一种基于声振联合监测的堆煤保护方法技术

本发明专利技术提供了一种基于声振联合监测的堆煤保护方法，通过在皮带机头部安装声音以及振动传感器系统，实时检测皮带机头部在堆煤的过程中产生的落煤的碰撞声以及振动，在检测到落煤声音的同时通过可编程逻辑控制器迅速切断皮带运输机的电源，实现堆煤保护。本发明专利技术在发生堆煤事故时快速响应保护皮带机头部其他机械及电子设备。相比传统的电极式堆煤保护方法，该方法不受粉尘，潮湿等外部恶劣环境影响，非接触式安装，可快速接入现有系统，改进提升现有的堆煤保护手段。声音与振动的联合监控方式稳定可靠，且系统在堆煤事故发生的早期就可以迅速实现堆煤监测，并迅速控制可编程逻辑控制系统切断皮带机运输系统的电源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声振联合监测的堆煤保护方法
本专利技术涉及信号处理领域，综合了数字信号处理，声信号检测，声学特征提取，模式识别的理论，尤其是一种声振联合监测方法。
技术介绍
皮带运输机是煤矿运输线上最为常见的电子机械设备，由于井下巷道不断的延伸，皮带输送机数量也逐渐增多，多条皮带输送机互相搭接构成整个矿井煤炭输送系统，其中皮带机头则是皮带机与皮带机之间的搭接部分，肩负着将开采煤矿从一条皮带机输送到另一条皮带机的功能，也是最容易出现堆煤事故的部分。堆煤是指由于两条皮带机的搭接部分的非正常运行导致一条输送皮带机的所输送的煤在另一条皮带机的头部发生了堆积的现象，一旦发生堆煤事故，煤矿堆积速度快，若不能及时停车，短期内煤矿便能淹没输送机机头，若电动机减速箱等传动机构被煤炭覆盖堵转，将会造成输送机超载，不及时停车将会直接烧毁电机减速箱等传动机构，甚至撕裂皮带，造成了严重的设备损坏事故，更会危机井下人员安全。目前，我国使用的堆煤保护依靠堆煤的动作原理，大致会分为倾斜式堆煤和煤电极式堆煤装置，其中倾斜式堆煤保护容易受到皮带机正常运输煤块的冲击与破坏，存在容易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声振联合监测的堆煤保护方法，其特征在于包括下述步骤：/n第一步：系统安装与部署；/n将声音传感器安装在皮带机头部落煤斗的侧面，振动传感器安装在皮带机头部落煤斗落煤口的地面上；/n第二步：两通道采集设备同步采集现场声音信号以及振动信号，两通道采集设备的两个通道中，一路采集声音信号，另一路采集振动信号；/n采集设备所采集的声音信号x

【技术特征摘要】
1.一种基于声振联合监测的堆煤保护方法，其特征在于包括下述步骤：
第一步：系统安装与部署；
将声音传感器安装在皮带机头部落煤斗的侧面，振动传感器安装在皮带机头部落煤斗落煤口的地面上；
第二步：两通道采集设备同步采集现场声音信号以及振动信号，两通道采集设备的两个通道中，一路采集声音信号，另一路采集振动信号；
采集设备所采集的声音信号xs(i)与振动信号xv(i)分别表示为：



式中*表示卷积运算，i是信号采样序列点，ss(i)是原始声音信号，sv(i)是原始振动信号，hs(i)是声源信号与声传感器接收点之间的环境冲激响应，hv(i)是与振动信号与振动传感器接收点之间的环境冲激响应，ns(i)代表声音传感器采集到的噪声信号，nv(i)代表振动传感器采集到的噪声信号；
第三步：信号预处理；
信号预处理是进行去直流分量以及信号分帧加窗，分帧加窗后每一帧信号长度均为w，声音信号总帧数为M，振动信号总帧数为N，经过预处理的声音信号以及振动信号分别为ysm(i)与yvn(i)；
第四步：提取振动信号前后帧信号能量比；
振动信号当前帧信号与上一帧的信号能量的比值：



式中r代表计算过后的时域能量比，n表示第n帧振动信号，N为振动信号的总帧数，w为每一帧振动信号中的信号长度；
第五步：判断振动信号能量比是否超过阈值；
当...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭奋超，凌鹏涛，项彬，蒋凯，马石磊，
申请(专利权)人：陕煤集团神木红柳林矿业有限公司，西安联丰迅声信息科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61