一种矿用密闭多参数智能检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种矿用密闭多参数智能检测系统及方法，系统包括密闭参数测试主机、密闭参数信息采集移动终端、密闭参数信息管理系统，方法包括设备连接、调整参数、浓度测量获取、温度测量获取、压力测量获取、内部数据测量获取、数据上传、数据归类保存、数据分析计算和审批存档步骤；本发明专利技术实现了密闭空间环境气体参数的一键快速测定，与地面密闭信息管理系统一键同步，实现了井上下实时互联的智能测定模式。式。式。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用密闭多参数智能检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及煤矿安全
，具体是一种矿用密闭多参数智能检测系统及方法。

技术介绍

[0002]煤矿智能化是实现煤炭行业高质量发展的重要保障，智能化技术装备是煤矿智能化建设的重要支撑和关键环节，现阶段煤矿各大系统正处于智能化加速转型升级阶段。井下密闭空间(采空区、废弃巷道)气体参数监测作为煤矿火灾隐患排查的重要环节，其准确、快速、智能检测是确保矿井安全高效、智能化运行的重要支撑。传统的密闭空间气体参数检测是通过技术人员携带温度计、抽气筒、U型压差计、取样袋在井下采集气体，在地面采用色谱仪开展气体组分分析。此种方式所需设备较多，操作复杂，气体从取样到获得测试结果至少需要一到两天时间；此外，人工测量还可能出现数据造假行为，而且纸质单据存储，查询分析不便捷。
[0003]近年来研发的矿用密闭空间参数测量装置虽然实现了检测设备的一体化设计，但仍然存在如下问题：专利1(CN207379540U)提供了一种井下固定式密闭空间测量装置，该装置可以监控所处环境气体参数，但无法实现对井下不同区域封闭巷道或采空区内部气体的动态取样检测；专利2(CN207991603U)公开了一种移动式矿用密闭空间参数测量装置，该装置可以实现密闭墙内外环境气体的自动取样测试，检测结果通过自带接口上传至煤矿安全监控系统，无法实现基于环网的无线上传。除此之外，以上两个装置均需通过人工建立台账，进而对密闭空间的火灾隐患进行分析辨识。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种矿用密闭多参数智能检测系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种矿用密闭多参数智能检测系统，包括密闭参数测试主机、密闭参数信息采集移动终端、密闭参数信息管理系统；
[0007]所述密闭参数测试主机包括壳体、抽气泵、传感器组、气仓和电池，所述抽气泵、气仓和电池均位于壳体内，抽气泵与气仓通过管道连接，所述传感器组位于气仓内，在壳体前侧面设有测温接口、测压接口、进气口、出气口和压力出口，所述出气口和压力出口均与气仓相连接，出气口和压力出口内均设有开关阀，测压接口与气仓相连接，进气口与抽气泵相连接，所述传感器组包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、氧气传感器、压差传感器和温度传感器，测温接口与温度传感器电性连接，在壳体上还设有充电口、主机电源开关和指示灯，所述充电口、主机电源开关、指示灯、传感器组、抽气泵均与电池电性连接；
[0008]所述密闭参数信息采集移动终端为安装有密闭多参数测量APP的防爆智能手机，密闭多参数测量APP包含密闭信息测量模块、草稿箱模块、同步模块；所述密封参数测试主
机还具有蓝牙通信模块与密闭参数信息采集移动终端具有的蓝牙通信模块进行通信连接；
[0009]所述密闭参数信息管理系统包括密闭参数上传Web服务程序单元、密闭参数测定数据库、密闭参数管理Web服务程序单元、密闭火情预测报表在线审批Web服务程序单元；所述密闭火情预测报表在线审批Web服务程序单元具有基于模拟退火算法
‑
粒子群算法
‑
支持向量机的耦合模型；
[0010]所述模拟退火算法
‑
粒子群算法
‑
支持向量机的耦合模型表达式如下：
[0011][0012][0013]f
i
≤f
ag
[0014]式中，代表粒子i在其第k次迭代中的位置，可以被看作是搜索空间中某一点的d维向量坐标；代表粒子i在其第k次迭代的速度，可以被看作粒子进化时的d维向量步长，为了避免粒子远离搜索空间，可以将空间中创建的粒子速度限制在
‑
v
dmax
和v
dmax
之间；表示单个粒子i在其第k次迭代中的最佳位置处的d维向量坐标；是种群粒子中第k次迭代中最佳位置的d维向量坐标；c1和c2代表加速系数，用于调节个体粒子飞行中的速度变化，防止循环陷入局部最优；r1和r2表示随机特征值，范围在0～1之间；w为惯性权重；f
i
为第i个粒子的适应度；f
ag
为粒子群目前的平均适应度；f
min
为粒子群目前的最小适应度。
[0015]矿用密闭多参数智能检测方法，包括步骤：
[0016]S1：设备连接，首先打开测试主机电源开关，然后打开手机移动终端APP，进入密闭信息采集系统主界面，选择密闭信息测量模块，操作界面进行蓝牙连接，APP通过蓝牙连接至测试主机；
[0017]S2：调整参数，通过手机端APP进入密闭基础信息录入界面，选择需要开展检测的密闭，依次录入检测人、煤层、采区、测量时间等信息，然后通过界面选择，进入密闭外观拍摄界面，填写密闭墙体外观和支护情况信息，然后通过手机相机拍摄密闭现场照片；
[0018]S3：浓度测量获取，通过APP进入密闭外气体参数测量界面，测试过程中需保证设备进气口与密闭外环境相通，选择测量时长在1
‑
10min之间，APP内选择测量开启控制，则设备内的抽气泵开始抽气，指示灯一直处于闪烁状态，开始测量气体浓度，测试结束后，测量结果自动显示在界面表格内；
[0019]S4：温度测量获取，通过APP进入温度测量界面，将测温线接入主机测温接口，然后将测温探头放置在需要测量的空间内，选择测量控制传感器组开始测量环境温度，倒计时20s结束后，测量结果显示在界面表格内，水文测量方法与气体测量方法相同；
[0020]S5：压力测量获取，通过APP进入密闭内外压差测量界面，使用胶管将主机上的测压接口5与密闭墙上预留的观察孔连接，APP内选择测量开启控制，开始测量闭内外压差，指示灯闪烁；倒计时20s结束后测量结束，测量结果显示在界面中的表格内；
[0021]S6：内部数据测量获取，通过APP进入密闭内气体参数测量界面，使用专用胶管将主机上的进气口与密闭墙上预留的观察孔连接，选择测量时长在1
‑
10min之间，APP内选择测量开启控制，则设备内的抽气泵开始开始抽气，指示灯一直处于闪烁状态，开始测量密闭
内气体浓度，测试结束后，测量结果自动显示在界面表格内；
[0022]S7：数据上传，通过APP进入测量信息汇总界面，检查确认测量信息无误后，通过APP选择信息上传进行提交，信息提交成功后进入排气提示界面，将主机与密闭墙的连接管路断开，通过APP选择控制排气操作，则气泵开始排气，将主机气仓内的残余气体排空，30s倒计时结束后，界面跳转至APP主界面。
[0023]S8：数据归类保存，井下测试地点无环网时，提交的测试信息暂存在草稿箱中，当进入环网区域时，点击手机终端APP主界面的草稿箱模块，进入草稿箱界面，选中已经完成测试的密闭，然后点击提交，即可上传至地面Web端的密闭信息管理系统。
[0024]S9：数据分析计算，结合Web端密闭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用密闭多参数智能检测系统，其特征在于，包括密闭参数测试主机、密闭参数信息采集移动终端、密闭参数信息管理系统；所述密闭参数测试主机包括壳体(7)、抽气泵(2)、传感器组(8)、气仓(9)和电池(10)，所述抽气泵(2)、气仓(9)和电池(10)均位于壳体(7)内，抽气泵(2)与气仓(9)通过管道连接，所述传感器组(8)位于气仓(9)内，在壳体(7)前侧面设有测温接口(4)、测压接口(5)、进气口(6)、出气口(12)和压力出口(13)，所述出气口(12)和压力出口(13)均与气仓(9)相连接，出气口(12)和压力出口(13)内均设有开关阀，测压接口(5)与气仓(9)相连接，进气口(6)与抽气泵(2)相连接，测温接口(4)与温度传感器电性连接，在壳体(7)上还设有充电口(11)、主机电源开关(1)和指示灯(3)，所述充电口(11)、主机电源开关(1)、指示灯(3)、传感器组(8)、抽气泵(2)均与电池(10)电性连接；所述密闭参数信息采集移动终端为安装有密闭多参数测量APP的防爆智能手机，密闭多参数测量APP包含密闭信息测量模块、草稿箱模块、同步模块；所述密封参数测试主机还具有蓝牙通信模块与密闭参数信息采集移动终端具有的蓝牙通信模块进行通信连接。2.根据权利要求1所述的一种矿用密闭多参数智能检测系统，其特征在于，所述密闭参数信息管理系统包括密闭参数上传Web服务程序单元、密闭参数测定数据库、密闭参数管理Web服务程序单元、密闭火情预测报表在线审批Web服务程序单元；所述密闭火情预测报表在线审批Web服务程序单元具有基于模拟退火算法
‑
粒子群算法
‑
支持向量机的耦合模型；所述模拟退火算法
‑
粒子群算法
‑
支持向量机的耦合模型表达式如下：支持向量机的耦合模型表达式如下：支持向量机的耦合模型表达式如下：式中，代表粒子i在其第k次迭代中的位置，可以被看作是搜索空间中某一点的d维向量坐标；代表粒子i在其第k次迭代的速度，可以被看作粒子进化时的d维向量步长，为了避免粒子远离搜索空间，可以将空间中创建的粒子速度限制在
‑
v
dmax
和v
dmax
之间；表示单个粒子i在其第k次迭代中的最佳位置处的d维向量坐标；是种群粒子中第k次迭代中最佳位置的d维向量坐标；c1和c2代表加速系数，用于调节个体粒子飞行中的速度变化，防止循环陷入局部最优；r1和r2表示随机特征值，范围在0～1之间；w为惯性权重；f
i
为第i个粒子的适应度；f
ag
为粒子群目前的平均适应度；f
min
为粒子群目前的最小适应度。3.根据权利要求2所述的一种矿用密闭多参数智能检测系统，其特征在于，所述传感器组(8)包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、氧气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王公达，付继兴，龚浩然，杨鑫，董天文，王鹏，
申请(专利权)人：天津矿智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：