一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器及其使用方法技术

本发明专利技术属于矿井施工技术领域，具体涉及一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器，包括：悬挂结构，一端相对于固定点悬挂设置；柔性套环，环绕风筒且与悬挂结构底部连接；至少一个传感器，贴合安装于柔性套环表面，且与悬挂结构底部按照设定距离设置，传感器用于对风筒的角度变化进行检测。通过本发明专利技术的技术方案，有效解决软质风筒末端风压低，风筒振动的问题，检测准确性高，生产调试安装维护方便。同时，本发明专利技术中还请求保护一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器的使用方法，具有同样的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器及其使用方法
本专利技术属于矿井施工
，具体涉及一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器及其使用方法。
技术介绍
在煤矿井下开采过程中会伴随瓦斯涌出，达到一定浓度后会引起瓦斯爆炸。出于安全生产考虑需要使用风筒将新鲜风送入采掘面，置换掘进面产生的瓦斯，从而保护人员设备安全。其中，风筒置换效果需要通过风筒风量传感器检测，煤矿安全监控领域中，风筒风量传感器安装在风筒末端，判断巷道风筒的结构完整性。传统抱箍式风筒风量传感器是一种较为常规的传感器，目前，该类传感器几乎均为铁架抱箍式，采用挂环悬挂吊装，骑跨在软质风筒上，有风时风筒将铁架撑起，传感器磁铁靠近主机使内部干簧管导通，当风筒无风时，软质风筒无风，铁架收拢，传感器磁铁远离主机，干簧管断开。在检测矿井风筒中有风无风时，由于末端风筒风压较弱，存在左右摆动，导致抱箍式风筒风量传感器检测风筒有风无风时存在误判，引起风机关闭，风筒风量传感器参与风电闭锁控制，当风筒风量传感器检测错误信号时引起风机断电，工人停止作业，影响采掘效率。鉴于上述问题，本专利技术人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器及其使用方法，使其更具有实用性。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器，从而有效解决
技术介绍
中的问题。同时本专利技术中还请求保护上述传感器的使用方法，具有同样的技术效果。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器，包括：悬挂结构，一端相对于固定点悬挂设置；柔性套环，环绕风筒且与悬挂结构底部连接；至少一个传感器，贴合安装于柔性套环表面，且与悬挂结构底部按照设定距离设置，所述传感器用于对所述风筒的角度变化进行检测。进一步地，所述传感器与所述悬挂结构连接点等间距设置有两个。进一步地，所述柔性套环包括两部分，与所述悬挂结构连接的第一部分用于对所述传感器进行安装。进一步地，所述第一部分位于所述悬挂结构连接点两侧的长度相等设置。进一步地，所述悬挂结构包括柔性线体和至少一固定环，所述柔性线体底部设置环体与所述固定环连接为链体结构，位于最底部的所述固定环与所述柔性套环连接。进一步地，所述柔性套环设置有断开位置，所述断开位置的两端部分别与所述传感器两侧连接。一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器的使用方法，与风筒贴合安装，实现与所述风筒同步的角度变化，且通过重力加速度在XYZ轴的分量计算风筒的倾斜角度。进一步地，所述风筒的倾斜角度计算方法如下：通过重力加速度在XYZ轴重力分量Gxout，GYout和GZout，计算α、β和γ；其中，α为风筒风量传感器X轴与参考坐标X轴所成夹角；β为风筒风量传感器Y轴与参考坐标Y轴所成夹角；γ为风筒风量传感器Z轴与参考坐标Z轴所成夹角，通过夹角α、β和γ对风筒倾斜变化进行描述。进一步地，通过夹角α、β和γ至少三者之一与阈值的比较判断所述风筒有风或无风状态。进一步地，风筒风量传感器关于纵向平面在所述风筒的两侧对称成对使用。通过本专利技术的技术方案，可实现以下技术效果：通过本专利技术的技术方案，有效解决软质风筒末端风压低，风筒振动的问题，检测准确性高，生产调试安装维护方便。附图说明为了更清楚地说明本专利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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，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为基于倾斜角识别的风筒风量传感器的结构及安装示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为图1中B处的局部放大图；图4为图1中C处的局部放大图；图5中(a)和(b)为风筒风量传感器倾斜角检测原理示意图，分别为参考姿态和姿态变化后的示意图；图6为实施中风筒风量传感器检测原理示意图；附图标记：悬挂结构1、柔性线体11、固定环12、环体13、传感器2、电缆4、柔性套环5、第一部分51、端部52、风筒6。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1～4所示，一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器，包括：悬挂结构1，一端相对于固定点悬挂设置；柔性套环5，环绕风筒6且与悬挂结构1底部连接；至少一个传感器2，贴合安装于柔性套环5表面，且与悬挂结构1底部按照设定距离设置，传感器2用于对风筒6的角度变化进行检测。传感器2可选择三轴加速度计，其中设置三轴加速度计芯片，在静止状态只受到重力作用，其角度位置变化后重力加速度在XYZ轴的分量可以计算物体的倾斜角度。在实施过程中，当三轴加速度计芯片水平放置时，X轴，Y轴分别与水平面平行，Z轴方向与重力方向相反，与水平面垂直；描述芯片倾斜变化时，将三轴的坐标系作为参考坐标，如图5(a)，当芯片发生倾斜，X轴，Y轴和Z轴指向改变，如图5(b)所示。为了使得检测更加准确，传感器2优选设置两个，且与悬挂结构1连接点等间距设置，在本优选方案中，两个传感器2之间数据的比较可以作为检测准确性判断的基准，且相对于连接点等间距的设置方式在正常情况下可保证两个传感器2的角度变化具有对称性，从而便于比较和计算。为了使得整个风筒风量适于多种尺寸的风筒6，作为上述实施例的优选，柔性套环5包括两部分，与悬挂结构1连接的第一部分51用于对传感器2进行安装，此部分可实现标准化的结构，而与第一部分51连接的第二部分由于不存在安装和连接关系，可根据风筒6的直径不同而灵活选择，且材质方便也可与第一部分51差异设置。同样出于检测精度的考虑，第一部分51位于悬挂结构1连接点两侧的长度相等设置，从而使得其对于风筒6的挤压力保持连接点两侧的等同性，也使得两个传感器2可获得同样的安装环境。在使用过程中，由于风筒6具有柔性，因此在使用过程中极易发生轴向角度变化，为了避免上述变化对传感器2检测的影响，优选使得风筒6在发生轴向角度变化时，传感器2可随其同步转动，因此，本优选方案中，悬挂结构1包括柔性线体11和至少一固定环12，柔性线体11底部设置环体13与固定环12连接为链体结构，位于最底部的固定环12与柔性套环5连接，通过链体结构的设置，使得风筒6在发生轴向转动时可使得传感器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器，其特征在于，包括：/n悬挂结构(1)，一端相对于固定点悬挂设置；/n柔性套环(5)，环绕风筒(6)且与所述悬挂结构(1)底部连接；/n至少一个传感器(2)，贴合安装于所述柔性套环(5)表面，且与所述悬挂结构(1)底部按照设定距离设置，所述传感器(2)用于对所述风筒(6)的角度变化进行检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于倾斜角识别的风筒风量传感器，其特征在于，包括：
悬挂结构(1)，一端相对于固定点悬挂设置；
柔性套环(5)，环绕风筒(6)且与所述悬挂结构(1)底部连接；
至少一个传感器(2)，贴合安装于所述柔性套环(5)表面，且与所述悬挂结构(1)底部按照设定距离设置，所述传感器(2)用于对所述风筒(6)的角度变化进行检测。


2.根据权利要求1所述的基于倾斜角识别的风筒风量传感器，其特征在于，所述传感器(2)与所述悬挂结构(1)连接点等间距设置有两个。


3.根据权利要求2所述的基于倾斜角识别的风筒风量传感器，其特征在于，所述柔性套环(5)包括两部分，与所述悬挂结构(1)连接的第一部分(51)用于对所述传感器(2)进行安装。


4.根据权利要求3所述的基于倾斜角识别的风筒风量传感器，其特征在于，所述第一部分(51)位于所述悬挂结构(1)连接点两侧的长度相等设置。


5.根据权利要求1所述的基于倾斜角识别的风筒风量传感器，其特征在于，所述悬挂结构(1)包括柔性线体(11)和至少一固定环(12)，所述柔性线体(11)底部设置环体(13)与所述固定环(12)连接为链体结构，位于最底部的所述固定环(12)与所述柔性套环(5)连接。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋奔腾，张吉哲，华明明，
申请(专利权)人：江苏三恒科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32