1、什么是堆积粉尘传感器
PM2.5传感器也便是粉尘传感器，或许尘埃传感器、颗粒物传感器，能够检测周围空气中粉尘颗粒浓度的巨细。在空气动力学中，直径小于10微米的粉尘是能够通过器官直接进入人体肺泡区，然后10微米以上的粉尘颗粒通过碰击堆积，大部分堆积在鼻咽部，而小于10微米的粉尘会进入呼吸道，5微米以下巨细直径的粉尘会直径堆积在肺泡，这样便会形成人体的呼吸道感染，乃至肺部疾病。
2、堆积粉尘传感器结构与组成
2.1整体结构规划
堆积煤尘传感器首要由外壳、防尘罩、称量盘、称重传感器和电路板组成。为了确保仪器的安全和添加仪器的安稳性，外壳所用钢板厚度不低于5mm，并在称量盘之上规划了防尘防风罩，以削减井下风流对仪器的影响，确保丈量精确。
2.2凹凸咬合式防尘结构的规划
称重传感器的支撑柱支撑着称量盘，要求不得与其他任何物体触摸，否则将严重影响称量的精确性。但另一方面为确保仪器的正常运用，又有必要对仪器进行密封，为了处理这一对立，特规划了凹凸咬合式防尘结构，见图1。
图1凹凸咬合式防尘结构图
从防尘罩与称量盘之间的空隙通过的含尘气流，假如不采纳办法，将通过称重传感器支撑柱与外壳之间的空隙，而流向仪器内部，然后影响仪器的运用寿命和丈量精度。因而，规划凹凸咬合式结构，以避免粉尘从此缝隙进入仪器内部。
3、堆积粉尘传感器的电路体系规划
3.1硬件电路整体方案规划
电路体系是整个仪器的中心部分，称重传感器输出信号的处理，监控体系信号的运送、数据显现、运转形式的切换、红外遥控信号的处理、仪器的调零和标定等功能，都是通过电路体系完结的。
图2为硬件电路体系结构框图，硬件电路首要包含单片机体系、称重传感器信号高精度A/D转化、显现驱动、红外遥控接纳电路、数据传输、ISP（在
体系编程）接口电路和电源电路等。
图2硬件电路体系结构框图
3.2称重传感器信号高精度A/D转化电路
因为称重传感器额外输出为1.5mV/V，输入电压5V，量程为600g，即在满量程600g时，传感器会输出7.5mV的电压信号。而堆积煤尘传感器显现精度为0.01g，因而A/D转化电路需要能分辩01000125mV的弱小信号才干抵达要求。
CS5532是美国CirrusLogic公司推出的一种具有极低噪音的、多通道$）2型模仿/数字转化器，因为其选用电荷平衡技能和极低噪声的可编程增益斩波安稳丈量扩大器，可得到高达24位分辩率的输出成果，其精度高，动态特性宽。CS5532的差动输入端能够直接丈量来自传感器的毫伏信号，简化了与外围电路的衔接。可编程增益扩大器可使扩大倍数从1~32进行设定（以2倍步长添加），大大提高了体系的动态特性。多级程控数字滤波器使得数据输出速率可选择7.5Hz~3.84kHz，方便了与外设的衔接。此外，CS5532内部有一个完好的自校对体系，可进行自校准和体系校准，可消除A/D自身的零点增益和漂移差错，以及体系通道的失谐和增益差错。宽动态特性、可编程输出速率、灵敏的供电办法及简洁的三线串行输出形式，使得该A/D转化器极易和单片机接口，十分适用于称重仪器高分辩率丈量的状况。
在称重传感器信号处理及A/D转化过程中，因为其信号十分弱小，很简单遭到各种搅扰，如EMI搅扰、地线搅扰、电源搅扰、电磁波搅扰等，最终会严重影响仪器的丈量精确度和安稳性，因而抗搅扰办法显得十分重要。在该规划中选用了各种办法来尽量下降各类搅扰：EMI三端滤波电容滤除EMI搅扰;PCB布线设置在大面积覆铜的洁净模仿地平面上等办法消除地线搅扰;选用高精度线性稳压电源芯片对芯片独立供电;选用无感电阻分压后的电压作为A/D的参阅电源，以此最大程度地消除电源搅扰;选用对A/D转化部分加屏蔽罩的办法来消除外界的电磁搅扰。A/D转化部分电路原理框图见图3。
4现场试验及作用
图4堆积粉尘传感器24h接连监测曲线图
因为采煤队检修班每天都会对巷道进行冲刷，时刻大约在10：00）12：00，此刻粉尘和水雾较大，在每天上午12：00后进入检修班，此刻不割煤，粉尘较少，一般到晚上又进入割煤作业状况。因为以上状况，从图4的监测曲线能够看出，仪器的监测数据十分契合现场实践作业状况，在每天上午12：00左右冲刷巷道时，数据会有一次较大的添加，然后进入检修班，粉尘堆积量较小，在晚上至次日10：00左右是作业班，此刻的粉尘浓度大，粉尘堆积多，仪器测得的数据接连添加。
为了验证堆积粉尘传感器检测数据的精确性，将在井下搜集仪器托盘上的粉尘拿到地上用天平称量，并与传感器显现值进行比照，测验成果见表1。
表1堆积粉尘传感器与天平称量测验成果比照
序号堆积时刻/d天平称量值/g传感器显现值/g差错/%
111.521.46-3.9
217.297.60+4.3
326.015.73-4.6
4211.7311.21-4.4
5313.3312.95-2.9
5定论
堆积粉尘传感器通过各项试验证明，该传感器可与KJ90、KJ2000等安全监控体系联网运用，合适煤矿井下堆积粉尘的接连监测，丈量规模0~100g，丈量差错小于5%。
堆积粉尘传感器的成功研发填补了我国同类仪器的空白，为煤矿堆积粉尘接连监测供给根本测验手法，为避免和防备粉尘爆破供给了重要技能手法。
