矿井巷道大跨度中低风速测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种矿井巷道大跨度中低风速测量装置，第一传感器活动连接第一固定座，第一传感器上设置第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块；第二传感器活动连接第二固定座，第二传感器上设置第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜，红外线反射镜上设定出标识区域；主控单元信号连接逻辑控制单元，逻辑控制单元经超声波发射电路连接第一超声波发射探头、第二超声波发射探头，逻辑控制单元经A/D转换器、程控放大器连接第一超声波接收探头、第二超声波接收探头，主控单元信号连接红外线发射模块和红外线接收模块。本实用新型专利技术的有益效果：精确测量计算出矿井巷道大跨度的中低风速。

【技术实现步骤摘要】
矿井巷道大跨度中低风速测量装置
本技术涉及超声波风速测量
，特别是涉及一种矿井巷道大跨度中低风速测量装置。
技术介绍
合理可靠的通风系统是井下安全生产的保证。针对井下风流场的研究可有针对性的防止因存在低风流速度区域引起的瓦斯积聚，从而在预防瓦斯类事故的措施中起到关键作用，快速准确的判断出井下导致风流出现波动的具体巷道以及巷道内的具体地点，是迅速解决通风问题的关键，具有重要的现实意义。只针对于某些特殊测点的监测具有很大的局限性，不能有效预测未知区域的风流状态，这是近年来监测仪表及监测点数目不断改善的同时瓦斯事故依然时有发生的最主要的原因。具体来说，一个风流测试点测试的风速并不能准确代表该点所在断面的风速分布情况，只有针对巷道内风流速度分布进行测量才能为正确预防有毒有害气体及粉尘的积聚提供指导。这其中必然涉及到低风流速度区域中巷道断面的风速测量问题，特别是风速在0～0.15m/s范围的精确测量问题。风速测量，常用的仪表有杯状风速计、翼状风速计、热敏风速计和超声波风速计。杯状风速计和翼状风速计使用方便，但其惰性和机械摩擦阻力较大，只适合于测定较大的风速。热敏风速计利用热敏探头，其工作原理是基于冷冲击气体带走热元件上的热量，借助一个调节开元器件保持温度恒定，此时调节电流和流速成正比。这种测量方法需要人为的干预，而且此仪表在湍流中使用时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，环境条件(温度，湿度)的变化都会影响到测量结果的准确性。超声波可用于测量风速，是因为在超声波传播过程中，会加载风流的流速信息，这些信息经过分离处理，便可以得到风流的流速。目前，矿用超声波风速计有涡旋式风速计和时差式风速计，存在的主要问题有二：一是点测，只反映测点处的风速，不能反映巷道断面的平均风速，不具代表性；二是当风速小于0.15m/s时测量精度难以满足要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种矿井巷道大跨度中低风速测量装置，解决目前对矿井巷道大跨度中低风速测量不精确的问题。本技术提供一种矿井巷道大跨度中低风速测量装置，包括第一传感器、第二传感器、逻辑控制单元和主控单元；第一传感器活动连接有第一固定座，第一传感器上设置有第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块，第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块位于第一传感器的同一位置处；第二传感器活动连接有第二固定座，第二传感器上设置有第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜，红外线反射镜上设定出标识区域，第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜位于第二传感器的同一位置处；主控单元信号连接逻辑控制单元，逻辑控制单元经超声波发射电路连接第一超声波发射探头、第二超声波发射探头，逻辑控制单元经A/D转换器、程控放大器连接第一超声波接收探头、第二超声波接收探头，主控单元信号连接红外线发射模块和红外线接收模块。进一步的，第一超声波发射探头发射超声波的方向、第一超声波接收探头接收超声波的方向、红外线发射模块发射红外线的方向和红外线接收模块接收红外线的方向互相平行，第二超声波发射探头发射超声波的方向、第二超声波接收探头接收超声波的方向和红外线反射镜的镜面法线方向互相平行。进一步的，所述主控单元为计算机。进一步的，所述逻辑控制单元为单片机。进一步的，主控单元依次经D/A转换器、V/f转换器信号连接有监控单元。进一步的，所述监控单元为矿井监控系统井下分站，主控单元依次经D/A转换器、V/f转换器、RS485串口信号连接矿井监控系统井下分站。进一步的，第一传感器经球形铰链连接第一固定座，第二传感器经球形铰链连接第二固定座。与现有技术相比，本技术的矿井巷道大跨度中低风速测量装置具有以下特点和优点：本技术的矿井巷道大跨度中低风速测量装置，实现传感器对的精确定位和传感器对间的精确测距，精确记录超声波在顺风和逆风状态的传输时间，精确测量计算出矿井巷道大跨度的中低风速，完全消除了矿井巷道环境条件变化对风速测量结果的影响。结合附图阅读本技术的具体实施方式后，本技术的特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例矿井巷道大跨度中低风速测量装置中第一传感器、第二传感器布置于巷道的示意图；图2为本技术实施例矿井巷道大跨度中低风速测量装置的结构示意图；其中，1、第一传感器，2、第二传感器，3、球形铰链，4、巷道。具体实施方式如图1、图2所示，本实施例提供一种矿井巷道大跨度中低风速测量装置，包括第一传感器1、第二传感器2、逻辑控制单元和主控单元等。本实施例中，逻辑控制单元为单片机，主控单元为计算机。第一传感器1经球形铰链3连接有第一固定座，第一传感器1上设置有第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块，第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块位于第一传感器1的同一位置处。具体的，可以使第一超声波发射探头发射超声波的方向、第一超声波接收探头接收超声波的方向、红外线发射模块发射红外线的方向和红外线接收模块接收红外线的方向互相平行。第二传感器2经球形铰链3连接有第二固定座，第二传感器2上设置有第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜，红外线反射镜上设定出标识区域，第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜位于第二传感器2的同一位置处。具体的，可以使第二超声波发射探头发射超声波的方向、第二超声波接收探头接收超声波的方向和红外线反射镜的镜面法线方向互相平行。计算机信号连接单片机，单片机经超声波发射电路连接第一超声波发射探头、第二超声波发射探头，单片机经A/D转换器、程控放大器连接第一超声波接收探头、第二超声波接收探头，计算机信号连接红外线发射模块和红外线接收模块，计算机依次经D/A转换器、V/f转换器、RS485串口信号连接矿井监控系统井下分站。本实施例还提供一种矿井巷道大跨度中低风速测量方法，通过红外线定位实现大跨度风速测量，所测风速为巷道4大范围平均风速，根据平均风速计算出的风量更加准确。与小距离点测相比将显著提高测量精度，这是因为在时间测量误差相同的情况下，距离越大计算出的风速误差越小。本实施例的一种矿井巷道大跨度中低风速测量方法，应用上述的矿井巷道大跨度中低风速测量装置，包括以下步骤：步骤一、传感器对的布置沿巷道4轴线不小于5m的距离两端分别布置第一传感器1和第二传感器2，第一传感器1经第一固定座固定于巷道4的一帮，第二传感器2经第二固定座固定于巷道4的另一帮，第一传感器1和第二传感器2的连线斜穿巷道4。步骤二、红外定位定义红外线发射模块发射出的红外线经红外线反射镜反射至红外线接收模块形成红外线传输路径，定义第一超声波发射探头发射出超声波至第二超声波接收探头形成第一超声波传输路径，定义第二超声波发射探头发射出超声波至第一超声波接收探头形成第二超声波传输路径，启动矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井巷道大跨度中低风速测量装置，其特征在于：包括第一传感器、第二传感器、逻辑控制单元和主控单元；第一传感器活动连接有第一固定座，第一传感器上设置有第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块，第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块位于第一传感器的同一位置处；第二传感器活动连接有第二固定座，第二传感器上设置有第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜，红外线反射镜上设定出标识区域，第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜位于第二传感器的同一位置处；主控单元信号连接逻辑控制单元，逻辑控制单元经超声波发射电路连接第一超声波发射探头、第二超声波发射探头，逻辑控制单元经A/D转换器、程控放大器连接第一超声波接收探头、第二超声波接收探头，主控单元信号连接红外线发射模块和红外线接收模块。

【技术特征摘要】
1.一种矿井巷道大跨度中低风速测量装置，其特征在于：包括第一传感器、第二传感器、逻辑控制单元和主控单元；第一传感器活动连接有第一固定座，第一传感器上设置有第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块，第一超声波发射探头、第一超声波接收探头、红外线发射模块和红外线接收模块位于第一传感器的同一位置处；第二传感器活动连接有第二固定座，第二传感器上设置有第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜，红外线反射镜上设定出标识区域，第二超声波发射探头、第二超声波接收探头和红外线反射镜位于第二传感器的同一位置处；主控单元信号连接逻辑控制单元，逻辑控制单元经超声波发射电路连接第一超声波发射探头、第二超声波发射探头，逻辑控制单元经A/D转换器、程控放大器连接第一超声波接收探头、第二超声波接收探头，主控单元信号连接红外线发射模块和红外线接收模块。2.根据权利要求1所述的矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：于师建，孙海信，李秉芮，赵文彬，王天乐，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37