基于电荷感应的粉尘浓度检测技术与试验研究

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1、基于电荷感应的粉尘浓度检测技术与试验研究⑧重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：梁康有指导教Oili：汪金刚副教授专业：电工理论与新技术学科门类：工学重庆大学电气工程学院二O一三年五月Chargeinductiondustconcentrationdetectiontechnologyandexperimentalstudy⑧AThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’SDegreeofEngineering一ByLi

2、angKangyouSupervisedbyAss．Prof．WangJingangSpecialty：ElectricalTheoryandNewTechnologySchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing，ChinaMay2013重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着现代工业和科学技术的迅速发展，粉尘浓度的测量已经显得越来越重要。空气中粉尘浓度的测量，在环境保护、消防安全以及工业生产和科学实验领域都有重要的意义。及时有效地对作业场所的粉尘浓度进行监测，才能更好的掌握粉

3、尘浓度状况，进行有效的除尘和降尘，降低作业场所的粉尘浓度，对确保人身安全和提高环境质量发挥极其重要作用。随着环境质量标准的曰趋严格以及对加工工艺要求的日益提高，已有的监测技术不能满足形势发展的需求，人们纷纷探求更为精确、高实时性的粉尘浓度检测方法。国外在相关领域起步较早，发展也较快，而我国在这方面还相对落后，与国外相比尚有相当的距离。积极地研究可靠的粉尘监测方法和实用系统已经成为一项迫在眉睫的任务。本文首先介绍了粉尘浓度测量技术的发展与现状。对电荷法、称重法等方法进行了介绍，比较其优缺点，提出基于电荷感应原理的粉尘浓度测量技术，采用交变电场中传感器

4、电压来表征粉尘浓度。接着深入剖析电荷感应的测量原理，从理论上验证基于电荷感应原理的粉尘浓度测量技术的可行性、合理性；讨论了两相流体等效介电常数设计；设计出圆柱形传感器；并分析了交变电场中传感器的感应电压。根据系统各个模块的具体需要，选择合适器件完成系统的硬件设计，根据测量需要完成系统的软件调试，最终完成基于STC90C51单片机为核心开发研制的粉尘浓度测量装置。最后按上述理论搭建了试验平台。步骤如下：在空间内施加50Hz、lkV／m左右的恒定电场，通过改变漏斗活塞的开口大小来控制传感器内的粉尘浓度，风机将粉尘吹入传感器，为了使传感器内部粉尘浓度保持

5、稳定，在平台尾部增设循环装置。粉尘浓度引起的电压变化即可作为测量信号。试验结果表明：此装置可用于粉尘浓度在0．819／m3到1．999／m3之间的测量环境，其测量值与实际值的平均误差为1．8％。系统整体测量性能良好，与其它的测量结果对比相关度很高，可满足工程测量需要。关键词：交变电场，粉尘浓度，检测重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofmodemindustryandscienceandtechnology,thedustconcentrationmeasurementhasbecomeinc

6、reasinglyimportant．Dustintheairismeasuredinenvironmentalprotection，firesafety,aswellasindustrialproductionandscientificexperimentfieldhasimportantsignificance．Atimelyandeffectivemannertomonitorworkplacedustconcentration，inordertobeRergraspthedustconcentration，dustanddustsuppre

7、ssiontoreduceworkplacedustconcentration，playanextremelyimportantroletoensurethesafetyandimprovethequalityoftheenvironment．Withincreasinglystringentenvironmentalqualitystandardsaswellasincreasingtheprocessingrequirementsoftheexistingmonitoringtechnologycannotmeetthedevelopmentn

8、eedsofthesituation，peoplehavetoexploremoreaccurate，real—timed