一、方案介绍

在金属打磨、抛光、切割、喷砂等加工过程中，会产生大量细微金属粉尘（铁粉、铝粉、不锈钢粉尘、镁粉等）。当粉尘在空气中达到一定浓度，并具备火源与氧气条件时，可能发生粉尘爆炸事故。尤其是铝粉、镁粉等可燃金属粉尘，具有较低爆炸下限，极易引发燃爆风险。因此，必须对打磨区域粉尘浓度进行实时在线监测，并结合环境条件进行风险预警与联动控制。本方案通过激光散射式粉尘浓度检测仪实时监测PM2.5、PM10及TSP浓度，结合温湿度与可燃气体监测，构建一套防燃防爆风险预警系统。所有传感器通过RS485接入防爆型4G采集主机，数据主动上传至云平台，实现实时监测与智能预警。

二、监测目标

三、需求分析

1. 高粉尘环境

打磨作业连续产生大量悬浮粉尘。

2. 爆炸风险

可燃金属粉尘在一定浓度下具有爆炸危险。

3. 静电与火花风险

设备运行可能产生火花或静电放电。

4. 监管合规需求

需符合粉尘防爆相关规范要求。

四、监测方法

1. 监测参数

PM2.5
PM10
TSP
环境温度
环境湿度
可燃气体（可选）
火花探测（可选）

2. 布点原则

打磨工位上方
集尘罩附近
除尘管道入口
车间整体环境点位

3. 数据流程

粉尘传感器 → RS485 → 防爆型4G采集主机 → 云平台

五、应用原理

1. 粉尘检测原理

采用激光散射原理检测空气中颗粒物浓度。颗粒物通过检测腔时产生散射光信号，系统转换为质量浓度值。

最小检测粒径可达0.3μm，适用于金属细粉检测。

2. 风险判断逻辑

系统可根据：

粉尘浓度
连续超标时间
环境温度
湿度

综合判断爆炸风险等级。

六、功能特点

七、硬件清单

八、硬件参数（量程、精度）

1. PM2.5

量程：0～999.9 μg/m³
误差：±15%或±10 μg/m³

2. PM10

量程：0～1999.9 μg/m³

3. TSP

量程：0～20000 μg/m³

4. 最小检测粒径

0.3 μm

5. 温湿度

温度量程：-20℃～60℃
湿度量程：0～100%RH

6. 通信

RS485
MODBUS-RTU协议
波特率9600

九、方案实现

十、数据分析

平台支持：

实时浓度曲线
爆炸风险趋势分析
峰值统计
超标频次统计
除尘效率对比
环境因素关联分析

支持数据导出。

十一、预警决策

支持：

瞬时超标报警
连续超标报警
爆炸风险等级报警
温度异常报警

报警方式：

平台提示
手机推送
短信通知
声光报警

联动控制：

自动启动除尘系统
增强通风
紧急停机

十二、方案优点

降低爆炸风险
提高安全管理等级
满足粉尘防爆规范
远程实时监管
数据可追溯
支持扩展升级

十三、应用领域

金属打磨车间
铝件抛光车间
喷砂作业区
粉体加工厂
机械加工厂
钢结构加工厂

十四、效益分析

减少爆炸事故风险
降低职业健康风险
避免停产损失
提升企业安全等级
满足监管检查

十五、国标规范

GB 15577 粉尘防爆安全规程
AQ 4273 可燃粉尘爆炸危险场所规范
GBZ 2.1 工作场所有害因素职业接触限值
GB 50016 建筑设计防火规范
GB/T 17626 电磁兼容标准

十六、参考文献

《可燃粉尘爆炸机理研究》
《工业粉尘防爆技术》
《职业卫生监测技术规范》
《金属粉尘安全控制技术》

十七、案例分享

某铝件打磨车间部署防爆粉尘在线监测系统后，在高峰作业时段识别到粉尘浓度接近风险阈值，系统自动启动增强除尘模式，浓度迅速下降，成功避免潜在爆炸风险，同时满足安全监管检查要求。