论文摘要
煤矿井下的各个生产环节都可能使粉尘带有电荷。粉尘的电荷性增强了粉尘在空气中的稳定程度,同时带有电荷的粉尘容易滞留在人体的肺内对人体产生危害。带有电荷的粉尘相互碰撞次数越多,带电量就越大,已带电的粉尘放电机会就越多。由于它们与氧气的接触面积大,所以粉尘燃爆的可能性也增大。因此,实现粉尘的电荷测量,不仅直接关系到矿工的身体健康和煤矿安全生产,同时也为粉尘防治提供科学的理论依据。本课题主要针对粉尘的电荷危害,研究了一种检测粉尘电荷的方法。论文主要的研究工作包括以下几个方面:1、研究了粉尘的带电机理和静电探头法的测量原理。论文详细分析了粉尘带电的三种途径、粉尘带电量与各种参数的关系和外界因素对粉尘带电量的影响。同时提出了用静电探头法进行粉尘电荷量的测量,并对静电探头法的测量原理进行了阐述。2、建立了静电测量装置的物理和数学模型,在此基础上进行了静电测量装置的设计。在静电测量装置的数学模型中,研究了运动粉尘的电荷量与电极表面感应电量的数学关系,依据得出的数学关系,对静电测量装置的灵敏度与滤波效应进行了分析,为静电测量装置的设计提供了理论基础。3、根据静电电荷的测量特点,设计了静电测量装置的数据采集系统。数据采集系统包括信号检测电路和信号处理电路。在信号检测电路的设计中,我们主要进行了电路的理论分析、设计以及合理性分析。信号处理电路主要包括信号的模数转化电路、信号控制电路、信号通信电路以及电路板的抗干扰设计。4、数据采集平台。采用Delphi作为开发工具,Access2000作为后台数据库管理系统,设计了相应的数据采集平台。实现数据曲线显示、存储、历史数据查询等功能。在现场试验过程中,我们利用粉尘检测实验室现有的矿井粉尘模拟巷道对静电测量装置进行现场调试,并根据数据采集平台所采集到的试验数据进行理论分析,现场调试和运行表明:系统能够实现粉尘静电电量的测量;具有较好的应用前景。