基于电阻应变悬臂梁结构的粉尘沉积强度检测技术OA

为有效防控煤矿井下沉积粉尘所引发的煤尘爆炸事故,基于电阻应变式悬臂梁传感原理,设计了一种粉尘沉积强度传感器。该传感器主要包括信号处理部分、粉尘沉积强度探测单元及连接屏蔽线,其中粉尘沉积强度探测单元包括金属防护外壳、伞状接尘盘、电阻应变悬臂梁及模拟信号处理电路。粉尘沉降在接尘盘上后,电阻应变悬臂梁中惠斯通全桥电路输出感应信号,经模拟信号处理电路进行差分放大与模数转换,从而将粉尘质量信号转换为数字信号,结合伞状接尘盘的投影面积,计算出粉尘沉积强度。为了避免现场冲水的影响,将接尘盘设计为伞状结构,并通过测试分析确定伞状接尘盘的核心参数:直径为70 mm,倾角为20°。实验室测试结果表明:粉尘沉积强度传感器在0~100 g量程内表现出良好的检测性能,沉积质量测量误差小于0.1 g,分辨率达0.01 g;沉积强度测量绝对误差不超过0.0023 g/cm^(2),分辨率为0.0001 g/cm^(2),重复测试误差不超过0.0007 g/cm^(2)。煤矿现场测试结果表明,粉尘沉积强度传感器测试误差不超过0.0025 g/cm^(2)。