一种基于嵌入式技术的静电粉尘在线监测系统研究和实现

一种基于嵌入式技术的静电粉尘在线监测系统争辩和实现摘要：针对工业粉尘浓度需要实时监控的问题，提出了一种基于静电感应技术和嵌入式技术的在线粉尘监测系统设计方案；该方案有效地利用静电感应原理实现了对静电荷的测量，以及利用嵌入式芯片的软硬件设计实现了信号处理，完成了粉尘浓度的测量及显示；该系统在灵敏性，牢靠性以及可维护性均具有肯定的优势，具有很大的有用性和推广性。关键词：粉尘浓度；静电感应；嵌入式；C8051F060；μC、OS-Ⅱ1引言随着现代工业的快速进展和公共环境爱护意见的不断增加，工业粉尘的排放越来越受到人们的关注。粉尘是悬浮在空气中的同体微粒，工业粉尘主要指在工业生产中由于物料的裂开、筛分、堆放、转运、燃烧或其他机械处理而产生的固体微粒[1]。工业粉尘对环境，对人体都有很强的危害性，主要表现在由于粉尘积累和变化，使空气中粉尘浓度渐渐增加，导致城市上空能见度普遍下降，发生粉尘引起的爆炸大事也有着上升趋势；另外假如人长期吸入肯定量的粉尘，粉尘在肺内渐渐沉积，使肺部产生进行性、布满性的纤维组织增多，消灭尘肺病。针对这一状况，国家对工业粉尘排放浓度制订了相关标准，严格把握粉尘浓度。因此，为了进行有效的除尘和降尘以确保人身安全和提高环境质量，如何准时精确     地对工业现场粉尘浓度进行监测就成了我们必需面对的一个问题。目前，世界各国对粉尘浓度的测量技术都做了大量争辩，研制了一系列粉尘监测仪器，如粉尘采样器、直读式测尘仪、粉尘浓度传感器等。本文介绍一种基于静电感应和嵌入式技术的在线粉尘监测系统，该系统在灵敏性，牢靠性以及可维护性均具有肯定的优势，在传统的布袋除尘系统中静电荷测量原理任何粉体状的物质在气力的输送过程中，都会产生碰撞和磨擦，因此粉体粒子都会失去电子而形成带正电荷的粒子和颗粒，随浓度的变化及粉体流速的变化，其电荷量也按肯定规律变化。粉尘颗粒所带的电荷形成静电场。利用静电感应原理即可测得静电场的大小及变化，通过信号处理，即可显示气固两相中粉体浓度的数量值。静电粉尘在线监测系统硬件实现其中，信号检测单元主要完成静电的感应，放大以及整流等工作，以保证4～20MA1所示。3、1信号检测单元4～20mA信号。电荷放大器接受LMC6081芯片，LMC6081是一种低电压放大器，它45V～15V150uV是一种应用比较广泛的低电压放大器。在二级放大电路中，接受的是OP177。3、2核心处理器的选择把握中心模块选用C8051F060CygnalMCU。C8051F0608051专利内核CIP-51，25MIPS，59I、O5166212DAC3VDD64KBFLASH4352BSPISMBuI2C2个UARTC8051F060161MpC8051F060ADCC8051F060用于工业现场数据采集等特点。3、3外部接口电路设计RS232ADC4～20mAC8051F060A、DDACADD、A4～20mARS232MA3232软件实现依据系统需要完成的功能，将用户程序划分为几个独立的任务，任务具体划分几任务间关系如图3所示。结束语实践证明，接受静电粉尘在线监测系统，可是实时，精确     的得到粉尘浓度信息，为有效的防尘和除尘供应了牢靠的依据，对环境爱护有着巨大的作用。