基于DSP的粉塵濃度測量方法研究.pdf

1、煤礦井下粉塵檢測關乎煤礦安全生產及礦井下工人的身體健康，本文在研究了現(xiàn)有的幾種粉塵濃度測量方法之后，以靜電感應原理測量粉塵濃度為基礎，結合數(shù)字信號處理的方法，提出了一種基于DSP的測量粉塵濃度的新方法。
　　1.分析了引起礦井粉塵帶電的原因，確定了利用圓環(huán)型的感應電極作為測量粉塵濃度的測量探頭，分析了單個粒子及大量粉塵粒子穿過傳感器探頭時靜電信號的特征。
　　2.針對靜電信號中包含噪聲的特點，提出了一種新的變步長自適應濾波算

2、法，該算法能夠解決最小均方自適應濾波算法收斂速度與穩(wěn)態(tài)誤差之間的矛盾，將新的自適應濾波算法用于對測量信號的噪聲分析中。在分析了測量信號所包含的噪聲后，設計了無限脈沖陷波器實現(xiàn)了對測量信號的噪聲濾除。
　　3.為了解決不能直接建立靜電感應信號與粉塵濃度信號對應關系的問題，對靜電感應信號進行了特征提取，利用最小二乘法建立了粉塵靜電信號特征值與粉塵濃度之間的關系。
　　4.以檢測及控制領域廣泛應用的高端DSP芯片TMS320F28

3、12為基礎，對粉塵濃度測量系統(tǒng)進行了設計；針對測量信號微弱、易受到外界干擾的特點，設計了高放大倍數(shù)的電荷放大器及高轉換精度的A/D轉換電路；為了實現(xiàn)礦井粉塵濃度的實時在線測量，測量系統(tǒng)設計了包括CAN總線、串行通信、4-20mA輸出電路，200-1000Hz輸出等接口轉換電路，并利用CCS軟件實現(xiàn)了測量系統(tǒng)的軟硬件調試。
　　5.對測量系統(tǒng)進行了實驗驗證，對測量結果分析發(fā)現(xiàn)：傳感器在高粉塵濃度的測量環(huán)境當中測量結果能夠滿足測量誤差