【技术实现步骤摘要】
基于TOF的巷道风速检测方法、检测系统和计算机设备
[0001]本专利技术涉及矿井通风检测
，尤其涉及一种基于TOF的巷道风速检测方法、检测系统和计算机设备。
技术介绍
[0002]矿井通风系统是一个复杂动态非线性流体网络系统，受地面和井下气压、温湿度变化、采掘工程进展、巷道变形等众多因素的影响，矿井通风网络结构、巷道风阻和井下空气密度会发生变化，进而导致矿井通风状态的变化，尤其是矿井关键地点采掘工作面的风量减少，可能导致瓦斯事故的发生.当前，煤矿井通风领域采用压差式风速传感器对巷道进行风速检测，但是无法实现低量程端的高精度测量。
[0003]随着新材料、新工艺技术的出现与应用，为了提高监测的准确性和可靠性，风速传感器逐渐倾向基于超声波时差法原理的设计，矿用超声波时差法原理利用发送的超声波脉冲，通过渡越时间(TOF值，又称飞行时间)测量算法计算巷道的风速，通常渡越时间测量算法有双阈值超声波回波检测方法、基于小波变换的TOF检测方以及相关法：
[0004](1)双阈值超声波回波检测方法，该方法通过测量信号...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于TOF的巷道风速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：巷道内岩壁上安装有超声波风速仪，所述超声波风速仪包括四个超声波换能器，在四个所述超声波换能器中，相对成180度角的两对所述超声波换能器在同一水平面，两对超声波换能器与地面之间的垂直距离相等，一对所述超声波换能器分别为超声波换能器A1和超声波换能器A2，另一对所述超声波换能器分别为超声波换能器B1和超声波换能器B2；S2：通过双重互相关滤波方法分别计算每对超声波换能器的顺逆风时间；S3：基于超声波时差法，计算巷道的风速分量。2.如权利要求1所述的基于TOF的巷道风速检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：S21：所述超声波换能器A1发送超声波信号，所述超声波换能器A2接收所述超声波信号；S22：建立所述超声波换能器的回波信号模型；S23：将所述回波信号模型与接收的所述超声波信号进行互相关计算，获取接收的所述超声波信号的特征索引数据；S24：获取所述回波信号模型的主峰模型，将所述回波信号模型的主峰模型与接收的所述超声波信号的特征索引数据再次进行互相关计算，并对计算后的数据进行拟合，计算出顺风时间TA1；S25：所述超声波换能器A2发送超声波信号，所述超声波换能器A1接收所述超声波信号，重复所述步骤S22
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步骤S24，计算出逆风时间TA2；S26：用与S21
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S25相同的步骤计算出所述超声波换能器B1、B2的顺风时间TB1、逆风时间TB2。3.如权利要求2所述的基于TOF的巷道风速检测方法，其特征在于，在所述步骤S3中包括以下步骤：S31：将所述超声波换能器A1的顺风时间TA1与所述超声波换能器A2的逆风时间TA2之间作差，该差值为第一飞行时间T1；将所述超声波换能器B1的顺风时间TB1与所述超声波换能器B2的逆风时间TB2之间作差，该差值为第二飞行时间T2；S32：设所述超声波换能器A1至所述超声波换能器A2的距离为D1，设所述超声波换能器B1至所述超声波换能器B2的距离为D2，则：东西方向的风速分量的计算公式为：V1＝D1*T1/(TA1*TA2)；南北方向的风速分量的计算公式为：V2＝D2*T2/(TB1*TB2)；巷道的风速分量的计算公式为：4.如权利要求2所述的基于TOF的巷道风速检测方法，其特征在于，设所述回波信号模型为x(t)，所述超声波信号为y(t)，所述回波信号模型和所述超声波信号中均包含有驱动信号s(t)，则：x(t)＝k1s(t
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t1)(0≤t≤T)；y(t)＝k2s(t
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t2)(0≤t≤T)；其中，k1、k2为衰减因子，t1、t2为延迟时间；
所述互相关计算式为：5.如权利要求2所述的基于TOF的巷道风速检测方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：席宇轩，蒋泽，顾仁勇，刘鹏，高文平，郝叶军，王璐，纪亚强，吴文辉，吴浩然，
申请(专利权)人：中煤科工集团常州研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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