粉尘浓度测量与预警系统设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：在各类作业现场（如面粉厂、橡胶车间、工矿作业现场等）中^[1]，经常会发生粉尘超标，对人体健康和空气环境质量的影响很大。自从1785年意大利Durin面粉厂发生的第一次粉尘爆炸事故以来，世界上已发生了很多严重的粉尘爆炸事故，研究表明粮食粉尘的燃烧热和最大爆炸压力与炸药和稍化甘油相仿甚至更高^[2]，这种危害是巨大的。尽管各国的科学工作者在对粉尘爆炸的预防和防护工作上进行了大量的探讨和研究，但迄今为止，粉尘爆炸仍然是威胁现代加工、运输、储藏等过程工业安全生产的重要危险源之一^[4]。粉尘浓度以及空间含氧量是决定是否能够引起爆炸的主要条件，因此防止粉尘爆炸及对工作人员和设备的伤害与污染，首先需要了解工作现场的粉尘浓度分布及氧气浓度情况，掌握粉尘浓度的数据，对浓度高的区域及时采取降尘措施，目前国内面粉厂大多采用风网设计^[3]，能够将大多数区域的浓度控制在相对安全的范围，但是对于风流不能到达的“死角”位置就是危险潜在的地方，实时监测“死角”处的粉尘浓度和氧气浓度，能够有效预防事故和降低危害。

研究目的：为了能够实现对各类作业现场（如面粉厂、工矿作业现场、橡胶车间等）中粉尘浓度显示以及粉尘浓度超标的预警而设计本系统^[5]。本系统装置以单片机为控制器，能够实现粉尘浓度监测及报警的基本功能，该系统能够及时地把粉尘状况反馈给工作人员，工作人员通过携带该系统装置实时监测作业现场环境，一旦作业现场环境的粉尘浓度超标，装置将给出相应的警报提示工作人员，从而能够有效地保障工人安全健康问题。本系统装置的推广运用，不仅能够减轻粉浓度对工作人员的危害，同时能够响应国家绿色环保的发展理念。

研究意义：众所周知，粉尘属于有害物质，其对于相关的工作人员具有极大的危害，如果在很长一段时间内工作在高浓度的粉尘环境中，就会使员工患上尘肺职业病，这样会对工作人员的身体健康带来不利的影响，严重时还会造成粉尘爆炸等事故，由此可见，对粉尘检测技术的有效把控十分重要，相关企业也高度重视这一检测工作^[6]。对于粉尘浓度检测仪器而言，其作为作业时的主要设备，在这一过程中发挥着重要的作用，其测量结果的有效性直接关系到整个工程的运行效率，以及相关工作人员的生命安全。因此，在进行检测的过程中，要将粉尘浓度检测仪器进行有效的利用，进而避免带来不利的影响，影响工程的顺利运行以及工作人员的 生命安全，同时防止给企业带来不必要的经济损失，进而增加企业的经济效益，使其具有良好的发展空间^[7]。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

1.研究粉尘浓度测量与预警系统现状及可行性分析。分析粉尘浓度测量与预警系统研究现状^[8]，对比各种方法及其应用场合、优缺点，分析本设计的可行性；

2.硬件系统构建。硬件选型，实现粉尘浓度测量与预警系统外围电路设计^[9]；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1.查阅相关资料和文献，从中整理并总结出实现方法，为课题的研究做充分的准备；

2.通过学习，掌握粉尘浓度检测与预警电路的设计以及单片机和软件的开发^[10]；

4. 参考文献

[1]曹卫国,潘峰.小麦淀粉粉尘爆炸特性参数的研究[j].安全与环境报,2012,12(2).

[2]周正,李刚.粉尘爆炸特性参数的测试[j].品牌与标准化,2010(14).

[3]王斌兴,王大宏.粮食工程中除尘风网的工艺设计[j].农业机械,2011(14).

5. 计划与进度安排

(1) 01.01—03.01课题调研，了解相关技术和要求；

(2) 03.02—03.15查阅资料，撰写并提交开题报告；

(3) 03.16—04.15硬件系统设计与实现；