一种巷道风速的多断面网格观测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种巷道风速的多断面网格观测方法及系统，属于巷道风速监测领域。方法包括以下步骤，采用溯源标定法对风速传感器进行标定，采用多断面网格法布置标定后的风速传感器，采用移动数据采集终端同步接收所有风速传感器的监测数据，对接收到的监测数据进行叠加分析处理，基于监测数据的分析结果绘制巷道断面的风速等值线图；系统包括风速传感器、风速传感器安装杆及数据采集终端。本发明专利技术采用多断面网格法布置风速传感器，实现不同空间梯度的风速的同步立体测定，减少了同一个巷道断面布置风速传感器对巷道风速分布规律的影响。同步采集测定数据，保证采集的所有风速传感器数据是同步的，避免井下巷道风速波动对考察结果的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种巷道风速的多断面网格观测方法及系统
本专利技术属于巷道风速监测领域，涉及一种巷道风速的多断面网格观测方法及系统。
技术介绍
矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一，随着矿井通风技术及设备的飞速发展，对巷道风速的测量与监测也提出了新的要求，研究不同类型巷道不同条件下风速分布规律，开发可以快速精确测定巷道风速的仪器设备，实现巷道风速、风量精确监测与智能分析是未来通风技术的发展方向，是实现智能通风的技术支撑条件。目前，井下测风技术主要有两种，一是以人工测量为主的线路法，该方法受测风人员经验影响大，测量时间长，对大断面巷道测风准确性难以把控，测量误差随机性大；另外一种是以各种风速传感器为主的在线风速监测技术，该技术主要存在以下几个问题：井下巷道风速分布规律研究大多是基于理论计算和数值模拟，缺少现场切实可行的考察方法；风速传感器的安装位置缺乏理论依据，对巷道实际风速分布规律考察不清。因此，急需一种更加快捷、准确的巷道风速分布规律观测方法。要准确考察巷道风速分布规律面临着两个难题：因煤矿井下采掘活动、人员车辆运行、通风设施状态变化等因素导致巷道风速随时变化，要掌握全断面风速分布规律，必须在全断面布置风速传感器，风速传感器数据的采集必须保证同步性；所有的风速传感器布置在同一断面，风速传感器本身对风流流场的影响较大，不易掌握真实的风速分布规律。本专利技术采用多断面网格的方式布置风速传感器，利用数据采集终端同步采集监测数据，有效的避免了风速波动等因素对风速规律观测的影响，使观测结果更科学准确。专利
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种巷道风速的多断面网格观测方法，能够对巷道风速进行精确监测，避免风速波动对观测结果的影响。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种巷道风速的多断面网格观测方法，包括以下步骤，标定：采用溯源标定法对风速传感器进行标定；布置：采用多断面网格法布置标定后的风速传感器；接收：采用移动数据采集终端同步接收所有风速传感器的监测数据；分析：对接收到的监测数据进行叠加分析处理；风速等值线图绘制：基于监测数据的分析结果绘制巷道断面的风速等值线图。可选地，“标定”步骤中，溯源标定法是指在地面风洞内将所有风速传感器按照统一的误差标准进行标定校准。可选地，“布置”步骤中，多断面网格法是指沿巷道的延伸方向依次设置若干个测面，测面与巷道的延伸方向相交，相邻测面之间的间距相等，每个测面上均设置有至少一根测线，所有测线在任一测面上投影的交集均为零，测线上沿其延伸方向依次设置有若干风速传感器。可选地，测线在任一测面上的投影为测线投影，靠近巷道壁的相邻测线投影之间的间距小于远离巷道壁的相邻测线投影之间的间距，靠近巷道壁的相邻风速传感器之间的间距小于远离巷道壁的相邻风速传感器之间的间距。可选地，“布置”步骤中，巷道的延伸方向为Y轴，巷道的宽度方向为X轴，巷道的高度方向为Z轴；测线数量为N，测面之间的间距为l，每个测面各设置一条长度为L的测线，每条测线上的风速传感器的数量为n，测面与Y轴方向垂直，测线与X轴方向平行；测线布置时，测线投影与所靠近一侧的巷道壁之间的距离遵循Hz＝0.1z(z+1)/2，Hz为测线所靠近的一侧巷道壁之间的距离，Hz≤H/2，H为巷道的高度，z为测线投影从所靠近一侧的巷道壁开始依次计数的序号；风速传感器布置时，风速传感器与所靠近的巷道壁之间的距离遵循Wx＝0.1x(x+1)/2，Wx为风速传感器与所靠近的一侧巷道壁之间的距离；Wx≤W/2，W为巷道高度；x为风速传感器从所靠近一侧的巷道壁开始依次计数的序号；“布置”步骤包括以下分步骤：(1)用激光测距仪或卷尺测量巷道断面尺寸；(2)选取测面间距l并确定测面数量，根据巷道断面尺寸确定测线数量N具体数值，根据测线数量N，确定每条测线与巷道壁之间的距离；(3)根据巷道断面尺寸确定测线长度L，根据测线长度L，确定每条测线上的风速传感器数量n及每个风速传感器与巷道壁之间的距离；(4)根据每条测线与巷道壁之间的距离及每个风速传感器与巷道壁之间的距离，将风速传感器固定设置在巷道中。可选地，每个测面上只设置一根测线，若干测线沿巷道的延伸方向依次阶梯设置。可选地，“接收”步骤中，同步接收是指数据采集终端通过软件设置，与所有风速传感器编号配对，同一时刻采集所有风速传感器的监测数值。可选地，“分析”步骤中，叠加分析处理是指先将所有测面内的风速传感器监测到的数据沿巷道的延伸方向叠加到同一测面上，然后分析同一测面上的风速分布规律。一种巷道风速的多断面网格观测系统，用于实施如上任一项所述的一种巷道风速的多断面网格观测方法，包括风速传感器、风速传感器安装杆及数据采集终端，风速传感器与数据采集终端信号连接，风速传感器设置在风速传感器安装杆上，风速传感器安装杆上设置有刻度槽，风速传感器滑动设置在刻度槽内；风速传感器安装杆的两端分别设置有连接口，风速传感器安装杆为若干个，相邻的风速传感器安装杆之间通过连接口依次连接，风速传感器通过风速传感器安装杆设置在巷道内。可选地，数据采集终端为移动数据采集终端，风速传感器与移动数据采集终端无线信号连接本专利技术的有益效果在于：(1)采用多断面网格法布置风速传感器，实现不同空间梯度的风速的同步立体测定，减少了同一个巷道断面布置风速传感器对巷道风速分布规律的影响。(2)采用数据采集终端同步采集测定数据，保证采集的所有风速传感器数据是同一时刻的，避免井下巷道风速波动对考察结果的影响。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为巷道风速的多断面网格观测系统的布置示意图；图2为各测面上的风速传感器的布置示意图；图3为风速传感器安装杆的结构示意图。附图标记：测线1、风速传感器2、连接口3、刻度槽4、位置调节螺栓5。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，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专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巷道风速的多断面网格观测方法，其特征在于，包括以下步骤，/n标定：采用溯源标定法对风速传感器进行标定；/n布置：采用多断面网格法布置标定后的风速传感器；/n接收：采用移动数据采集终端同步接收所有风速传感器的监测数据；/n分析：对接收到的监测数据进行叠加分析处理；/n风速等值线图绘制：基于监测数据的分析结果绘制巷道断面的风速等值线图。/n

【技术特征摘要】
1.一种巷道风速的多断面网格观测方法，其特征在于，包括以下步骤，
标定：采用溯源标定法对风速传感器进行标定；
布置：采用多断面网格法布置标定后的风速传感器；
接收：采用移动数据采集终端同步接收所有风速传感器的监测数据；
分析：对接收到的监测数据进行叠加分析处理；
风速等值线图绘制：基于监测数据的分析结果绘制巷道断面的风速等值线图。


2.根据权利要求1的一种巷道风速的多断面网格观测方法，其特征在于：“标定”步骤中，溯源标定法是指在地面风洞内将所有风速传感器按照统一的误差标准进行标定校准。


3.根据权利要求1的一种巷道风速的多断面网格观测方法，其特征在于：“布置”步骤中，多断面网格法是指沿巷道的延伸方向依次设置若干个测面，测面与巷道的延伸方向相交，相邻测面之间的间距相等，每个测面上均设置有至少一根测线，所有测线在任一测面上投影的交集均为零，测线上沿其延伸方向依次设置有若干风速传感器。


4.根据权利要求3的一种巷道风速的多断面网格观测方法，其特征在于：测线在任一测面上的投影为测线投影，靠近巷道壁的相邻测线投影之间的间距小于远离巷道壁的相邻测线投影之间的间距，靠近巷道壁的相邻风速传感器之间的间距小于远离巷道壁的相邻风速传感器之间的间距。


5.根据权利要求4的一种巷道风速的多断面网格观测方法，其特征在于：“布置”步骤中，巷道的延伸方向为Y轴，巷道的宽度方向为X轴，巷道的高度方向为Z轴；测线数量为N，测面之间的间距为l，每个测面各设置一条长度为L的测线，每条测线上的风速传感器的数量为n，测面与Y轴方向垂直，测线与X轴方向平行；
测线布置时，测线投影与所靠近一侧的巷道壁之间的距离遵循Hz＝0.1z(z+1)/2，Hz为测线所靠近的一侧巷道壁之间的距离，Hz≤H/2，H为巷道的高度，z为测线投影从所靠近一侧的巷道壁开始依次计数的序号；
风速传感器布置时，风速传感器与所靠近的巷道壁之间的距离遵循Wx＝0.1x(x+1)/2，Wx为风速传感器与所靠近的一侧巷道...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆华，邹银辉，罗广，赵旭生，姚亚虎，赵吉玉，梁军，李明建，和树栋，陈森，张士岭，宁小亮，马国龙，崔俊飞，邹云龙，谈国文，蒲阳，乔伟，覃木广，宋志强，岳俊，王麒翔，刁勇，唐韩英，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50