CN106322546B - 基于气压差预防粉尘爆炸的智能预警装置 - Google Patents

基于气压差预防粉尘爆炸的智能预警装置 Download PDF

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Abstract

基于气压差预防粉尘爆炸的智能预警装置，涉及一种通过传感器对混合空间内的粉尘云浓度以及空气的温度、湿度进行监测，基于双核微处理器对监测数据实时分析的结果，利用多排风扇转动产生的气压差，带动混合空间内空气的循环流动以过滤粉尘云浓度，对粉尘进行智能预警，并进行快速定位。本装置分为主机和处理机，处理机部分有：一号金属安全网，一号风扇，二号金属安全网，一号滤网，加湿器，二号滤网，滤清器，三号滤网，安全罩，振打机，一号电动机，二号电动机，三号金属安全网，五号金属安全网，二号风扇，四号金属安全网，主机部分具体有：A/D转换器，遥控接收器，传感器系统，GPS定位器，无线发射装置，微处理器，全透明玻璃LED显示屏。

Description

基于气压差预防粉尘爆炸的智能预警装置
技术领域
本发明涉及一种预防粉尘爆炸的预警装置，更具体的，涉及一种通过传感器对混合空间内的粉尘云浓度以及空气的温度、湿度进行监测，并基于双核微处理器对监测数据实时分析的结果，利用多排风扇转动产生的气压差，带动混合空间内空气的循环流动以过滤粉尘云浓度，对粉尘进行智能预警的快速处理装置。
背景技术
粉尘爆炸是指粉尘在爆炸极限范围内，遇到火源或者强烈振动与摩擦时，火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，产生极快的化学反应，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。粉尘爆炸会产生很大的破坏力，并且很可能引发二次爆炸，产生有毒气体，造成巨大的人员、财产损失。例如，2014年8月2日，江苏昆山某制品有限公司因为粉尘浓度超标，遇到火源，发生了爆炸，甚至发生二次爆炸，造成146人死亡，91人受伤，直接经济损失3.51亿元。又如，2015年发生在台湾的6·27新北游乐园粉尘爆炸事故，造成500余人受伤，12人死亡。这些粉尘爆炸事故，为我们敲响了预防粉尘浓度超标引发爆炸灾难的警钟。
随着现代化工业的不断发展，粉末产物日益增多，当粉末在空气中的浓度超过爆炸安全值时，在火源或者振动与摩擦的情况下会发生爆炸。粉尘爆炸几乎涉及到所有的生产部门(如金属、煤炭、粮食)，而工业可燃粉尘种类较多，例如粮食粉尘，煤粉，金属锌、铝粉尘等，它们在空气湿度、温度以及粉尘浓度超过安全值时都会发生爆炸。粉尘爆炸会产生巨大的压力，该压力几乎可以摧毁邻近所有的工业建筑物和非抗爆性金属设备，因而粉尘爆炸是影响工业安全生产的重要危险源。
粉尘爆炸需要具备的重要条件之一，是细颗粒粉尘必须分散在空气中呈飘浮云状，静止堆积的粉尘只会发生着火而不会发生爆炸。而实际生产过程中，可燃粉尘的场所非常多，人们缺乏预防粉尘爆炸的意识和安全防范措施。
因此，正确认识工业粉尘是否会发生粉尘爆炸，对于企业安全生产具有重要意义。现有的粉尘浓度检测仪，大多未提供实时联网的报警功能或仅是一套单纯的粉尘检测报警系统，时效性比较低，不能对检测的超标粉尘立即采取有效的处理措施，不利于安全部门对粉尘的可爆性系数进行统一监控与管理，预警能力有限。专利CN 102221519 B直读式粉尘浓度检测仪，该专利仅仅介绍了一种用来检测粉尘浓度的装置，对于浓度超标后处理并没有涉及，并且粉尘的爆炸不仅仅是因为粉尘浓度过高这一个因素，还有空气湿度等次要因素，因此单一检测粉尘浓度是不够全面的；专利CN 104345020 A粉尘检测报警系统，是一种可以集中同一区域的不同检测点的检测报警系统，但该专利并没有提到粉尘浓度超标后的具体处理措施，同时对于粉尘浓度超标后检测点的定位也没有涉及。
发明内容
本发明的目的是：提供一种基于气压差预防粉尘爆炸的智能预警装置，特别是涉及一种通过传感器对混合空间内的粉尘云浓度以及空气的温度、湿度进行监测，并基于双核微处理器对监测数据实时分析的结果，利用多排风扇转动产生的气压差，带动混合空间内空气的循环流动以过滤粉尘云浓度，对粉尘进行智能预警，并利用主机自带的GPS定位器进行快速定位，实时找出危险区域，及时进行人员疏散的快速处理装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种基于气压差预防粉尘爆炸的智能预警装置，其特征在于，本装置总体来说分为主机和处理机，
处理机部分有：一号金属安全网9，1号风扇10，2号金属安全网12，1号滤网13，加湿器14，2号滤网15，滤清器16，3号滤网18，安全罩19，振打机20，1号电动机21，2号电动机22，3号金属安全网25，5号金属安全网26，2号风扇27，4号金属安全网28，
主机部分具体有：A/D转换器2，遥控接收器3，传感器系统4，GPS定位器5，无线发射装置6，微处理器7，全透明玻璃LED显示屏8，
微处理器7用于接收经过A/D转换器2转化后的数字信号，并把接收的数字信号与事先通过遥控器存进存储器的温度、浓度、湿度的安全值进行比较，无论测得的数据是高于安全值还是低于安全值，微处理器7都会将测得的数值传送给全透明玻璃LED显示屏8进行显示，也会通过无线信息装置6把测得的数值发送到外部的远程预警台。若微处理器7对数据进行处理分析后发现数值超过安全指标，危险程度等级达到Ⅲ级，即危险等级时，微处理器7就会先将信号发送到预警灯1进行预警，接着将信号发送到1号电动机21和2号电动机22，开始通过处理机对含有粉尘的空气进行处理，在处理机运作时振打机20也会不停地振打装置，将吸附于3号滤网18上的粉尘打落到装置底部。
首先通过遥控器上的电源开关38启动主机，接通电源，主机开始工作，并通过模式选择按钮42，数值“+”按钮39和数值“－”按钮43对混合空间内粉尘的浓度安全值、空气温度安全值以及空气湿度安全值进行存储。主机启动后，传感器系统4开始工作，分别对混合空间内粉尘的浓度、空气的温度以及湿度进行检测，将温度传感器401测得的空气温度，浓度传感器402测得的粉尘云浓度以及湿度传感器403测得的空气湿度传送给A/D转换器2，A/D转换器2将传感器传输出的模拟信号转化为数字信号，并把数字信号传送给微处理器7，微处理器7接收到信号后会将该信号与事先存储进去的粉尘浓度安全值、空气温度安全值以及空气湿度安全值进行对比，判断是否超过安全值，无论超标与否都会将数据传送给全透明玻璃LED显示屏8进行显示，若超过安全值，装置则会自动开启处理机进行处理。假设输入存储器的粉尘浓度为A，空气温度为B，空气湿度为C，传感器监测到的粉尘浓度为A1，空气温度为B1，空气湿度为C1，危险等级用字母R表示，编写算法如下；
if B1≥B orC1≤C，A1<A，then R＝Ⅰ；
if A1≥A，C1>C，B1<B，then R＝Ⅱ；
if A1≥A，C1≤C or B1≥B，then R＝Ⅲ；
遥控器上带有电源按钮38，模式选择按钮42，风速按钮40以及数值“+”按钮39和数值“－”按钮43。电源按钮38用来启动关闭主机，模式选择按钮42用来选择温度、湿度以及浓度模式，风速按钮40用来调节风扇的转速，数值“+”按钮39和数值“－”按钮43是用来调节空气温度与湿度以及粉尘浓度的数值，充电接口41用来给遥控器充电。
A/D转换器2是用来将传感器系统4传来的模拟信号转化为数字信号，处理之后将粉尘的浓度、空气的温度和湿度传递给微处理器7进行分析处理。
微处理器7用于接收经过A/D转换器2转化后的数字信号，并把接收的数字信号与事先通过遥控器存进存储器的温度、浓度、湿度的安全值进行比较，无论测得的数据是高于安全值还是低于安全值，微处理器7都会将测得的数值传送给全透明玻璃LED显示屏8进行显示，也会通过无线信息装置6把测得的数值发送到外部的远程预警台。若微处理器7对数据进行处理分析后发现数值超过安全指标，危险程度等级达到Ⅲ级，即危险等级时，微处理器7就会先将信号发送到预警灯1进行预警，接着将信号发送到1号电动机21和2号电动机22，开始通过处理机对含有粉尘的空气进行处理，在处理机运作时振打机20也会不停地振打装置，将吸附于3号滤网18上的粉尘打落到装置底部。
全透明玻璃LED显示屏8自身与信号接收器是连在一起的，它会将微处理器7传递的数据在屏幕上进行显示，由于本显示屏采用的是全透明玻璃LED显示屏，工作人员能360°全方位看见显示屏上的数据，通过对数据的观察，可以更清楚的了解混合空间内粉尘的各项指标。显示屏上的数据显示可分为三个模块：第一模块显示的是事先用遥控器设定的粉尘爆炸的浓度、温度、湿度安全系数；第二模块显示的是传感器4测得的浓度、温度、湿度系数，但其数值随主机监测数据不断变化，并且当危险程度等级为Ⅰ级时数据颜色为绿色，当危险程度等级为Ⅱ级时数据颜色为橙色，当危险程度等级为Ⅲ级时数据颜色为红色；第三模块显示危险程度级数，共分为三级，Ⅰ级为安全、Ⅱ级为不安全、Ⅲ级为危险。如果空气温度和空气湿度的监测数值中仅有一项超过安全指标，剩下的一项仍然低于安全指标，且混合空间内的粉尘浓度较低，达不到粉尘爆炸时的粉尘浓度指标，则此时的危险程度等级为Ⅰ级；如果粉尘浓度达到了粉尘爆炸时的浓度指标，但空气浓度和空气湿度都比较低，并不能提供爆炸所需的外部环境条件，则此时危险程度等级为Ⅱ级；如果粉尘浓度达到粉尘爆炸时的浓度指标，空气温度和空气湿度中有且仅有一项超过安全指标，剩下的一项仍然低于安全指标，则此时危险程度等级为Ⅲ级。
在危险等级达到Ⅱ级及以上时，预警灯1会接受到微处理器7传来的信号。此时预警灯1会不停的闪烁，并且还会发出警报声，提醒工人粉尘可能发生爆炸，要提高警惕，尽快疏散。
微处理器7数据分析后，若危险程度达到Ⅱ级，即处于不安全等级时，会自动启动处理机，给1号电动机21和2号电动机22接通电源。1号电动机21与2号电动机22的原理相同，它们都是由定子与转子组成，利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。1号电动机21会带动1号风扇10转动，2号电动机22会带动2号风扇27转动。1号风扇10的转动，会形成很大的气流将出风口处的空气向外排，由于出风口处空气的外移会使得出风口外部的压强降低，而出风口内部的压强仍然是标准大气压强，高于外部压强，从而形成气压差将管道内的空气排出；2号风扇27的转动会将管道内的空气吹向出风口，从而使得进风口外部的压强高于内部的压强，形成气压差，将外界的空气从进风口压入装置。
两个风扇的同时转动都会在管道内形成气压差将空气中的粉尘吸进通风管道，粉尘会逐次经过5号金属安全网26、4号金属安全网28、2号风扇27、3号金属安全网25、金属防护罩19、3号滤网18、滤清器16、2号滤网15﹑加湿器14、1号滤网13、2号金属安全网12、1号风扇10、1号金属安全网9，最后通过出风口进入空气。
此时出来的气流由于经过了加湿器14，滤清器16，温度会比进风口的低，湿度会比进风口的高，粉尘也会跟随气流的不断循环，浓度越来越低。5号金属安全网26和4号金属安全网28都是为了保护2号风扇27不被破坏，由于靠近地面，故设计两层金属安全网；金属安全罩19是为了保护3号滤网(18)，避免在清理粉尘堆积物时被损坏；
3号滤网18是为了充当滤清材料的垫板，同时它也是粉尘经过的第一道防线，经过该滤网的混合空气的粉尘可以过滤掉40％以上；
2号滤网15是为了隔绝滤清器16内的材料和加湿器14内的材料，同时也起到了过滤空气的作用，经过该滤网的粉尘会在初始浓度的基础上下降60％，保证从出风口出去的空气质量；
1号滤网13是为了防止装置工作时加湿器内的材料进入到显示屏中，同时也是为了保证出去的空气粉尘在初始浓度的基础上再降低80％，进一步保证了出风口出去的空气质量；滤清器16是为了保证输出空气的质量；加湿器14是为了提高输出空气的湿度；
1号金属安全网9和2号金属安全网12都是为了保护1号风扇10，避免在搬运和工作过程中损坏。
滤网的材料是由活性炭制作的，它的多孔结构使其具有超强的吸附能力，因此每片滤网根据活性炭的用量不同对粉尘的吸附效果是不一样的。滤网1，滤网2和滤网3的粉尘吸附能力由上而下逐级递减，滤网1达到了80％，滤网2达到了60％，滤网3达到了40％，每片滤网在使用前都是需要经过实验测定其粉尘吸附能力。
对于大型工厂而言，由于空间比较大，对险情发生的区域很难精确定位，因此GPS定位器5非常必要，每一台装置上都装有GPS定位器，GPS定位器是内置了GPS模块和移动通信模块的终端，用于将GPS模块获得的定位数据通过移动通信模块传至Internet上的一台服务器上，计算机可以根据接收到的数据在电脑内置的工厂区域地图上确定GPS终端的位置。一旦险情发生时监测台便可以通过该装置迅速确定危险区域，进行有效的人员疏散，提高效率。
本装置在设计的过程中考虑到了这些材料的使用寿命也是有年限的，当滤清器和加湿器内部的材料因使用时间较长而失去作用时需要更换，因此，滤清器16和加湿器14所在的夹层是可以进行替换的，混合空间可以根据粉尘的性质差异采用不同的材料放入其中。
本发明主机和处理机是两个不同的部分，处理机中的全透明玻璃LED显示屏8、振打机20、预警灯1、1号发动机21以及2号发动机22是通过连接装置30与微处理器7连接的，这样既方便装运，同时也方便维修。
本发明与现有技术相比有以下优点：
1、能同时对混合空间内粉尘的浓度，空气的温度以及湿度进行测定并比较，对粉尘的爆炸因素考虑全面。
2、不仅能够对粉尘爆炸进行预警，同时还能对空气中的粉尘进行处理。
3、通过对处理器7中存储参数的修改，以及滤清器16和加湿器14的替换，该装置可以用于不同的工业粉尘中，应用广泛。
4、该装置自带的无线信息发射装置6可以及时的把检测数据发送给外部的远程预警台，这样更能方便检测部门进行管理，更有效的在发生危险的情况下对厂内人员进行疏散。
5、GPS定位器5的装配提高了预警台对整个工程的监控能力，缩短了反应时间，提高了工作效率。
6、全透明玻璃LED显示屏方便了工作人员对整个装置工作效率的直观观察，同时可以从各个角度观测数值。
附图说明
图1为本发明结构剖面图；
图2为本发明侧视图；
图3为本发明正视图；
图4为本发明处理机竖向剖面图；
图5为本发明俯视图；
图6为本发明水平剖面图；
图7为本发明遥控器立体图；
图8为本发明主机与处理机的连接装置图；
图9为本发明传感器系统4的细部图。
图中：1-预警灯，2-A/D转换器，3-遥控信号接收器，4-传感器系统，401-温度传感器，402-浓度传感器，403-湿度传感器，5-GPS定位器，6-无线信息发射装置，7-微处理器，8-全透明玻璃LED显示屏，9-1号金属安全网，10-1号风扇，11-1号风扇扇片，
12-2号金属安全网，13-1号滤网，14-加湿器，15-2号滤网，16-滤清器，17-金属把手，18-3号滤网，19-金属防护罩，20-振打机，
21-1号电动机，22-2号电动机，
23-通线金属管，24-滚轮，25-3号金属安全网，26-5号金属安全网，27-2号风扇，28-4号金属安全网，29-2号风扇扇片，30-连接装置，31-金属侧门，32-侧门把手，
33-装置第一部分外壳，34-装置第二部分外壳，35-遥控器搁置槽，36-遥控器显示屏，37-遥控器外壳，38-电源按钮，39-“+”(数值),40-风速按钮，41-遥控器充电口，42-模式选择按钮，43-“—”(数值)，44-主机部分中的连接器，45-处理部分中的连接器。
具体实施方式
下面根据实例对本发明进行说明。
以金属加工厂铝粉粉尘为例，如图1本发明竖向剖面图、图2本发明侧视图、图3本发明正视图、图4本发明处理机竖向剖面图、图5本发明俯视图以及图6本发明水平剖面图所示，本装置总体来说分为主机和处理机。
处理机部分有：预警灯1，全透明玻璃LED显示屏8，一号金属安全网9，1号风扇10，1号风扇扇片11，2号金属安全网12，1号滤网13，加湿器14，2号滤网15，滤清器16，金属把手17，3号滤网18，安全罩19，振打机20，1号电动机21，2号电动机22，通线金属管23，滚轮24，3号金属安全网25，5号金属安全网26，2号风扇27，4号金属安全网28，2号风扇扇片29，连接装置30，金属侧门31，侧门把手32，处理机金属外壳33，遥控器搁置槽35。
主机部分具体有：A/D转换器2，遥控接收器3，传感器系统4，GPS定位器5，无线发射装置6，英特尔奔腾双核G3460Haswell微处理器7，主机金属外壳34。
工作人员通过遥控器上的电源开关38启动主机，接通电源，主机开始工作，并通过模式选择按钮42，数值“+”按钮39和数值“－”按钮43对混合空间内粉尘的浓度安全值、空气温度安全值以及空气湿度安全值进行存储。其中铝粉粉尘浓度的安全值为55g/m3，空气温度安全值为39℃，空气湿度安全值为20％。
如图7遥控器立体图和图9传感器系统4的细部图所示，遥控器启动装置后传感器系统4会开始工作，温度传感器401会对金属加工厂内空气的温度进行检测，浓度传感器402会对混合空气内铝粉的浓度进行检测，湿度传感器403会对金属加工厂内空气的湿度进行检测，之后将温度传感器401测得的空气温度，浓度传感器402测得的铝粉粉尘云浓度以及湿度传感器403测得的空气湿度传送给A/D转换器2，A/D转换器2将传感器传输出的模拟信号转化为数字信号，并把数字信号传送给微处理器7，微处理器7接收到信号后会将该信号与事先存储进去的粉尘浓度安全值55g/m3、空气温度安全值39℃以及空气湿度安全值20％进行对比，判断是否超过安全值。假设传感器监测到的铝粉粉尘浓度为A1，空气温度为B1，空气湿度为C1，危险等级用字母R表示，比较算法如下：
if B1≥39℃or C1≤20％，A1<55g/m3，then R＝Ⅰ；
if A1≥55g/m3，C1>20％，B1<39℃，then R＝Ⅱ；
if A1≥55g/m3，C1≤20％or B1≥39℃，then R＝Ⅲ；
无论超标与否都会将数据传送给全透明玻璃LED显示屏8进行显示。若空气温度和空气湿度的监测数值中仅有一项超过了安全指标，剩下的一项仍然低于安全指标，并且混合空间内的铝粉粉尘浓度不超过55g/m3，达不到粉尘爆炸时的粉尘浓度指标，则此时显示屏上的数据为绿色；若铝粉粉尘浓度超过了55g/m3，但空气浓度和空气湿度都比较低，并不能提供爆炸所需的外部环境条件，则此时显示屏上数据的颜色为橙色；若铝粉粉尘的浓度超过55g/m3，空气温度和空气湿度中有且仅有一项超过安全指标，剩下的一项仍然低于安全指标，则此时显示屏上的数据为红色。当危险等级达到Ⅱ级以上时微处理器则会将信号发送到1号电动机和2号电动机22，开始对含有铝粉粉尘的空气进行处理。
处理机启动后，1号电动机21会带动1号风扇10转动，2号电动机22会带动2号风扇27转动：
1号风扇10的转动，会形成很大的气流将出风口处的混合铝粉粉尘的空气向外排，由于出风口处空气的外移会使得出风口外部的压强降低，而出风口内部的压强仍然是标准大气压强，高于外部压强，从而形成气压差将管道内经过处理后的新鲜空气排出；
2号风扇27的转动会将管道内的空气吹向出风口，从而使得进风口外部的压强高于内部的压强，形成气压差，将外界的混合铝粉粉尘的空气从进风口压入装置。
两个风扇的同时转动都会在管道内形成气压差将混有铝粉粉尘的空气吸进通风管道，气流会逐次经过5号金属安全网26、4号金属安全网28、2号风扇27、3号金属安全网25、金属防护罩19、3号滤网18、滤清器16、2号滤网15﹑加湿器14、1号滤网13、2号金属安全网12、1号风扇10、1号金属安全网9，最后通过出风口进入空气。其中：
5号金属安全网26和4号金属安全网28都是为了保护2号风扇27不被破坏，由于靠近地面，故设计两层金属安全网；金属安全罩19是为了保护3号滤网，避免在清理粉尘堆积物时被损坏；3号滤网18是为了充当滤清材料的垫板，同时它也是粉尘经过的第一道防线，经过该滤网的混合空气的粉尘可以过滤掉40％以上；2号滤网15是为了隔绝滤清器16内的材料和加湿器14内的材料，同时也起到了过滤空气的作用，经过该滤网的粉尘会在初始浓度的基础上下降60％，保证从出风口出去的空气质量；1号滤网13是为了防止装置工作时加湿器内的材料进入到显示屏中，同时也是为了保证出去的空气粉尘在初始浓度的基础上再降低80％，进一步保证了出风口出去的空气质量；滤清器16是为了保证输出空气的质量；加湿器14是为了提高输出空气的湿度；1号金属安全网9和2号金属安全网12都是为了保护1号风扇10，避免在搬运和工作过程中损坏。
当混合铝粉粉尘的空气经过3号滤网18后，混合空气中的铝粉粉尘可以过滤掉40％以上；当气流经过2号滤网15后，混合空气中的铝粉粉尘会在初始浓度的基础上下降60％；当气流经过1号滤网后，混合空气中的铝粉粉尘会在初始浓度的基础上再降低80％；当气流经过滤清器16后，空气的质量混得到改善；当气流经过加湿器14后，空气的湿度会得到提高。经过处理后的空气温度会比进风口的低，湿度会比进风口的高，铝粉粉尘也会跟随气流的不断循环，浓度越来越低。
如图8本发明主机与处理机的连接装置图所示，本发明的主机和处理机是不同的两个部分，两者是通过连接装置30相互连接的。图8(a)所示的装置44是位于主机中的连接器，它主要是通过线路连接了英特尔奔腾双核G3460Haswell微处理器7，用于处理器7对处理机部分发送运行指令；图8(b)所示的装置45是位于处理机中的连接器，它通过线路连接了预警灯1、全透明玻璃LED显示屏8、振打机20、1号电动机21以及2号电动机22，线路的外围设有金属管23用来保护电路。连接装置30的拆分将装置分成了两个部分，这样既方便了搬运，同时也方便了维修。
振打机20不停地对管道进行振打，可以将依附在金属防护罩19和滤网18上的铝粉粉尘打落到搁置槽中，等装置停止工作后可清理内部的铝粉粉尘。
如图2本发明侧视图所示所示，处理机的右下角留有一处金属侧门31，侧门边框上装有橡胶带使侧门与金属外壳紧密连接，防止空气流通造成装置效率下降。安装侧门也是为了方便工作人员定期对装置内的铝粉粉尘堆积物进行处理。
主机部分中还装有GPS定位器5，GPS定位器5是内置了GPS模块和移动通信模块的终端，用于将GPS模块获得的定位数据通过移动通信模块传至Internet上的一台服务器上，计算机可以根据接收到的经度和纬度在计算机上的内置金属加工厂区域图上上确定GPS终端的位置。铝粉厂一旦险情发生时，厂房外部的监测台便可以迅速通过计算机上的内置金属加工厂区域图上确定的GPS终端的位置找出险情发生的位置，进行有效的人员疏散，提高效率。
综上所述，本发明完成了发明任务，达到了发明目的，是一个良好的技术方案。
本发明的创新点：
1、本发明通过传感器对粉尘的浓度、空气温度以及湿度进行监测，并与处理器中的存储数据进行对比判断。当判断超标后，则会发出预警警报，同时，本发明会对预警警情进行实时处置，即利用2号风扇27的转动将管道内的空气吹向出风口，使进风口的外部压强高于内部压强，形成第一个气压差，从而将外界的空气从进风口压入通风管道，而进入管道后的混合空气则依次通过内设于管道内的各层滤网以及滤清器16和加湿器14进行处理，使其到达出风口；此时由于1号风扇10的转动形成了强大气流将出风口的空气向外排，出风口空气的外流使出风口外部压强降低，而出风口内部压强仍然是标准大气压强，高于外部压强，从而形成第二个气压差将管道内的空气排出；通过第一气压差和第二气压差构成了管道内空气的循环流动系统，从而实时处置空气中超标的粉尘，降低粉尘浓度、空气温度以及湿度，使这些指标均低于粉尘爆炸时的指标。
2、对粉尘的爆炸因素考虑全面，不但能够测定粉尘的浓度，同时还对混合空气内的空气温度以及湿度进行对比预测。
3、本发明不仅仅是对粉尘的爆炸因素进行测定与预警，同时还提供了危险情况下的处置措施，用于降低混合空气内的粉尘浓度、空气温度以及湿度。
4、本发明处理器7中的存储参数是可以根据粉尘种类的不同进行修改，同时滤清器16和加湿器14可以相互替换，使该装置可以用于不同的工业粉尘预警，具有广泛的应用性。
5、该装置自带的无线信息发射装置6可以实时把检测数据发送给外部的远程预警台，能方便监测部门对不同区域内的粉尘爆炸源进行实时监控与预警处置，有利于及时对不同作业区域内的人员进行疏散，确保作业人员的安全。
6、本发明主机中装配了GPS定位器5，该定位器可实时监控预警的准确位置，提高了预警台对整个厂房的监控能力，缩短了面对危险的反应时间，提高了工作效率。
7、全透明玻璃LED显示屏的装配，有利于工作人员对整个发明装置工作效率的直观观察，同时工作人员也可实时从各个角度对监测数值进行观测，便于作业区域的安全施工，保证人民财产与生命安全。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于气压差预防粉尘爆炸的智能预警装置，其特征在于，本装置总体来说分为主机和处理机，
处理机部分有：1号金属安全网(9)，1号风扇(10)，2号金属安全网(12)，1号滤网(13)，加湿器(14)，2号滤网(15)，滤清器(16)，3号滤网(18)，金属防护罩(19)，振打机(20)，1号电动机(21)，2号电动机(22)，3号金属安全网(25)，5号金属安全网(26)，2号风扇(27)，4号金属安全网(28)，
主机部分具体有：A/D转换器(2)，遥控信号接收器(3)，传感器系统(4)，GPS定位器(5)，无线信息发射装置(6)，微处理器(7)，全透明玻璃LED显示屏(8)，遥控器；
微处理器(7)用于接收经过A/D转换器(2)转化后的数字信号，并把接收的数字信号与事先通过遥控器存进存储器的温度、浓度、湿度的安全值进行比较，无论测得的数据是高于安全值还是低于安全值，微处理器(7)都会将测得的数值传送给全透明玻璃LED显示屏(8)进行显示，也会通过无线信息发射装置(6)把测得的数值发送到外部的远程预警台；
若微处理器(7)对数据进行处理分析后发现数值超过安全指标，危险程度等级达到Ⅲ级，即危险等级时，微处理器(7)就会先将信号发送到预警灯(1)进行预警，接着将信号发送到1号电动机(21)和2号电动机(22)，开始通过处理机对含有粉尘的空气进行处理，在处理机运作时振打机(20)也会不停地振打装置，将吸附于3号滤网(18)上的粉尘打落到装置底部；
首先通过遥控器启动主机，接通电源，主机开始工作，并通过遥控器对混合空间内粉尘的浓度安全值、空气温度安全值以及空气湿度安全值进行存储；
主机启动后，传感器系统(4)开始工作，分别对混合空间内粉尘的浓度、空气的温度以及湿度进行检测，将温度传感器(401)测得的空气温度，浓度传感器(402)测得的粉尘云浓度以及湿度传感器(403)测得的空气湿度传送给A/D转换器(2)，A/D转换器(2)将传感器传输出的模拟信号转化为数字信号，并把数字信号传送给微处理器(7)，微处理器(7)接收到信号后会将该信号与事先存储进去的粉尘浓度安全值、空气温度安全值以及空气湿度安全值进行对比，判断是否超过安全值，无论超标与否都会将数据传送给全透明玻璃LED显示屏(8)进行显示，若超过安全值，装置则会自动开启处理机进行处理；假设输入存储器的粉尘浓度为A，空气温度为B，空气湿度为C，传感器监测到的粉尘浓度为A1，空气温度为B1，空气湿度为C1，危险等级用字母R表示，编写算法如下；
if B1≥B or C1≤C，A1<A，then R＝Ⅰ；
if A1≥A，C1>C，B1<B，then R＝Ⅱ；
if A1≥A，C1≤C or B1≥B，then R＝Ⅲ；
A/D转换器(2)是用来将传感器系统(4)传来的模拟信号转化为数字信号，处理之后将粉尘的浓度、空气的温度和湿度传递给微处理器(7)进行分析处理；
微处理器(7)用于接收经过A/D转换器(2)转化后的数字信号，并把接收的数字信号与事先通过遥控器存进存储器的温度、浓度、湿度的安全值进行比较，无论测得的数据是高于安全值还是低于安全值，微处理器(7)都会将测得的数值传送给全透明玻璃LED显示屏(8)进行显示，也会通过无线信息发射装置(6)把测得的数值发送到外部的远程预警台；若微处理器(7)对数据进行处理分析后发现数值超过安全指标，危险程度等级达到Ⅲ级，即危险等级时，微处理器(7)就会先将信号发送到预警灯(1)进行预警，接着将信号发送到1号电动机(21)和2号电动机(22)，开始通过处理机对含有粉尘的空气进行处理，在处理机运作时振打机(20)也会不停地振打装置，将吸附于3号滤网(18)上的粉尘打落到装置底部；
全透明玻璃LED显示屏(8)自身与信号接收器是连在一起的，它会将微处理器(7)传递的数据在屏幕上进行显示；
在危险等级达到Ⅱ级及以上时，预警灯(1)会接受到微处理器(7)传来的信号，此时预警灯(1)会不停的闪烁，并且还会发出警报声，提醒工人粉尘可能发生爆炸；
微处理器(7)数据分析后，若危险程度达到Ⅱ级，即处于不安全等级时，会自动启动处理机，给1号电动机(21)和2号电动机(22)接通电源；1号电动机(21)与2号电动机(22)的原理相同，它们都是由定子与转子组成，利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩；1号电动机(21)会带动1号风扇(10)转动，2号电动机(22)会带动2号风扇(27)转动；1号风扇(10)的转动，会形成很大的气流将出风口处的空气向外排，由于出风口处空气的外移会使得出风口外部的压强降低，而出风口内部的压强仍然是标准大气压强，高于外部压强，从而形成气压差将管道内的空气排出；2号风扇(27)的转动会将管道内的空气吹向出风口，从而使得进风口外部的压强高于内部的压强，形成气压差，将外界的空气从进风口压入装置；
两个风扇的同时转动都会在管道内形成气压差将空气中的粉尘吸进通风管道，粉尘会逐次经过5号金属安全网(26)、4号金属安全网(28)、2号风扇(27)、3号金属安全网(25)、金属防护罩(19)、3号滤网(18)、滤清器(16)、2号滤网(15)﹑加湿器(14)、1号滤网(13)、2号金属安全网(12)、1号风扇(10)、1号金属安全网(9)，最后通过出风口进入空气；
此时出来的气流由于经过了加湿器(14)，滤清器(16)，温度会比进风口的低，湿度会比进风口的高，粉尘也会跟随气流的不断循环，浓度越来越低；5号金属安全网(26)和4号金属安全网(28)都是为了保护2号风扇(27)不被破坏；金属防护罩(19)是为了保护3号滤网(18)；
3号滤网(18)是为了充当滤清材料的垫板，同时它也是粉尘经过的第一道防线；
2号滤网(15)是为了隔绝滤清器(16)内的材料和加湿器(14)内的材料，同时也起到了过滤空气的作用，保证从出风口出去的空气质量；
1号滤网(13)是为了防止装置工作时加湿器(14)内的材料进入到全透明玻璃LED显示屏(8)中，进一步保证了出风口出去的空气质量；滤清器(16)是为了保证输出空气的质量；加湿器(14)是为了提高输出空气的湿度；
1号金属安全网(9)和2号金属安全网(12)都是为了保护1号风扇(10)。
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