一种基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101907600A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101907600101907600A(43)申请公布日2010.12.08(21)申请号201010240428.5(22)申请日2010.07.30(71)申请人山东科技大学地址266510山东省青岛经济技术开发区前湾港路579号(72)发明人程学珍曹茂永逄明祥梁慧斌钱晓超张亮李继明(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人王连君(51)Int.Cl.G01N27/60(2006.01)H03F3/45(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置(57)摘要本发明公开一种基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置，测量敏感元件与参考敏感元件并列设置在一起，测量敏感元件电极的信号导线从屏蔽罩上引出并连接有第一电荷放大器进行电荷电压转换，输出信号包含一个有效电荷信号与一个干扰信号；参考敏感元件除下述不同外，其他与测量敏感元件对应部分相同，绝缘管的两端管口采用绝缘材料封堵，其内管腔成为盲腔，电极的信号导线从屏蔽罩上引出并连接有第二电荷放大器进行电荷电压转换，输出信号仅包括一个同样干扰信号，各信号同时输入差分放大电路，放大差模有用信号，滤除共模干扰信号。本发明能够有效地滤除各种电磁干扰对其产生的不良影响，从而提高测量准确度和灵敏度。CN10976ACN101907600ACCNN110190760001907604A权利要求书1/1页1.一种基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置，特征在于其包括一只测量敏感元件与一只参考敏感元件，测量敏感元件与参考敏感元件并列设置在一起，上述测量敏感元件包括绝缘管、圆环状电极与屏蔽罩，绝缘管的两端管口为开放式，其内管腔作为粉尘流经通道，圆环状电极套置在绝缘管外管壁上，屏蔽罩与绝缘管配合形成一个密闭的屏蔽空间，圆环状电极位于屏蔽空间内，圆环状电极的信号导线从屏蔽罩上引出并连接有第一电荷放大器进行电荷电压转换，第一电荷电压放大器的输出信号包含一个有效电荷信号与一个第一干扰信号；参考敏感元件除下述不同外，其他与测量敏感元件对应部分相同，绝缘管的两端管口采用绝缘材料封堵，其内管腔成为盲腔，圆环状电极的信号导线从屏蔽罩上引出并连接有第二电荷放大器进行电荷电压转换，第二电荷电压放大器的输出信号仅包括一个第二干扰信号，第一干扰信号与第二干扰信号相同，第一电荷放大器与第二电荷放大器同时连接有一个差分放大电路，上述有效电荷信号、第一干扰信号及第二干扰信号同时输入差分放大电路，并由差分放大电路放大差模有用信号，滤除共模干扰信号。2.根据权利要求1所述的基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述差分放大电路连接信号调理电路，由信号调理电路将来自差分放大电路的输入信号转换为4～20mA的标准电流信号。3.根据权利要求1所述的基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述第一电荷放大器与第二电荷放大器相同，均为超低偏置电流差动运算放大器。4.根据权利要求2所述的基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述第一、第二电荷放大器，差分放大电路，以及信号调理电路均设置在一盒舱内，盒舱从下方固定在测量敏感元件与参考敏感元件邻接部位的屏蔽罩上，盒舱设置有接地线。5.根据权利要求1所述的基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置，其特征在于：所述矿井粉尘浓度测量装置还包括能促使粉尘在测量敏感元件的粉尘流经通道内单向流动的抽风装置。2CCNN110190760001907604A说明书1/4页一种基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置技术领域[0001]本发明涉及一种矿井粉尘浓度测量装置，特别涉及一种基于差动原理的矿井粉尘浓度测量装置。背景技术[0002]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，可导致煤尘爆炸，同时也能诱发职业病——尘肺病。采取有效措施防治粉尘是煤矿安全生产的一项重要工作，实时在线检测井下各作业点的粉尘浓度，是正确评估粉尘防治措施的必不可少的手段。[0003]目前测量粉尘浓度的方法主要包括称重滤膜法、β射线法、压电晶振法、超声波法、黑度法、消光法、光散射法、电容法等。这些测量方法各有其优缺点，称重滤膜法、黑度法应用广泛但操作繁琐、不能实现在线检测；因煤矿井下条件的复杂性，具有放射源的设备及装置下井，需国家相关部门的批准，因此β射线法没有在井下采用；压电晶振法可以实现在线检测，但该法需要烦琐的取样过程，时延性长，测量误差较大，在煤矿没有得到推广应用；电容法是通过测量介电常数的变化而得到粉尘浓度的一种方法，但是其