一种粉尘浓度传感器辅助标定系统的制作方法

1.本实用新型涉及综合实验技术领域，特别涉及一种粉尘浓度传感器辅助标定系统。


背景技术：

2.随着我国对煤炭能源需求的增大，不仅煤矿数量增多，机械化、自动化的开采技术也在迅猛发展。新技术在提高煤矿生产效率的同时，也大幅度增加了工作面的粉尘浓度。粉尘治理过程中，粉尘浓度检测是不可或缺的一部分，因此实现作业场所粉尘浓度的准确检测刻不容缓。目前，矿用粉尘浓度传感器大多数还在研制当中，对于研制出的传感器监测的准确性要进行标定，到现场进行标定不仅繁琐且井下条件复杂，不容易控制。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，以解决现有粉尘浓度传感器研制过程中标定困难的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型提出了一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，包括风洞洞体，所述风洞洞体的一端连接有粉尘发尘装置，风洞洞体的另一端连接有引风机，在风洞洞体内可拆卸安装有粉尘浓度传感器和粉尘采样器，所述粉尘浓度传感器和粉尘采样器位置相邻，所述粉尘采样器包括进尘通道，进尘通道内设置有流量计，进尘通道的末端连接有可开合的采样腔，采样腔中设置有真空泵以及将腔体封堵的滤膜，在风洞洞体上对应粉尘采样器及粉尘浓度传感器开设有一个可开合的窗口，所述粉尘浓度传感器和粉尘采样器的尺寸均小于窗口尺寸。
5.上述方案中：靠近引风机位置处设置有除尘装置，所述除尘装置与引风机相连，除尘装置用于去除引风机内的粉尘。
6.上述方案中：还包括操作台主机，所述操作台主机对应粉尘发尘装置、引风机和除尘装置设置有控制按钮，操作台主机对应粉尘浓度传感器设置有浓度显示屏，可实现远程控制。
7.上述方案中：所述粉尘浓度传感器和粉尘采样器沿风洞洞体径向并排设置。粉尘浓度传感器和粉尘采样器安装在风洞洞体的同一长度位置处，两者采样环境一致，有利于保证实验的精确性，最大可能地消除误差。
8.上述方案中：所述粉尘发尘装置采用ctf粉尘发生器，包含空压机储气罐，ctf粉尘发生器能向风洞洞体内产生粒径为0.1～200μm、浓度为10～1000mg/m3的粉尘。
9.上述方案中：所述风洞洞体为由不锈钢材料制成的卷筒结构，重量轻且不易损坏。
10.本实用新型的有益效果是：粉尘发尘装置在引风机的配合下能向风洞洞体内发送一定浓度及流速的粉尘，粉尘采样器上的滤膜可对采样到的粉尘进行收集，粉尘浓度传感器可监测相近位置处的粉尘浓度，通过窗口可取出粉尘采样器及粉尘浓度传感器，由于粉尘采样器的采样腔可开合，所以滤膜也可取出，通过对采样前后的滤膜进行称重，可得到粉
尘采样器采得的粉尘质量，将采样质量数据带入公式进行计算得出采样浓度，将采样浓度与粉尘浓度传感器监测得到的粉尘浓度进行比较，从而标定校准粉尘浓度传感器，实验系统结构简单，操作方便。
附图说明
11.图1是本实用新型的结构示意图。
12.图2是粉尘浓度传感器的示意图。
13.图3是粉尘采样器的示意图。
具体实施方式
14.如图1—3所示，一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，包括风洞洞体2。
15.风洞洞体2的一端连接有粉尘发尘装置1，风洞洞体2的另一端连接有引风机3。在风洞洞体2内可拆卸安装有粉尘浓度传感器4和粉尘采样器5，粉尘浓度传感器4和粉尘采样器5位置相邻。粉尘采样器5包括进尘通道51，进尘通道51内设置有流量计，进尘通道51的末端连接有可开合的采样腔52，采样腔52中设置有真空泵以及将腔体封堵的滤膜，真空泵能将采样腔52抽成负压，采样时利用采样腔52内的负压将环境粉尘吸入采样腔52，使其依附在滤膜上。
16.在风洞洞体2上对应粉尘采样器5及粉尘浓度传感器4开设有一个可开合的窗口6，粉尘浓度传感器4和粉尘采样器5的尺寸均小于窗口6尺寸，通过窗口6可取出粉尘浓度传感器4及粉尘采样器5。
17.最好是，靠近引风机3位置处设置有除尘装置7，除尘装置7与引风机3相连，除尘装置7用于去除引风机3内的粉尘。
18.最好是，还包括操作台主机8，操作台主机8对应粉尘发尘装置1、引风机3和除尘装置7设置有控制按钮，操作台主机8对应粉尘浓度传感器4设置有浓度显示屏，可实现远程控制。
19.最好是，粉尘浓度传感器4和粉尘采样器5沿风洞洞体2径向并排设置。粉尘浓度传感器4和粉尘采样器5安装在风洞洞体2的同一长度位置处，两者采样环境一致，有利于保证实验的精确性，最大可能地消除误差。
20.最好是，粉尘发尘装置1采用ctf粉尘发生器，包含空压机储气罐，ctf粉尘发生器能向风洞洞体2内产生粒径为0.1～200μm、浓度为10～1000mg/m3的粉尘。
21.最好是，风洞洞体2为由不锈钢材料制成的卷筒结构，重量轻且不易损坏。
22.本实用新型的使用方法为：
23.粉尘采样器5可设定采样流量值，以便进行粉尘浓度值的计算，采样流量误差：≤
±
1.0％。粉尘密度按0.5t/m3计，粉尘发尘装置1每步转动0.075
°
，给尘量约为0.916mg，能够形成均匀稳定的粉尘环境；引风机3风速1.5m/s，发尘速度可根据需要实时调节。
24.比例系数k0可以采用平行采样标定法，粉尘浓度传感器4与粉尘采样器5同时安置于风洞洞体2内，粉尘以一定的浓度和速度通过，在粉尘浓度传感器4测量的同时，粉尘采样器5进行采样，并记录下粉尘浓度传感器4的测量数据10组以上，取其算术平均值作为粉尘浓度传感器4的测量值，粉尘采样器5采集粉尘后，用精密电子天平称重，并计算(计算公式
如下)出粉尘浓度值，作为标准浓度值。
25.为确保测量数据准确有效，实验时应严格遵循以下步骤：
26.1、确定粉尘发尘装置1初始发尘浓度及粉尘采样器5采样流量参数；
27.2、称重记录采样前的滤膜质量，然后将滤膜安装于粉尘采样器5的采样腔中；
28.3、在粉尘浓度传感器4测量的同时，粉尘采样器5进行采样，采样时间为1min；
29.4、每隔一分钟记录一次粉尘浓度传感器4的测量数据c1；
30.5、采样结束后再次进行滤膜称重，根据式1、2分别计算出称重法测定的粉尘浓度值c2和比例系数k0。
[0031][0032][0033]
式中：q为采样流量；t为采样时间；w1为采样前的滤膜质量；w2为采样后的滤膜质量；c1为粉尘浓度传感器4测定的粉尘浓度值；c2为称重法测定的粉尘浓度值。
[0034]
调整粉尘发尘装置1的发尘浓度由0均匀增加至800mg/m3，按照上述步骤依据比例系数k0进行粉尘浓度传感器4的标定。


技术特征：
1.一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，其特征在于：包括风洞洞体(2)，所述风洞洞体(2)的一端连接有粉尘发尘装置(1)，风洞洞体(2)的另一端连接有引风机(3)，在风洞洞体(2)内可拆卸安装有粉尘浓度传感器(4)和粉尘采样器(5)，所述粉尘浓度传感器(4)和粉尘采样器(5)位置相邻，所述粉尘采样器(5)包括进尘通道(51)，进尘通道(51)内设置有流量计，进尘通道(51)的末端连接有可开合的采样腔(52)，采样腔(52)中设置有真空泵以及将腔体封堵的滤膜，在风洞洞体(2)上对应粉尘采样器(5)及粉尘浓度传感器(4)开设有一个可开合的窗口(6)，所述粉尘浓度传感器(4)和粉尘采样器(5)的尺寸均小于窗口(6)尺寸。2.根据权利要求1所述的一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，其特征在于：靠近引风机(3)位置处设置有除尘装置(7)，所述除尘装置(7)与引风机(3)相连。3.根据权利要求2所述的一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，其特征在于：还包括操作台主机(8)，所述操作台主机(8)对应粉尘发尘装置(1)、引风机(3)和除尘装置(7)设置有控制按钮，操作台主机(8)对应粉尘浓度传感器(4)设置有浓度显示屏。4.根据权利要求1所述的一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，其特征在于：所述粉尘浓度传感器(4)和粉尘采样器(5)沿风洞洞体(2)径向并排设置。5.根据权利要求1所述的一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，其特征在于：所述粉尘发尘装置(1)采用ctf粉尘发生器，包含空压机储气罐，ctf粉尘发生器能向风洞洞体(2)内产生粒径为0.1～200μm、浓度为10～1000mg/m3的粉尘。6.根据权利要求1所述的一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，其特征在于：所述风洞洞体(2)为由不锈钢材料制成的卷筒结构。

技术总结
本实用新型公开了一种粉尘浓度传感器辅助标定系统，包括风洞洞体，风洞洞体的一端连接有粉尘发尘装置，另一端连接有引风机，在风洞洞体内可拆卸安装有粉尘浓度传感器和粉尘采样器，粉尘采样器包括进尘通道，进尘通道内设置有流量计，进尘通道的末端连接有可开合的采样腔，采样腔中设置有真空泵以及将腔体封堵的滤膜，在风洞洞体上对应粉尘采样器及粉尘浓度传感器开设有一个可开合的窗口，粉尘浓度传感器和粉尘采样器的尺寸均小于窗口尺寸。本实用新型通过对采样前后的滤膜进行称重，可得到粉尘采样器采得的粉尘质量，带入公式进行计算得出采样浓度，将采样浓度与粉尘浓度传感器测量的粉尘浓度进行比较，从而标定校准粉尘浓度传感器。传感器。传感器。


技术研发人员：李申龙 蔡逢华 刘欢 陈元祯 黄庆涛
受保护的技术使用者：陕西未来能源化工有限公司
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2023/2/2