基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤粉濃度監(jiān)測平臺的設(shè)計

嚴(yán)聰

摘要：本文主要研究一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤粉濃度監(jiān)測平臺，平臺設(shè)計之初，主要是為了能夠設(shè)非接觸式的煤粉濃度測量方法，從而避免人工直接的對其進行操作。通過將頻域分析以及傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，能夠良好的完成監(jiān)測目標(biāo)，依照監(jiān)測信號的頻譜特征，能夠找出煤粉濃度變化的對應(yīng)關(guān)系，從而對其進行量化的監(jiān)控，保證生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)煤粉濃度始終維持在一個安全、平穩(wěn)的水平，確保生產(chǎn)的安全性。僅供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理器;傳感器網(wǎng)絡(luò);煤粉監(jiān)測;平臺設(shè)計

中圖分類號：TP274 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-9129（2020）08-0082-01

1 引言

針對傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤粉濃度檢測平臺的設(shè)計，可以應(yīng)用到電廠領(lǐng)域的實際生產(chǎn)過程中，對電廠的煤粉濃度進行測量[1]?，F(xiàn)階段，我國應(yīng)用到電廠以及煤炭企業(yè)實際生產(chǎn)過程中，主要采取取樣法，對煤粉的濃度進行監(jiān)測。此種方法在實際應(yīng)用過程中，不僅測量方法耗時長而且其應(yīng)用效果不佳，無法滿足實時控制的要求。隨著我國技術(shù)的發(fā)展，近年來，煤粉濃度在線測量工作領(lǐng)域的研究也在不斷深入。目前，借助各類學(xué)術(shù)方法，對煤粉濃度進行監(jiān)測，能夠解決傳統(tǒng)煤粉監(jiān)測工作中存在的問題。例如，借助熱力學(xué)法、光學(xué)法等方法，都能夠?qū)γ悍蹪舛冗M行檢測。對此，本文主要涉及一種以傳感器網(wǎng)絡(luò)作為監(jiān)測主體的煤粉濃度監(jiān)測平臺，希望可以為相關(guān)技術(shù)人員帶來理論幫助和指導(dǎo)建議，僅供參考。

2 系統(tǒng)測量原理

2.1 設(shè)計原理。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，氣固兩相流體的隨機噪聲信號與單相氣體流的隨機噪聲信號有很大的差別。這一差別主要是由于煤粉的顆粒含量變化所造成的。因此，在系統(tǒng)設(shè)計時，可以利用此項特點，通過測量管道氣體單相流點和氣固兩相流點的流動噪聲信號，由此能夠?qū)Υ藭r煤粉的顆粒含量進行計算和評估?？偟膩碚f，只要找出了煤粉濃度與噪聲信號二者之間存在的必然聯(lián)系，就能夠?qū)崿F(xiàn)對煤粉顆粒含量的實際情況進行實時的監(jiān)測。因此，在煤粉監(jiān)測平臺系統(tǒng)的設(shè)計過程中，可以選擇以電容傳感器作為監(jiān)測的主要技術(shù)，同時將之應(yīng)用到實際檢驗過程中，作為流動噪聲信號獲取手段。眾所周知，在電力系統(tǒng)運行過程中，電容值與介電常數(shù)成正比例。由此能夠得到進一步的推導(dǎo)，在實際監(jiān)測過程中，空氣中煤粉濃度的變化與介電常數(shù)及電容值成正比例關(guān)系。這樣一來，就實現(xiàn)了對煤粉濃度變化實際情況的及時查詢。針對信號的采集，還需對其進行一次信號的濾波處理，可以采取低通濾波，對在實際監(jiān)測過程中出現(xiàn)的噪聲進行濾除。借助硬件電路的低通濾波器，能夠達到良好的應(yīng)用效果，具有實用意義。

2.2 極大模算法的應(yīng)用。通過將極大模算法引進到系統(tǒng)的設(shè)計中，利用小波變換的小波函數(shù)帶通特性，同樣也可以實現(xiàn)在實際操作過程中，因電力系統(tǒng)運行產(chǎn)生 的一些噪聲干擾[2-3]。能夠起到良好的降噪的效果。由于流動噪聲信號直接與氣固兩相流的微觀特性有關(guān)，還需注意對這些因素進行有效的控制。一般來說，這些微觀特性絕大部分都是內(nèi)在特性，包括氣體的實際流速、空氣中煤粉粒徑大小等因素等等，基本上可以排除與其他因素條件存在的聯(lián)系。因此，極大模算法的應(yīng)用具有良好的實用性，不會受到外界因素的干擾，進而對最終的煤粉監(jiān)測結(jié)果帶來不利影響。借助此種算法，經(jīng)小波變換處理后的信號，而后借助功率譜分析的方式，對在此過程中氣體單相流點和氣固兩相流點的相關(guān)性展開全面的分析，并且探究信號的能譜變化，從中研究煤粉濃度的變化關(guān)系，找出存在的相關(guān)性影響，還可以實現(xiàn)對煤粉顆粒變化情況的預(yù)判，從而最終確定出煤粉顆粒的質(zhì)量以及流量情況。

3 監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 波變換后的信號處理方法。針對波變換之后的信號處理，其目的主要是是希望通過采取信號處理方式，從諧波頻率的角度來反映信號的特征，進一步的提升傳感器網(wǎng)絡(luò)煤粉監(jiān)測平臺的監(jiān)測精度以及質(zhì)量。但在實際應(yīng)用過程中，針對一些隨機信號，由于無法采取特定的時間函數(shù)對其進行表示，因此也就無法顯示在頻譜上。針對此類問題，可以采取能量譜或功率譜來描述信號，能夠有效的反映出信號能量、功率密度在頻域中隨頻率的變化情況。

3.2 功率譜函數(shù)。功率譜函數(shù)作為傳感器網(wǎng)絡(luò)煤粉監(jiān)測平臺系統(tǒng)設(shè)計中頻域分析隨機信號的重要手段，由于存在在實際應(yīng)用過程中容易丟失相位信息的問題，所需要對頻率的實際產(chǎn)生時間進行計算以及處理。眾所周知，基于傳感器網(wǎng)絡(luò)煤粉監(jiān)測平臺，在實際的信號處理過程中，尤其是對非平穩(wěn)信號的處理中，對于頻率信號的時間檢測十分重要，而且，在任一時刻附近的信號頻域特征都有其影響作用。對此，本文主要采取小波分解方法及小波變換的方式，在應(yīng)用過程中主要借助小波分析優(yōu)越的頻率分離功能，可以針對實際生產(chǎn)過程中，一些不穩(wěn)定信號（隨機信號）進行分離處理，而后將信號進行分離轉(zhuǎn)化，借助Fourier變換，能夠有效的提取出信號的頻率特性，從而更好的對信號的變化情況進行檢測以及控制，能夠，滿足傳感器網(wǎng)絡(luò)煤粉監(jiān)測平臺應(yīng)用的全部需求，將信號的時域和頻域結(jié)合起來，進一步了加強了對于信號的管控，而不會影響到信號頻域的分辨率，具有良好的應(yīng)用價值。

4 結(jié)論

綜上所述，當(dāng)前，我國應(yīng)用到電廠以及煤炭企業(yè)實際生產(chǎn)過程中，主要采取取樣法，對煤粉的濃度進行監(jiān)測。此種方法在實際應(yīng)用過程中，不僅測量方法耗時長而且其應(yīng)用效果不佳，無法滿足實時控制的要求。隨著我國技術(shù)的發(fā)展，近年來，煤粉濃度在線測量工作領(lǐng)域的研究也在不斷深入。目前，借助各類學(xué)術(shù)方法，對煤粉濃度進行監(jiān)測，能夠解決傳統(tǒng)煤粉監(jiān)測工作中存在的問題。例如，借助熱力學(xué)法、光學(xué)法等方法，都能夠?qū)γ悍蹪舛冗M行檢測。對此，本文主要涉及一種以傳感器網(wǎng)絡(luò)作為監(jiān)測主體的煤粉濃度監(jiān)測平臺，僅供參考。

參考文獻：

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