一种基于多传感器信息融合的高精度智能矿井通风风量在线测量方法技术

《煤矿安全规程》第105规定：矿井必须建立测风制度。矿井巷道风量高精度在线自动测量是矿井通风系统超前预警与智能调控的基础，可以提高矿井生产的安全水平。本发明专利技术提供了一种基于多传感器信息融合的高精度智能矿井通风风量在线测量方法及装置。装置以嵌入式系统为测量、数据处理和通信的核心，集成了热导式风速传感器、风向传感器、测距传感器、环境参数测量传感器，可以实现风量的高精度在线无损测量和风向的自动识别以及现场免调试自动校准功能。此外，测量装置基于通信获取关联风路的风量测量值，还可以实现对本巷道风量测量值的进行校验、结合装置的自诊断功能得到巷道风量的正确数值，进一步提高巷道通风量检测的可靠性。

A High Precision Intelligent On-line Measurement Method of Mine Ventilation Air Volume Based on Multi-sensor Information Fusion

The 105th Regulation of Coal Mine Safety stipulates that the ventilation system must be established in the mine. High precision on-line automatic measurement of mine roadway air volume is the basis of advance warning and intelligent control of mine ventilation system, which can improve the safety level of mine production. The invention provides a high precision intelligent on-line measurement method and device for mine ventilation air volume based on multi-sensor information fusion. With embedded system as the core of measurement, data processing and communication, the device integrates thermal conductive wind speed sensor, wind direction sensor, ranging sensor and environmental parameter measurement sensor. It can realize high precision on-line non-destructive measurement of air volume, automatic identification of wind direction and automatic calibration function without debugging on site. In addition, the measurement device based on communication to obtain the wind measurement value of the associated wind path can also realize the verification of the wind measurement value of the roadway, combined with the self-diagnosis function of the device to get the correct value of the air volume of the roadway, and further improve the reliability of the detection of the air volume of the roadway.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器信息融合的高精度智能矿井通风风量在线测量方法
本专利技术属于矿山安全测试装置，尤其涉及一种基于多传感器信息融合的矿井通风风量智能在线测量方法。
技术介绍
矿井通风将新鲜空气输入矿井下，冲淡井下有害气体和粉尘，保证安全生产；同时，可以调节井下气候，增加氧气浓度，满足人员对氧气的需要，创造良好的工作环境。《煤矿安全规程》第105条规定：矿井必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时进行测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，对井下各用风地点进行风量合理调节。空气在巷道中流动时，由于受到摩擦的影响，巷道断面上各点的风速并不相等。一般说来，在巷道中央处风速最大，巷道边缘处风速最低，通常所说的井巷风速系指平均风速而言。矿井各分支通风量的测量是通过测量平均风速间接得到的，由于矿井通风巷道断面形状各异，断面内各点风速不均匀，以及大部分场合缺少准确测量通风量所要求的平直段造成的紊流问题，所以风量传感器在安装以后均需要进行现场校正，以上情况也是学术界普遍认为的风量的测量存在测不准的原因。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种基于多传感器信息融合的高精度智能矿井通风风量在线测量方法及装置，其特征在于装置基于ARM处理器的嵌入式系统开发，外围传感器和模块包括风速测量模块、风量数据处理模块、风向测量模块、位置识别模块、干湿度、温度和大气压力环境参数测量传感器、基于关联巷道的风量计算处理及诊断模块、基于总线的接口通信模块、人机接口模块和本安电源供电模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器信息融合的高精度智能矿井通风风量在线测量方法及装置，其特征在于装置基于ARM处理器的嵌入式系统开发，外围传感器和模块包括风速测量模块、风量数据处理模块、风向测量模块、位置识别模块、干湿度、温度和大气压力环境参数测量传感器、基于关联巷道的风量计算处理及诊断模块、基于总线的接口通信模块、人机接口模块和本安电源供电模块。2.根据权利要求书1所述的一种基于多传感器信息融合的高精度智能矿井通风风量在线测量方法及装置，其特征在于风速测量模块利用热传导原理测量气体风速，与风向传感器相结合，可以实现矿井巷道风量的双向测量。3.根据权利要求书1所述的一种基于多传感器信息融合的高精度智能矿井通风风量在线测量方法及装置，其特征在于超声波距离测量模块通过自动测量其与上、下、左和右侧巷道壁面的距离，自动计算风速探头相对位置的坐标和巷道的断面面积；风量数据处理模块，基于巷道的形状和相对坐标，通过查表得到平均风速的修正系数，与风量传感器测量的风...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新忠，马小平，申瑞杰，张兆龙，魏连江，胡建豪，张旭，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32