具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参照图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种煤矿用智能控制除尘系统及其控制方法，包括钻箱1、多级除尘系统、隔爆变频电机7、隔爆变频控制器8和灰尘传感器9；

所述多级除尘系统与钻箱1连接，对钻箱1内的粉尘进入多级除尘系统后进行多级除尘；

所述多级除尘系统与隔爆变频电机7的输出端连接，隔爆变频电机7的输入端与隔爆变频控制器8的输出端连接，隔爆变频控制器8的信号输入端与所述灰尘传感器9连接，灰尘传感器9将信号传输给隔爆变频控制器8，隔爆变频控制器8根据灰尘传感器9的信号调节隔爆变频电机7的工作电压，调节多级除尘系统的除尘风量。

所述多级除尘系统包括一级除尘箱2、二级除尘箱3、三级除尘箱4和离心风机5；

所述一级除尘箱2的一端钻箱1连接、另一端与二级除尘箱3连接，二级除尘箱3与离心风机5连接，离心风机5与三级除尘箱4连接，钻箱1内的粉尘依次进入一级除尘箱2、二级除尘箱3、离心风机5和三级除尘箱4进行除尘。

所述一级除尘箱2包括沉降室16、整流板12、挡板13、进风口A口11、出风口F口14和集灰斗15；

所述沉降室16上设有进风口A口11和出风口F口14，沉降室16内靠近进风口A口11的位置处设有整流板12，沉降室16的底部设有集灰斗15，沉降室16的内部设有竖直设置的挡板13；

所述进风口A口11通过管路与钻箱1连接，出风口F口14通过管路与二级除尘箱3连接。

所述二级除尘箱3包括箱体、出风管17和导流叶片18；

所述箱体上设有进风口E口，进风口E口与一级除尘箱2的出风口F口14连接；

所述出风管17的一部分位于箱体内，另一部分位于箱体的顶部，出风管17的顶端设有出风口G口，出风口G口与离心风机5连接。

所述离心风机5设有出风口D口和吸风口C口；

所述三级除尘箱4设有进风口H口，三级除尘箱4内部设有滤筒，三级除尘箱4固定在机架上，并通过螺栓与离心风机相连接；

所述离心风机5吸风口C口与所述二级除尘箱3的出风口G口连接，离心风机5的出风口D口与三级除尘箱4的进风口H口连接。

本系统还包括隔爆闪光信号灯10，隔爆闪光信号灯10与隔爆变频控制器8的信号输入端连接，隔爆变频控制器8若监测到呼吸性粉尘浓度超过预设值，会启动隔爆闪光信号灯10进行闪光报警，隔爆闪光报警灯10由隔爆变频控制器8控制启停。

所述隔爆变频控制器8的内部控制元件为PLC或单片机，隔爆变频控制器8内部带有存储功能，用于可以实时记录工作电压、频率变化以及输出工作日志。

所述一级除尘箱2设于本系统的整机前端；

所述二级除尘箱3、隔爆变频电机7、隔爆变频控制器8和三级除尘箱4设于本系统的整机后部；

所述灰尘传感器9和隔爆闪光信号灯10设于本系统的驾驶室内。

所述隔爆变频电机7的输出轴与离心风机5的输入轴通过联轴器6连接；

所述隔爆变频控制器8与隔爆变频电机7通过矿用电缆连接，隔爆变频控制器8用螺栓直接固定在整机的机架上；

所述一级除尘箱2用螺栓固定在整机的机架横梁上。

一种煤矿用智能控制除尘系统的控制方法，所述灰尘传感器9将采集到的光强相对衰减率转变为电压信号U,U在所述隔爆变频控制器8中转换成数字量V，并与隔爆变频控制器8中预设值进行比较，根据比较数值改变隔爆变频控制器8的输入，从而控制隔爆变频控制器8的输出频率X及输出电压V,进而改变隔爆变频电机7的转速，从而控制离心风机5的风量。

灰尘传感器9为隔爆变频控制器8提供数据信号。

所述隔爆变频控制器8通过矿用电缆与隔爆变频电机7和隔爆闪光信号灯10连接，隔爆变频电机7和隔爆变频控制器8通过螺栓直接固定在机架上。

所述隔爆变频控制器8通过本安电缆与灰尘传感器9连接。

所述隔爆变频电机7通过矿用电缆与离心风机5和隔爆变频控制器8相连接。

所述二级除尘箱2通过螺栓固定在整机中后部两侧，二级除尘箱2还包括卸灰油缸、箱体、以及安装于箱体内的锥形筒、螺旋叶片、出风筒等部件。

所述一级除尘箱2通过螺丝固定在固定滑轨上，其进风口A口11通过软管与钻箱1的出风口B口连接，作为粉尘的吸入口。

所述隔爆变频控制器8依据所述灰尘传感器9发出的调频控制信号来调节电压输出频率，实现对隔爆变频电机7工作电压的调节，进而控制所述离心风机5的转速；同时当隔爆变频控制器8监测到呼吸性粉尘浓度超过预设阀值时，会自动接通所述隔爆闪光信号灯10进行浓度超标预警。

本系统能够通过灰尘传感器9对周围环境中的全粉尘和呼吸性粉尘浓度进行监测，灰尘传感器9自带显示屏能够显示当前监测数据。首先，当监测到总粉尘浓度或呼吸性粉尘浓度超过预定值，隔爆变频控制器8会自动启动多级除尘系统吸风降尘，同时系统能够根据现场灰尘浓度实时进行风量响应调节；其次，若呼吸性粉尘浓度持续超过标，隔爆闪光信号灯10会闪光预警，提醒作业人员注意安全防护；再次，隔爆变频控制器8内自带存储功能，能够自动记录频率变化并输出工作日志，为设备开机率统计、剩余寿命预测、智能物联提供可靠数据基础。

如图6所示，设备连接（虚线左侧），利用电缆将隔爆闪光信号灯、灰尘传感器、隔爆变频电机与变频系统连接，变频系统内部电源模块给继电器、PLC、变频模块供电，PLC接到灰尘传感器信号，经数据处理转化为电信号驱动继电器开合，进而实现隔爆闪光信号灯报警；控制变频模块，使变频电机转动；

数据处理（虚线右侧），PLC对接收到的灰尘传感器信号进行处理，具体为：先将模拟量转换为数字量，再与设定好的标准值进行比较，根据逻辑判断结果，控制PLC输出，并将结果进行数据存储。

本发明的工作原理：

1. 本系统的控制原理：

灰尘传感器通过对比穿过被测颗粒场内平行单色光的强度变化，并通过计算光线的衰减率，间接监测被测场环境中颗粒物浓度（经光电转换为电信号，电信号衰减率在一定程度上反映了待测场灰尘的相对浓度），并将其转换为电压信号U（模拟量），并将其传输给隔爆变频控制器8；

隔爆变频控制器8将接收到的电压信号U（模拟量）,在其系统中转换成数字量V，并与其系统中预设好的参数（调节档位）进行比对，根据比较数值以及预设程序输出频率X及输出电压V，并启动隔爆变频电机，隔爆变频电机随着接收到的隔爆变频控制器8的频率X及电压V的改变而改变输出转速，以控制离心风机5的转速并在系统中产生负压，在负压作用下，作业产生的大量微粒通过空芯钻杆和钻箱1的空芯轴，流经进风口A口11进入一级除尘箱2。

2. 本系统的除尘原理：

一级除尘箱2基于重力除尘原理，能捕集当量直径大于40-50μm的颗粒，而40-50μm以下的颗粒顺着E口进入二级除尘箱3；二级除尘箱3利用离心力原理，能对5-16μm以上的微粒进行二次捕集；剩余5-16μm以下的微粒流过离心风5，经过三级除尘箱4的进风口H口进入三级除尘箱4；三级除尘箱4利用滤筒过滤原理，对0.5μm以上的微粒进行精滤；过滤完毕，清洁空气从三级除尘箱4的出口排出。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。