粉塵在線監(jiān)測與事故預(yù)警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

江樹金

廣州達(dá)選科技有限公司 廣東 廣州 510075

1 引言

粉塵是造成塵矽病危害的主要原因。礦石在破碎加工過程中，會產(chǎn)生不同程度的粉塵危害，如果不對粉塵進(jìn)行監(jiān)控和處理，將會嚴(yán)重影響車間和周圍環(huán)境，給操作人員的身體健康帶來威脅。一般情況下，礦石破碎中，產(chǎn)生粉塵的原因是礦石進(jìn)入粗破碎機(jī)直至進(jìn)入到選廠磨礦槽，機(jī)械轉(zhuǎn)動部分的動能和空氣的作用導(dǎo)致成罩內(nèi)產(chǎn)生正壓，使得粉塵和空氣混合物產(chǎn)生擴(kuò)散作用，進(jìn)而使得粉塵彌散[1]。對于粉塵，需要建立完整的在線檢測系統(tǒng)，對粉塵的濃度進(jìn)行實時檢測；并對粉塵過高濃度造成事故的預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，以充分保證操作員工和周圍居民的身體健康，保護(hù)環(huán)境。

2 粉塵事故預(yù)警管理體系的建立

2.1 預(yù)警系統(tǒng)的建立 粉塵預(yù)警系統(tǒng)是在事故預(yù)警的指導(dǎo)前提下，通過對粉塵事故發(fā)生的原因、特點及其發(fā)展作為研究對象，運用現(xiàn)代事故預(yù)警理論，構(gòu)建能夠?qū)ν愋蜑?zāi)害事故產(chǎn)生預(yù)警、矯正的系統(tǒng)，總體而言，粉塵預(yù)警系統(tǒng)以警報為導(dǎo)向，以矯正為手段，實現(xiàn)對事故類型的免疫功能[2]。預(yù)警系統(tǒng)的建立需要客觀、實際的統(tǒng)計資料，并且結(jié)合國家的相關(guān)法律法規(guī)，通過可行性和可操作性進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)建。

2.2 預(yù)警系統(tǒng)的實現(xiàn) 粉塵預(yù)警系統(tǒng)的主要功能是對企業(yè)粉塵進(jìn)行監(jiān)測、識別、診斷以及評價等。粉塵的監(jiān)測是預(yù)警系統(tǒng)的前提和關(guān)鍵，監(jiān)測的關(guān)鍵點有兩個：其一，通過采取準(zhǔn)確安全的粉塵檢測儀器，對生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)和粉塵重點部位進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測，此監(jiān)測是實時的、全方位的。其二，對大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲、建立數(shù)據(jù)檔案，該數(shù)據(jù)檔案可以用于整個預(yù)警系統(tǒng)共享使用，并將監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息分類傳輸?shù)筋A(yù)警系統(tǒng)的下一步環(huán)節(jié)。粉塵預(yù)警系統(tǒng)的識別模塊是通過對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，一般情況下，對比參考的標(biāo)準(zhǔn)文件是技術(shù)資料和歷史數(shù)據(jù)信息，通過對識別監(jiān)測粉塵信息的超標(biāo)點，對粉塵事故產(chǎn)生的征兆進(jìn)行識別，對后續(xù)的發(fā)生的事故活動趨勢進(jìn)行識別，通過識別，可以找到哪些情況是最為關(guān)鍵和主要的，哪些是附屬和叢生的。粉塵預(yù)警系統(tǒng)的診斷功能主要是結(jié)導(dǎo)致事故發(fā)生的主要因素，并從中檢索出危險性和危害性最大的因素進(jìn)行分析，并對該因素所導(dǎo)致事故的發(fā)生過程及其可能出現(xiàn)的發(fā)展趨勢進(jìn)行定量描述。評價是對事故影響的定量描述，明確致災(zāi)因素中可能會產(chǎn)生的事故影響，并根據(jù)事故影響程度產(chǎn)生下一步操作，所處環(huán)境是否正常，如果不正常是否產(chǎn)生報警警告等。

3 粉塵遠(yuǎn)程監(jiān)測與事故預(yù)警系統(tǒng)平臺設(shè)計

3.1 總體思路 平臺的建立主要用于粉塵濃度監(jiān)測、事故預(yù)防功能，通過平臺，可以實現(xiàn)安監(jiān)部門、企業(yè)或用戶的資源共享，通過此平臺，能夠有效實現(xiàn)對粉塵危害信息數(shù)據(jù)的規(guī)范性、完整性和實時動態(tài)的監(jiān)測、分析以及辨識；同時也能迫使企業(yè)進(jìn)行粉塵的有效關(guān)注和處理[3]。

3.2 系統(tǒng)構(gòu)建設(shè)計 本系統(tǒng)主要可以分為五個層級，依次可以分為用戶層、業(yè)務(wù)層、支撐平臺、數(shù)據(jù)層及基礎(chǔ)層。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。監(jiān)測信號主要來自現(xiàn)場的粉塵監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理的平臺服務(wù)器，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和預(yù)警工作。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)建圖

3.3 系統(tǒng)功能

(1)粉塵數(shù)據(jù)信息，涉爆粉塵基本信息的管理工作功能。

(2)通過在線粉塵檢測儀器對作業(yè)場所的粉塵濃度進(jìn)行實時的監(jiān)測，并為平臺提供有效的數(shù)據(jù)支持。

(3)作業(yè)現(xiàn)場的粉塵濃度數(shù)據(jù)的傳輸、分析和存儲。通過平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和實時同步顯示終端數(shù)據(jù)。監(jiān)測數(shù)據(jù)終端云存儲，為后續(xù)的預(yù)警工作提供有效的數(shù)據(jù)參考和支持。

(4)作業(yè)現(xiàn)場粉塵事故的預(yù)警工作，結(jié)合事故發(fā)生的客觀情況，同時對爆炸性粉塵和非爆炸性粉塵的特點，結(jié)合預(yù)警技術(shù)。建立不同的現(xiàn)場事故評價體系從而實現(xiàn)針對不同的粉塵性質(zhì)建立不同的事故預(yù)警機(jī)制。

(5)粉塵制度管理：粉塵信息管理、粉塵處理記錄。

4 粉塵在線檢測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

粉塵的在線檢測關(guān)鍵是監(jiān)測儀器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定安全性，下面主要介紹兩種粉塵在線監(jiān)測設(shè)備。

(1)粉塵濃度傳感器。粉塵濃度傳感器主要根據(jù)光散射原理實現(xiàn)對粉塵濃度的測試，通過微處理器對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，并且將粉塵濃度轉(zhuǎn)化為信號進(jìn)行輸出。這種粉塵濃度傳感器的結(jié)構(gòu)主要有：采樣頭、抽氣系統(tǒng)、監(jiān)測裝置以及單片機(jī)等。在抽氣泵的作用下，將含塵空氣吸入到傳感器內(nèi)，粉塵含量被轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娦盘?，光電信號通過補(bǔ)償器處理后傳輸給微處理器，經(jīng)過處理后，光電信號被轉(zhuǎn)化為粉塵的質(zhì)量濃度，并且在控制器面板上進(jìn)行顯示。該設(shè)備監(jiān)測具有操作簡便、檢測靈敏度高，并且性能比較穩(wěn)定。

(2)全自動粉塵測試儀。該監(jiān)測儀器具有數(shù)據(jù)處理能力快、檢測準(zhǔn)確度高的特點，同時由于其具有較高的抗干擾能力，因此精度高。通過先進(jìn)的微機(jī)處理能力，并借助于中央處理器進(jìn)行處理計算，可與計算機(jī)聯(lián)機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和打印。同時，該儀器配置有呼吸式的分級粉塵捕集器，能夠模擬呼吸過程，采集呼吸式的粉塵濃度，儀器具有自動采用和定時采樣的功能，同時配置有防爆功能，可以用于特殊場所。

5 結(jié)語

特定行業(yè)的作業(yè)活動現(xiàn)場存在粉塵，對其粉塵濃度進(jìn)行實時監(jiān)控，可以減小粉塵帶來的傷害。通過在線監(jiān)測儀器對粉塵濃度進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)測數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)對粉塵濃度的趨勢分析，判斷事故發(fā)生的可能性，從而產(chǎn)生對應(yīng)的預(yù)警信息，提供工作效率和粉塵事故預(yù)防的效果。