Устройство для контроля запыленности специальных производственных помещений

Введение

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеоусловий в рабочей зоне помещения. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твёрдые и жидкие вещества – аэрозоли. Пыль – это частицы размером > 1мкм, дым < 1мкм, туман 1¸10 мкм. Причины выделения пыли могут быть самыми разными: при дроблении и разломе, транспортировке пыльного материала и т.д. На рабочих местах большое значение отводится созданию комфортных условий труда, которые обеспечиваются параметрами микроклимата и степенью запыленности воздуха. С этой целью создаются устройства контроля запыленности производственных помещений. Целью курсовой работы является проектирование данного устройства.

Анализ технического задания

Функционально устройство состоит из рабочей камеры, блока компараторов/счетчиков и контроллера, выполненного на базе микропроцессора семейства MCS-51. Несмотря на непрерывное развитие и появление все новых и новых 16- и 32- разрядных микроконтроллеров и микропроцессоров, наибольшая доля мирового микропроцессорного рынка и по сей день остается за 8-разрядными устройствами. В настоящее время среди всех 8-разрядных микроконтроллеров - семейство MCS-51 является несомненным чемпионом по количеству разновидностей и количеству компаний, выпускающих его модификации. Оно получило свое название от первого представителя этого семейства - микроконтроллера 8051, выпущенного в 1980 году на базе технологии HMOS. С точки зрения технологии микроконтроллер 8051 являлся для своего времени очень сложным изделием - в кристалле было использовано 128 тыс. транзисторов, что в 4 раза превышало количество транзисторов в 16-разрядном микропроцессоре 8086.

Важную роль в достижении такой высокой популярности семейства 8051 сыграла открытая политика фирмы Intel, родоначальницы архитектуры, направленная на широкое распространение лицензий на ядро 8051 среди большого количества ведущих полупроводниковых компаний мира. В результате на сегодняшний день существует более 200 модификаций микроконтроллеров семейства 8051, выпускаемых почти 20-ю компаниями.

Все микроконтроллеры из семейства MCS-51 имеют общую систему команд. Наличие дополнительного оборудования влияет только на количество регистров специального назначения. Основными производителями клонов 51-го семейства в мире являются фирмы Philips, Siemens, Intel, Atmel, Dallas, Temic, Oki, AMD, MHS, Gold Star, Winbond, Silicon Systems и ряд других. В рамках СССР производство микроконтроллера 8051 осуществлялось в Киеве, Воронеже (1816ВЕ31/51, 1830ВЕ31/51), Минске (1834ВЕ31) и Новосибирске (1850ВЕ31).

Устройство для контроля запыленности специальных производственных помещений, работает по принципу измерения интенсивности рассеянного света – фотометр. Частицы аэрозоля всасываются через штуцер отбора пробы встроенным насосом в измерительную камеру через фокусирующее сопло, которое ориентировано так, чтобы воздушный поток проходил через лазерный луч, просвечивающий измерительную камеру. Частица, попавшая в лазерный луч, рассеивает свет. Благодаря количественной связи между размером частицы и интенсивностью рассеянного света, определяется размер частицы. Количество прошедших через луч частиц совпадает с числом световых импульсов рассеянного света. Фотоприемник преобразует импульсы рассеянного частицами света в электрические импульсы, которые усиливаются предварительным усилителем и поступают в блок счетчиков/компараторов. Компараторы выделяют сигналы заданных уровней и подают их на соответствующие счетчики. Всего прибор имеет три компаратора/ счетчика, причем уровни компараторов задаются микропроцессором. По истечении заданного времени, прибор прекращает счет частиц и индицирует результаты.