CN106053305A - 一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统和方法 - Google Patents

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邹美玲
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
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    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials

Abstract

本发明公开了一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统，包括井上控制机构和井下控制机构，井上控制机构包括PC机，PC机上分别通过导线连接有电源箱、RS‑232/485转换器、调度室和打印机，调度室还通过导线分别连接有显示屏和报警器；井上控制机构和井下控制机构通过RS‑232/485转换器相连接。本发明还公开了一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测方法，利用计算机的强大信息处理能力来对采集到的信号进行实时显示，并对监测到的实时数据进行保存，供其它应用程序对这些数据进行分析，当监测数据超过预定范围时进行报警，粉尘浓度进一步超出最高限制范围时采取相应的粉尘控制处理措施。

Description

一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统和方法
技术领域
本发明属于采矿行业技术领域，具体涉及一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统，本发明还涉及一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测方法。
背景技术
采矿作业井下各作业点在生产过程中会产生大量粉尘，严重危害人员健康和设备的正常运行，而目前对粉尘监测与控制技术水平还很不足，一般仅仅停留在现场采样，实验室检测的水平，不能及时、动态反映作业场所粉尘污染情况，过程繁琐，且测量结果误差较大。
目前我国采用先进的计算机及信息化技术，针对不同行业的职业安全卫生信息开发的公共管理监测系统十分缺乏，特别是针对采矿作业炭行业(我国粉尘危害最为严重的行业)的粉尘监测监控的试验性研究更是空白。
但随着科学技术的进步和人们对可吸入颗粒物及尘肺病的深入研究，发现上述可吸入颗粒物检测方法及仪表无论在技术上还是在实际工作过程中均存在一些难以克服的弊端：
1)目前我国对可吸入颗粒主要为短期间歇粉尘检测。瞬时取样只能收集在采样过程中可吸入颗粒物的浓度，不能准确反映矿山的采矿作业的可吸入颗粒物污染状况。
2)具体到可吸入颗粒物检测仪器，目前国内矿山测量可吸入颗粒物浓度的常用方法有采样器采样和直读式快速测尘仪两种。使用采样器采样，测量的准确度高，在很多国家定为标准可吸入颗粒物浓度测定仪器，但是它存在很大的局限性，测尘需要称重、烘干、采样、再烘干、再称重及计算等一系列繁琐的过程，尤其是不能及时、动态反映现场作业环境的可吸入颗粒物污染状况；直读式快速测尘仪，虽然有快速、直读，并能及时反映出作业场所可吸入颗粒物污染状况的优点，但由于受技术条件的限制，测量结果误差很大，使该类仪器无法推广应用。
3)结果缺乏真实性。自我检测人员往往由于生产标准的确定，使得可吸入颗粒结果往往人为降低，可吸入颗粒物检测覆盖率和合格率是不实际的。
发明内容
本发明的目的是提供一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统，解决了现有技术中存在的不能动态监测控制粉尘、2.不能同时有效除尘降尘的问题。
本发明的另一目的是提供一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测方法。
本发明所采用的第一技术方案是，一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统，包括井上控制机构和井下控制机构，井上控制机构包括PC机，PC机上分别通过导线连接有电源箱、RS-232/485转换器、调度室和打印机，调度室还通过导线分别连接有显示屏和报警器；井上控制机构和井下控制机构通过RS-232/485转换器相连接。
进一步地，井下控制机构包括若干个井下控制单元，每个井下控制单元包括主控制器，主控制器分别通过导线连接有电源、摄像头、报警器、可吸入颗粒物传感器和湿度传感器。
进一步地，每个所述井下控制单元通过导线与RS-232/485转换器相连接。
本发明所采用的第二技术方案是，一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测方法，包括以下步骤：
步骤1、设置参数：主控制器设置可吸入颗粒物及湿度的初始值、预定范围值以及限制范围值；
步骤2、开始监测：启动各器件进行数据监控；
步骤3、采集数据：可吸入颗粒物传感器采集空气中的可吸入颗粒物，湿度传感器采集空气中的湿度，并传递给主控制器进行数据分析通过RS-232/485转换器传递给PC机，并通过显示屏对可吸入颗粒物含量和湿度进行实时显示；PC机对可吸入颗粒物含量和湿度进行数据分析，如果数据没有超出预定的范围，主控制器控制可吸入颗粒物传感器和湿度传感器继续进行数据采集；如果数据超出预定的范围，则通过PC机控制报警器进行报警并显示出数据超出限制范围，并根据数据超出的范围显示控制措施，如果没有显示数据超出限制范围，则返回报警器进行报警并显示。
本发明的有益效果是：1)利用计算机的强大信息处理能力来对采集到的信号进行实时显示，并对监测到的实时数据进行保存，供其它应用程序对这些数据进行分析，当监测数据超过预定范围时进行报警，粉尘浓度进一步超出最高限制范围时采取相应的粉尘控制处理措施。
2)对煤矿粉尘监测及控制系统的试验性软件模拟设计。
3)粉尘监控系统产品的开放性和可扩展性。
附图说明
图1是本发明采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统结构示意图；
图2是本发明采矿作业场所可吸入颗粒物的监测方法流程框图。
图中，1.井上控制机构，2.井下控制机构，3.PC机，4.电源箱，5.RS-232/485转换器，6.调度室，7.打印机，8.显示屏，9.报警器，10.井下控制单元，11.主控制器，12.电源，13.摄像头，14.报警器，15.可吸入颗粒物传感器，16.湿度传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统，如图1所示，包括井上控制机构1和井下控制机构2，井上控制机构1包括PC机3，PC机3上分别通过导线连接有电源箱4、RS-232/485转换器5、调度室6和打印机7，调度室6还通过导线分别连接有显示屏8和报警器9；井上控制机构1和井下控制机构2通过RS-232/485转换器5相连接。
井下控制机构2包括若干个井下控制单元10，每个井下控制单元10包括主控制器11，主控制器11分别通过导线连接有电源12、摄像头13(用于探测周围的工作状况)、报警器14、可吸入颗粒物传感器15、和湿度传感器6。
本项目意在：系统利用可吸入颗粒物传感器直接测量可吸入颗粒物浓度，测定数据就地显示；与此同时输出与采矿作业可吸入颗粒物监控系统相适应的频率信号，供监控系统进行地面监测；在监控系统中设置可吸入颗粒物浓度报警值，当可吸入颗粒物浓度超过设定值时，自动报警，并将控制箱控制电磁阀打开，从而实现可吸入颗粒物的自动控制，降低巷道内的可吸入颗粒物浓度，改善工作环境，最终达到对井下可吸入颗粒物浓度的在线监控。
本发明还提供一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测方法，包括以下步骤：
步骤1、设置参数：主控制器11设置可吸入颗粒物及湿度的初始值、预定范围值以及限制范围值；
步骤2、开始监测：启动各器件进行数据监控；
步骤3、采集数据：可吸入颗粒物传感器15采集空气中的可吸入颗粒物，湿度传感器17采集空气中的湿度，并传递给主控制器11进行数据分析通过RS-232/485转换器5传递给PC机3，并通过显示屏8对可吸入颗粒物含量和湿度进行实时显示；PC机3对可吸入颗粒物含量和湿度进行数据分析，如果数据没有超出预定的范围，主控制器11控制可吸入颗粒物传感器15和湿度传感器17继续进行数据采集；如果数据超出预定的范围，则通过PC机3控制报警器9进行报警并显示出数据超出限制范围，并根据数据超出的范围显示控制措施，如果没有显示数据超出限制范围，则返回报警器9进行报警并显示。

Claims (4)

1.一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统，其特征在于，包括井上控制机构(1)和井下控制机构(2)，所述井上控制机构(1)包括PC机(3)，所述PC机(3)上分别通过导线连接有电源箱(4)、RS-232/485转换器(5)、调度室(6)和打印机(7)，所述调度室(6)还通过导线分别连接有显示屏(8)和报警器(9)；所述井上控制机构(1)和井下控制机构(2)通过RS-232/485转换器(5)相连接。
2.根据权利要求1所述的采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统，其特征在于，所述井下控制机构(2)包括若干个井下控制单元(10)，每个井下控制单元(10)包括主控制器(11)，所述主控制器(11)分别通过导线连接有电源(12)、摄像头(13)、报警器(14)、可吸入颗粒物传感器(15)和湿度传感器(16)。
3.根据权利要求2所述的采矿作业场所可吸入颗粒物的监测系统，其特征在于，每个所述井下控制单元(10)通过导线与RS-232/485转换器(5)相连接。
4.一种采矿作业场所可吸入颗粒物的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、设置参数：主控制器(11)设置可吸入颗粒物及湿度的初始值、预定范围值以及限制范围值；
步骤2、开始监测：启动各器件进行数据监控；
步骤3、采集数据：可吸入颗粒物传感器(15)采集空气中的可吸入颗粒物，湿度传感器(17)采集空气中的湿度，并传递给主控制器(11)进行数据分析通过RS-232/485转换器(5)传递给PC机(3)，并通过显示屏(8)对可吸入颗粒物含量和湿度进行实时显示；PC机(3)对可吸入颗粒物含量和湿度进行数据分析，如果数据没有超出预定的范围，主控制器(11)控制可吸入颗粒物传感器(15)和湿度传感器(17)继续进行数据采集；如果数据超出预定的范围，则通过PC机(3)控制报警器(9)进行报警并显示出数据超出限制范围，并根据数据超出的范围显示控制措施，如果没有显示数据超出限制范围，则返回报警器(9)进行报警并显示。
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