[发明专利]基于多传感多源数据融合的粉尘浓度检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于多传感多源数据融合的粉尘浓度检测系统及方法，属于粉尘浓度检测技术领域。该系统包括融合检测单元和气幕隔尘装置；融合检测单元包括光散射检测单元和电荷感应检测单元；气幕隔尘装置与光散射检测单元和电荷感应检测单元依次连接，用于隔离光学器件和粉尘；光散射检测单元和电荷感应检测单元均用于检测粉尘的AD值；该方法是根据融合算法计算出融合数值f_i(x)，从而融合检测单元标定曲线得出所检测粉尘浓度。本发明能够减小检测误差，提高标定分辨率和线性度，克服光散射法检测较高粉尘浓度和电荷感应法检测较低粉尘浓度的局限性。

技术领域

本发明属于粉尘浓度检测技术领域，涉及一种融合光散射和电荷感应的粉尘浓度检测系统及方法。

背景技术

粉尘是矿山五害之一，对人体危害很大，且粉尘浓度达到一定程度还存在爆炸隐患，对此进行在线连续检测非常重要。目前，应用最多的粉尘浓度在线检测技术主要是光散射法、电荷感应法。

刘永杰针对空气中粉尘颗粒浓度自动测量的问题，研究了基于光散射法测量粉尘浓度的理论方法；Xueshan Han等在文献“Xueshan Han,Jianqi Shen,Pengteng Yin,ShiyuHu,Duo Bi.Influences of refractive index on forward light scattering[J].Optics Communications,2014,316:198-205”中，基于MIE研究了粉尘颗粒对散射信号的影响，发现归因于内部反射；Luis A.Clementi等在文献“Luis A.Clementi,Jorge R.Vega,Luis M.Gugliotta,Arturo Quirantes.Characterization of spherical core–shellparticles by static light scattering.Estimation of the core-and particle-sizedistributions[J].Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer,2012,113(17):2255-2264”中提出了一种通过静态光散射测量来表征球形粉尘颗粒的数值方法；陈建阁等在文献“陈建阁,吴付祥,王杰.电荷感应法粉尘浓度检测技术[J].煤炭学报,2015,40(03):713-718”中提出根据煤矿粉尘的电荷性提出电荷感应法粉尘浓度检测技术；Juliusz B.Gajewski在文献“Dynamic effect of charged particles on themeasuring probe potential[J].Journal of Electrostatics,1997,40:437-442”中提出建立探针电位与动态空间的粉尘颗粒电荷密度和净电荷之间的数学模型。

国内外学者已对光散射法和电荷感应法检测粉尘浓度进行了宏观和微观研究，且研制的粉尘浓度传感器进行了推广和应用。但目前部分学者，比如李德文等发现：光散射法适用于检测低粉尘浓度，电荷感应法则相反。因此，针对两种检测方法的局限性，本发明提出一种新的粉尘浓度检测融合技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多传感多源数据融合的粉尘浓度检测系统及方法，减小检测误差，提高标定分辨率和线性度，克服光散射法和电荷感应法的局限性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种基于多传感多源数据融合的粉尘浓度检测方法，具体包括以下步骤：

S1：分别获取光散射单元和电荷感应单元的AD值；

S2：将获取AD值进行最值归一化，然后分别绘制光散射单元标定曲线a(x)和电荷感应单元标定曲线b(x)；