一种用于粉尘工作场所的安全监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，包含微处理器以及分别与之连接的数据预处理模块、电机模块、加湿器和无线传输模块，还包含粉尘传感器和湿度传感器，粉尘传感器和湿度传感器分别经数据预处理模块与微处理器连接；粉尘传感器和湿度传感器分别采集空气中的粉尘浓度信号和湿度信号并传送给数据预处理模块进行放大和滤波处理，数据预处理模块再将处理后的信号送给微处理器，微处理器将接收到的信号转化为现场粉尘数据，再根据现场粉尘数据产生驱动指令并将该指令传送给电机模块，电机模块根据驱动指令驱动现场的通风窗口和排风扇运转。本实用新型实时监测现场粉尘浓度并及时降低粉尘浓度，消除爆炸隐患。
【专利说明】—种用于粉尘工作场所的安全监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于安全监测领域，特别涉及了一种用于粉尘工作场所的安全监控系统。
【背景技术】
[0002]随着工农业的发展，特别是工业的发展，粉尘的危害也越来越严重。工业生产过程中不仅源源不断地提供人们需要的产品，而且也不断地产生各种各样的工业粉尘。工业生产、交通运输和农业活动，都会产生大量的粉尘。据统计，农业粉尘占粉尘总量的10%左右，大量的粉尘来源于工业生产和交通运输。电厂的输煤系统、煤矿、隧道施工现场，尤其建材工业、化学工业，工业与民用产生的粉尘最为严重。2014年8月2日，江苏昆山开发区某公司轮毂抛光车间在生产过程中发生爆炸，造成大量人员伤亡和财务损失。从铝制轮毂打磨下来的粉尘在车间积聚、弥漫，却没有引起任何人的警觉，最终造成重大生产事故。
[0003]我国是产煤大国，在总的能源构成中，煤炭约占75%左右，这一状况在今后相当长的时间内不会有根本性的改变。煤矿井下各作业点在生产过程中会产生大量粉尘，煤矿粉尘的危害性很大，可导致煤尘燃烧和爆炸，同时也能诱发职业病——尘肺病。粉尘对人体健康危害极大，尤其以小粒径颗粒物为甚。因为小粒径颗粒物长时间漂浮于大气中，难以沉降到地面，易进入人体呼吸道，且粒径小，在人体呼吸道中沉降部位越深，危害就越大。采取有效措施防治粉尘，是煤矿安全生产的一项重要工作。监测井下各作业点的粉尘浓度，是正确评估粉尘防止措施的必不可少的手段。
[0004]粉尘危害日益严重，大气中过大呼吸性粉尘粒子对人体的健康会造成不良的影响，除了呼吸性粉尘对人体的危害外，一些可燃粉尘还具有爆炸性，对粉尘浓度进行监控是防止粉尘爆炸的一项重要的措施。所谓粉尘爆炸是指粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源(明火或温度)，火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。因此需要开发出能够监测粉尘浓度并能够采取有效措施来降低粉尘浓度的设备，从而消除爆炸隐患。
实用新型内容
[0005]为了解决【背景技术】存在的问题，本实用新型旨在提供一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，实时监测现场粉尘浓度并及时降低粉尘浓度，消除爆炸隐患。
[0006]为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为:
[0007]—种用于粉尘工作场所的安全监控系统，包含微处理器以及分别与之连接的数据预处理模块、加湿器、电机模块和无线传输模块，还包含粉尘传感器和湿度传感器，粉尘传感器和湿度传感器分别经数据预处理模块与微处理器连接；粉尘传感器和湿度传感器分别采集空气中的粉尘浓度信号和湿度信号并传送给数据预处理模块进行放大和滤波处理，数据预处理模块将处理后的信号送给微处理器，微处理器将接收到的信号转换为粉尘数据和湿度数据，根据粉尘数据产生驱动指令并将该指令传送给电机模块，电机模块根据驱动指令驱动现场的通风窗口和排风扇启闭，微处理器根据湿度数据控制加湿器启闭，微处理器还通过无线传输模块将数据发送至监测站的PC机上。
[0008]其中，上述数据预处理模块包括集成放大电路和低通滤波器，所述集成放大电路的输入端连接粉尘传感器和湿度传感器的输出端，集成放大电路的输出端连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端连接微处理器。
[0009]其中，上述集成放大电路的型号为LM324。
[0010]其中，系统还包含显示模块，所述显示模块与微处理器连接。
[0011]其中，系统还包含报警模块，所述报警模块与微处理器连接。
[0012]其中，系统还包含FLASH存储模块，所述FLASH存储模块与微处理器连接，存储粉尘数据。
[0013]采用上述技术方案带来的有益效果:
[0014](1)本实用新型通过粉尘传感器采集现场的粉尘数据并传送给微处理器，不但可以实时监测现场粉尘浓度，并可以根据采集的粉尘数据控制现场排风扇和通风扇的运转，从而迅速便捷地降低现场粉尘浓度，避免意外地发生；
[0015](2)本实用新型设有显示模块，显示采集到的粉尘数据，还设有报警模块，当现场粉尘浓度超过预警线时报警，及时通知现场人员进行相应处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的系统结构框图。
【具体实施方式】
[0017]以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
[0018]如图1所示本实用新型的系统结构框图，一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，包含微处理器以及分别与之连接的数据预处理模块、电机模块、加湿器和无线传输模块，还包含粉尘传感器和湿度传感器，粉尘传感器和湿度传感器分别经数据预处理模块与微处理器连接。
[0019]在本实施例中，数据预处理模块包括集成放大电路和低通滤波器，所述集成放大电路的输入端连接粉尘传感器和湿度传感器的输出端，集成放大电路的输出端连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端连接微处理器。集成放大电路的型号为LM324。系统还包含分别于微处理器连接的显示模块、报警模块和FLASH存储模块，微处理器采用内置AD转换器的单片机。
[0020]本实用新型的工作过程:
[0021]粉尘传感器采集现场空气中的粉尘浓度信号，粉尘传感器根据光的反射原理，当粉尘颗粒经过传感器内部光束时，传感器通过检测反射光的强度得到相应粉尘浓度信号。由于不同空气湿度下，粉尘浓度的安全标准不同，在相同粉尘浓度条件下，空气湿度越小，越容易发生粉尘爆炸危险。因此，本实用新型需要通过湿度传感器检测现场的空气湿度。检测到的粉尘浓度信号和湿度信号依次传送给集成放大电路和低通滤波器进行放大和滤波处理，再将处理后的信号送给微处理器，微处理器内置的AD转换器对信号进行AD转换，生成粉尘数据和湿度数据。微处理器被预先设定了粉尘浓度预警值和空气湿度预警值，当粉尘数据超过粉尘浓度预警值时，微处理器产生驱动指令并将该指令传送给电机模块，电机模块根据驱动指令驱动现场的通风窗口和排风扇运转，同时驱动报警模块报警，从而及时有效地降低现场粉尘浓度。当湿度数据低于空气湿度预警值时，微处理器直接控制加湿器工作，增加空气湿度。另外，微处理器还将生成的粉尘数据和湿度数据通过无线传输模块发送至监测站的PC机上，无线传输模块采用以太网或者Zigbee方式进行无线通信。显示模块用于实时显示现场粉尘数据和空气湿度数据，考虑到数据通过以太网传输可能会因为外界不可预料因素而造成的传输故障，或者整个系统因外界原因造成复位，采用Flash存储模块存储临时数据，当系统再次复位后可以读取故障前的数据，这样可以防止数据的丢失。
[0022]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，其特征在于:包含微处理器以及分别与之连接的数据预处理模块、加湿器、电机模块和无线传输模块，还包含粉尘传感器和湿度传感器，粉尘传感器和湿度传感器分别经数据预处理模块与微处理器连接；粉尘传感器和湿度传感器分别采集空气中的粉尘浓度信号和湿度信号并传送给数据预处理模块进行放大和滤波处理，数据预处理模块将处理后的信号送给微处理器，微处理器将接收到的信号转换为粉尘数据和湿度数据，根据粉尘数据产生驱动指令并将该指令传送给电机模块，电机模块根据驱动指令驱动现场的通风窗口和排风扇启闭，微处理器根据湿度数据控制加湿器启闭，微处理器还通过无线传输模块将数据发送至监测站的PC机上。
2.根据权利要求1所述一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，其特征在于:所述数据预处理模块包括集成放大电路和低通滤波器，所述集成放大电路的输入端分别连接粉尘传感器和湿度传感器的输出端，集成放大电路的输出端连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端连接微处理器。
3.根据权利要求2所述一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，其特征在于:所述集成放大电路的型号为LM324。
4.根据权利要求1所述一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，其特征在于:还包含显示模块，所述显示模块与微处理器连接。
5.根据权利要求1所述一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，其特征在于:还包含报警模块，所述报警模块与微处理器连接。
6.根据权利要求1所述一种用于粉尘工作场所的安全监控系统，其特征在于:还包含FLASH存储模块，所述FLASH存储模块与微处理器连接，存储粉尘数据。
【文档编号】G01N15/06GK204154608SQ201420588383
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】王其, 程致远, 朱哲夫, 陈媛, 管永康, 李金林, 李辰帅, 缪宇敏 申请人:南京信息工程大学