16 3 棒状电极感应空间灵敏度及感应信号研究 .................................17 3.1 建立模型 .......................................................17 3.2 棒状电极空间灵敏度推导 .........................................19 3.3 电极电荷感应空间灵敏度研究 .....................................20 3.3.1 电极的半径 ................................................20 3.3.2 插入的长度 ................................................22