ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ОПТОЭЛЕКТРОННЫМ КОМПОНЕНТАМ МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА ИЗМЕРИТЕЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ
Електронний архів E-archive DonNTU – (Electronic archive Donetsk National Technical University)
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ОПТОЭЛЕКТРОННЫМ КОМПОНЕНТАМ МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА ИЗМЕРИТЕЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ
Requirements to Optoelectronic Components of Model Prototype for Dust Concentration Meter Обґрунтування і розробка вимог до оптоелектронних компонент макетного зразка вимірювача концентрації пилу |
|
| Creator |
Соломичев, Р.И.
Solomichev, R. Соломічев, Р.І. |
|
| Subject |
потік випромінювання
оптичний канал фотодіод вугільний пил концентрація radiation flux optical channel photodiode conversion characteristic coal dust concentration поток излучения оптический канал фотодиод характеристика перетворення характеристика преобразования угольная пыль концентрация |
|
| Description |
Existing dust aspirating sampling devices do not satisfy modern requirements for speed and accuracy of dust control in mine atmosphere, which increases the risk of explosions in mines. We validated a method for measuring the dust concentration, based on the light radiation partial optical absorption measurement. The analysis of experimental data from MakNII found that for the most explosive coal dust (volatile Vdaf ≥ 35%, ash content Аs<5%, moisture content ≤1,5%) lower explosion limit concentration is equal to 10 g/m3. If the concentration of methane CCH4 = 1% the limit decreases twice, but with 2% - the explosion limit decreases about four times. Mathematical modeling revealed the functional dependence of changes in the light intensity of transmitted radiation on the changes in dust concentration СП. An algorithm for Mie parameter calculation was proposed, which helped to find the dependence of probe radiation on dust concentration in coal mine atmosphere. Attenuation coefficient takes into account the optical measurement path base length, the emission spectrum and dust composition. The proposed algorithm based on the mathematical model allowed formulating the requirements to optoelectronic components parameters: the wavelengths spectrum range of the probe radiation, which should be from 351 nm to 1055 nm. Dust measurement channel mathematical model was proposed, which takes into account spatial radiation characteristics (input coefficients) of a photodiode and allowed obtaining the dependence of the transformation probing radiation intensity into output current (in the range from 38 to 47 mA), when dust concentration in the optical measurement channel changes from 0 to 3 g/m3. On the basis of the requirements to optoelectronic components’ parameters and dust concentration meter mathematical model we proposed to use a photodiode BPW21R (spectral sensitivity range is from 347 to 813 nm) and ultra-bright LEDs with minimum radiation divergence angle (15 )C503-BAN (wavelength 470 nm) C503-GAN (527 nm), C503-RAN (624 nm), which will implement the model sample of the meter and check the theoretical calculations adequacy. Составлен алгоритм вычисления параметров уравнения Ми, на основе которых установлена зависимость показателя ослабления зондирующего излучения от концентрации пыли в атмосфере угольной шахты, длины базы оптического канала, спектра излучения и дисперсного состава пыли. Составлена математическая модель канала измерения концентрации пыли, которая учитывает пространственные характеристики излучения светодиода и приема фотодиода. Выбраны оптоэлектронные компоненты измерителя согласно поставленным требованиям к их параметрам и характеристикам, что позволит реализовать макетный образец измерителя и проверить адекватность теоретических расчетов. |
|
| Date |
2013-09-24T11:20:31Z
2013-09-24T11:20:31Z 2013 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. Випуск 2 (25). - Донецьк, ДонНТУ, 2013. С - 261-269
2075-4272 УДК 535.341.08 http://ea.donntu.edu.ua/handle/123456789/22915 |
|
| Publisher |
Донецький національний технічний університет
|
|