Please use this identifier to cite or link to this item: http://ea.donntu.edu.ua:8080/jspui/handle/123456789/22915
Title: ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ОПТОЭЛЕКТРОННЫМ КОМПОНЕНТАМ МАКЕТНОГО ОБРАЗЦА ИЗМЕРИТЕЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ
Other Titles: Requirements to Optoelectronic Components of Model Prototype for Dust Concentration Meter
Обґрунтування і розробка вимог до оптоелектронних компонент макетного зразка вимірювача концентрації пилу
Authors: Соломичев, Р.И.
Solomichev, R.
Соломічев, Р.І.
Keywords: 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
Issue Date: 2013
Publisher: Донецький національний технічний університет
Citation: Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. Випуск 2 (25). - Донецьк, ДонНТУ, 2013. С - 261-269
Abstract: 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.
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.
URI: http://ea.donntu.edu.ua/handle/123456789/22915
ISSN: 2075-4272
Appears in Collections:Випуск 2 (25)'2013
Статті кафедри ЕТ

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
соломичев.pdf485,83 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.