井下煤塵濃度分析系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)今我國煤礦開采大多是地下作業(yè)，煤礦井下各作業(yè)點在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量煤塵顆粒。煤塵顆粒特有的性質(zhì)決定了其具有很大的危害性：誘發(fā)職業(yè)性塵肺病、加速機械設(shè)備磨損、縮短精密儀器的使用壽命，甚至導(dǎo)致煤塵爆炸事故的發(fā)生。目前煤塵濃度的檢測方法及設(shè)備無論在技術(shù)上還是在實際應(yīng)用過程中均存在一些難以克服的弊端：一般采樣方法檢測到的為瞬時值，只能采集采樣時、點的粉塵濃度，不能動態(tài)反映作業(yè)場所煤塵污染情況，缺乏代表性，過程繁瑣，實時性差且測量結(jié)果誤差較大

2、。本課題研究設(shè)計了一種專門針對煤礦粉塵的監(jiān)測裝置，并進行了相關(guān)的實驗性測試。 本課題來源于山東省信息產(chǎn)業(yè)廳項目“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”。本裝置以單片機系統(tǒng)作為主控制器，采用煤塵顆粒采集器、顯微CCD圖像傳感器等部件作為探測器，在圖像采集控制單片機的協(xié)調(diào)下，由探測器獲取煤塵顆粒分布圖像，并將圖像經(jīng)過SAA7111圖像A/D轉(zhuǎn)換芯片和TMS320VC5410系列DSP實現(xiàn)圖像采集和壓縮，再利用RTL8019AS以太網(wǎng)控制

3、芯片和IP175A光纖收發(fā)芯片，采用UDP協(xié)議通過光纜將壓縮后的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心，由主計算機解壓縮后通過專門的圖像處理算法實現(xiàn)了煤塵濃度的計算和顯示。煤塵采集器是本文的設(shè)計重點，先后提出兩種不同的方案，在對比實驗分析的基礎(chǔ)上提出了抽氣取樣顯微觀測的新方案，該設(shè)計克服了傳統(tǒng)煤塵濃度測量方案只能監(jiān)控某點煤塵濃度的缺陷，使得采集結(jié)果更具代表性；采用多次測量取平均值，流動樣品采集等方法減小測量誤差擴大測量范圍；DSP高速的圖像壓縮能力

4、和數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化大大增強了煤塵檢測的實時性；全自動的工作方式，使得煤塵濃度監(jiān)測實現(xiàn)真正意義上的“傻瓜”化；光電轉(zhuǎn)換模塊和光纖光纜實現(xiàn)了遠程高速數(shù)據(jù)傳輸。 本課題程序設(shè)計以與DSP和單片機等微處理器相關(guān)的程序設(shè)計為主，選擇穩(wěn)定高效的匯編語言作為程序設(shè)計語言，實現(xiàn)了上電自舉引導(dǎo)程序、SAA7111控制寄存器初始化程序、JPEG圖像壓縮編碼程序和RTL8019AS遠程DMA寫程序。DSP匯編語言的JPEG圖像壓縮程序為核心程序。在算