[发明专利]一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试方法，该方法所采用的装置包括数据采集处理装置、对实际煤矿巷道进行模拟的模拟巷道装置(27)、给模拟巷道装置(27)内输送粉尘的粉尘发生装置(1)以及对模拟巷道装置(27)内粉尘进行除尘的防尘剂喷洒装置(9)和脱尘装置(22)，所述数据采集处理装置包括微控制器(8)和与微控制器(8)相接且与计算机(12)双向通信的通信模块(11)，所述微控制器(8)的输入端接有用于检测模拟巷道装置(27)内粉尘浓度的粉尘传感器(6)，所述微控制器(8)的输出端接有显示器(21)；

所述粉尘发生装置(1)包括对块状煤样、岩石或者煤矸石待破碎物质进行破碎的破碎机(4)、与所述破碎机(4)连接且对所述破碎机(4)破碎后的粉末进行筛选的筛子(5)和对所述筛子(5)筛选出的粉尘进行存储且与鼓风机(2)的出风口连接的粉尘盒(3)，所述鼓风机(2)由微控制器(8)进行控制，所述鼓风机(2)和粉尘盒(3)均位于模拟巷道装置(27)的入口端，所述粉尘传感器(6)的数量为多个，多个所述粉尘传感器(6)沿模拟巷道装置(27)的长度方向进行布设，且相邻两个所述粉尘传感器(6)的水平间距为2m～2.5m，所述防尘剂喷洒装置(9)包括盛有防尘剂溶液的储液池(17)、与储液池(17)连接且输送储液池(17)中防尘剂溶液的水泵(13)、与水泵(13)连接的输液管(16)和设置在输液管(16)上且对模拟巷道装置(27)内粉尘进行除尘的喷雾头(15)，所述输液管(16)上设置有流量计(18)、压力检测单元(19)和减压阀(14)，所述喷雾头(15)和所述粉尘传感器(6)交错布设，所述喷雾头(15)的数量为多个，多个所述喷雾头(15)沿巷道顶部(28)的长度方向进行布设，且相邻两个所述喷雾头(15)的水平间距为2m～2.5m，所述粉尘传感器(6)、流量计(18)和压力检测单元(19)均与微控制器(8)的输入端相接，所述减压阀(14)和水泵(13)均与微控制器(8)的输出端相接；其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、制备未浸泡抑尘剂溶液的粉尘：采用所述粉尘发生装置(1)制备未浸泡抑尘剂溶液的粉尘，过程如下：

采用所述破碎机(4)将待破碎物质破碎得到第一粉末，再将所述第一粉末进行筛选，并将筛选出的第一粉末放入恒温箱中进行恒温干燥处理，得到第一粉尘样本，然后从所述第一粉尘样本中称量两份相同质量的第一粉尘并分别放入两个粉尘盒(3)中；其中，所述第一粉尘为未浸泡抑尘剂溶液的粉尘，盛放有第一粉尘的两个粉尘盒(3)分别称为第一粉尘盒和第二粉尘盒；

步骤二、制备浸泡抑尘剂溶液的粉尘：采用所述粉尘发生装置(1)制备浸泡抑尘剂溶液的粉尘，过程如下：

首先，将待破碎物质置入抑尘剂混合液中，直至所述待破碎物质被所述抑尘剂混合液浸透后捞出，采用所述破碎机(4)将被所述抑尘剂混合液浸透后的待破碎物质破碎得到第二粉末；再将所述第二粉末进行筛选，将筛选出的第二粉末放入恒温箱中进行恒温干燥处理，得到第二粉尘样本；然后从所述第二粉尘样本中称量两份相同质量的第二粉尘并分别放入两个粉尘盒(3)中；其中，所述第二粉尘为浸泡抑尘剂溶液的粉尘，盛放有第二粉尘的两个粉尘盒(3)分别称为第三粉尘盒和第四粉尘盒；

步骤三、测量模拟巷道内的空气粉尘浓度：多个粉尘传感器(6)分别对模拟巷道装置(27)内的空气粉尘浓度进行检测并将检测到的多个测试点处的空气粉尘浓度传输给微控制器(8)，微控制器(8)再将其接收到的多个测试点处的空气粉尘浓度通过通信模块(11)传输给计算机(12)，计算机(12)接收并记录多个测试点处的空气粉尘浓度，并将多个测试点处的空气粉尘浓度记录为各个测试点处的空气粉尘浓度ρ₀；

步骤四、输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤一中所述第一粉尘盒安装好后，操作计算机(12)通过通信模块(11)发送鼓风机启动信号给微控制器(8)，微控制器(8)控制鼓风机(2)开启使所述第一粉尘盒中第一粉尘进入模拟巷道装置(27)中，直至所述第一粉尘盒中第一粉尘被吹干净时，微控制器(8)控制鼓风机(2)关闭；同时，在向模拟巷道装置(27)中输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘的过程中，粉尘传感器(6)对模拟巷道装置(27)内的粉尘浓度进行第一次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器(8)，微控制器(8)再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块(11)实时传输给计算机(12)，计算机(12)接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机(12)对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第一粉尘浓度ρ₁，关闭粉尘传感器(6)，开启脱尘装置(22)对模拟巷道装置(27)内的残留粉尘清除60min～120min；

步骤五、输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤一中所述第二粉尘盒安装好后，操作计算机(12)通过通信模块(11)发送鼓风机启动信号和防尘剂喷洒装置启动信号给微控制器(8)，微控制器(8)控制鼓风机(2)开启使所述第二粉尘盒中第一粉尘进入模拟巷道装置(27)，且微控制器(8)控制防尘剂喷洒装置(9)工作，直至所述第二粉尘盒中第一粉尘被吹干净时，微控制器(8)控制鼓风机(2)和防尘剂喷洒装置(9)关闭；同时，在向模拟巷道装置(27)中输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置(9)对模拟巷道装置(27)内粉尘进行除尘的过程中，粉尘传感器(6)对模拟巷道装置(27)内的粉尘浓度进行第二次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器(8)，微控制器(8)再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块(11)实时传输给计算机(12)，计算机(12)接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机(12)对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第二粉尘浓度ρ₂，关闭粉尘传感器(6)，开启脱尘装置(22)对模拟巷道装置(27)内的残留粉尘清除60min～120min；

步骤六、输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤二中所述第三粉尘盒安装好后，操作计算机(12)通过通信模块(11)发送鼓风机启动信号给微控制器(8)，微控制器(8)控制鼓风机(2)开启使所述第三粉尘盒中第二粉尘进入模拟巷道装置(27)中，直至所述第三粉尘盒中第二粉尘被吹干净时，微控制器(8)控制鼓风机(2)关闭；同时，在向模拟巷道装置(27)中输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘的过程中，粉尘传感器(6)对模拟巷道装置(27)内的粉尘浓度进行第三次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器(8)，微控制器(8)再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块(11)实时传输给计算机(12)，计算机(12)接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机(12)对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第三粉尘浓度ρ₃，关闭粉尘传感器(6)，开启脱尘装置(22)对模拟巷道装置(27)内的残留粉尘清除60min～120min；

步骤七、输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤二中所述第四粉尘盒安装好后，操作计算机(12)通过通信模块(11)发送鼓风机启动信号和防尘剂喷洒装置启动信号给微控制器(8)，微控制器(8)控制鼓风机(2)开启使所述第四粉尘盒中第二粉尘进入模拟巷道装置(27)，且微控制器(8)控制防尘剂喷洒装置(9)工作，直至所述第四粉尘盒中第二粉尘被吹干净时，微控制器(8)控制鼓风机(2)和防尘剂喷洒装置(9)关闭；同时，在向模拟巷道装置(27)中输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置(9)对模拟巷道装置(27)内粉尘进行除尘的过程中，粉尘传感器(6)对模拟巷道装置(27)内的粉尘浓度进行第四次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器(8)，微控制器(8)再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块(11)实时传输给计算机(12)，计算机(12)接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机(12)对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第四粉尘浓度ρ₄，关闭粉尘传感器(6)，开启脱尘装置(22)对模拟巷道装置(27)内的残留粉尘清除60min～120min；

步骤八、数据处理并得到除尘效率：采用所述计算机(12)将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤五中所述第二次粉尘浓度数据ρ₂根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₁，并采用所述计算机(12)将各个测试点处的浓度变化率R₁进行平均值计算，得到防尘剂的除尘效率，并通过显示器(21)同步显示；

采用所述计算机(12)将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤六中所述第三次粉尘浓度数据ρ₃根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₂，并采用所述计算机(12)将各个测试点处的浓度变化率R₂进行平均值计算，能够获取抑尘剂的除尘效率，并通过显示器(21)同步显示；

采用所述计算机(12)将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤七中所述第四次粉尘浓度数据ρ₄根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₃，并采用所述计算机(12)将各个测试点处的浓度变化率R₃进行平均值计算，得到抑尘剂与防尘剂的除尘效率，并通过显示器(21)同步显示。