一种新型的矿井通风智能监测系统

介绍了一种新型的矿井智能监测系统的结构、组成、工作原理及性能指标,并对仪器的测频精度进行了分析。该智能监测仪通过对井下风压、风速、温度等参数的监测,找出煤矿通风系统存在的隐患。这对提高煤矿安全生产具有重要的现实意义。     

煤矿用超声波式风速风向传感器设计

为了监测煤矿瓦斯突出事故导致的瓦斯逆流情况,应用超声波时差法原理设计了煤矿用超声波式风速风向传感器。该传感器利用超声波发射、接收的时差与风速、风向的关系,经过运算得到被测风向和风速。测试结果表明,该传感器稳定性强,测量精度高,风速测量范围为0.4~15m/s,误差不超过0.3m/s,风向测量范围为0~360°,误差不超过3°。     

风洞超声波风速风向三维测量装置设计与实现

超声波在顺逆风中传播速度不同,在距离一定的条件下,风在顺逆向传播存在时差,将超声波传感器按一定阵列布置,基于空间向量分析算法可以设计一种超声波三维风速风向测量装置。详细介绍了风速风向三维测量装置正三棱锥体传感器布置方案,阐述了硬件电路的总体框架图和各外围接口电路的设计,说明了超声波风速风向测量装置算法软件编程实现和计算控制流程。通过对装置主要功能模块的测试和实际风洞试验证明,超声波三维风速风向测量装置能够实时测量风速的大小和方向,满足风洞试验测试要求。     

大跨距巷道断面风速超声波测量系统

针对巷道断面平均风速测量误差大、适应性差、缺乏实时在线测量手段问题,结合巷道断面特点,基于超声波在介质中顺、逆流传播时会产生时间差的特性,采用发射频率自动跟踪修正技术、高压脉冲驱动技术实现高能量超声波发射与远距离渡越;采用程控滤波放大技术、峰值保持技术实现接收信号的高质量处理;采用AD高速采样时间定位技术、浮动门限阈值时差测量技术、电路时延自主测量技术实现超声波渡越时间的精准测量,最终实现巷道断面线平均风速测量。测量系统经气体流量标准装置实流测试,测量精度满足并超越相关标准要求,与当前巷道断面风速测量技术手段相比,本系统具有线平均风速一次性测量、准确度高、适应性强、实时在线监测等优点。     

矿井通风系统优化设计方法的实际应用分析

传统的矿井通风系统通风方式较为单一,通风系统不能满足矿井工作需要。本文根据目前矿井通风系统存在的问题,提出通风系统优化设计的理论和相关方法,并根据具体的案例,阐释经过优化后的通风系统在通风性能和成本控制上的优势,给通风系统的设计提供参考。     

矿井通风网络图自动绘制技术研究

为了掌握目前矿井通风网络图自动绘制技术的研究现状以进行进一步的研究,从通风系统图网络结构信息的采集、网络通路的生成以及网络图的绘制等3个方面进行详细分析;阐述了这3个方面的研究内容和已经取得的研究成果,并且分析了目前这3个方面的研究存在的一些不足之处;最后指出了下一步的研究方向:引入人工智能,研究更高效的网络通路生成算法和怎样使网络图更简单美观。     

一种矿井风量检测仪的设计

针对目前采用机械式或电子式风速计以及米尺或皮尺测量井巷风量方法存在效率低、精度低、准确性差等问题,提出了一种可实现多参数自动测量的矿井风量检测仪的设计方案,介绍了该检测仪的组成、测量原理及软件设计。该仪器采用超声波探头及超声波时差法测量井巷风速,采用激光脉冲法测量测点与巷壁的距离,经计算得出巷道断面积,将校正后的风速与巷道断面积相乘即得到风量值。试验结果表明,该检测仪测量快速,精度较高。下一步将在井下测试该检测仪的准确性。     

一种新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法

提出了一种新的矿井通风系统双线巷道自动生成算法——闭环法。该算法对已有的通风系统单线图进行求交、打断等操作,并建立节点—正向弧—反向弧网络拓扑结构图。采取逆时针搜索、最外层闭环优先提取策略,提取网络拓扑结构图中的所有闭环。对闭环进行右偏移操作,最终生成实交点处贯通、虚交点处下行巷道遮挡部分消隐的双线巷道图。闭环法已用于DIMINE数字矿山系统的通风模块中,并在实际矿井通风工程中得到应用。应用表明：采用闭环法生成通风系统双线图,实现简单,结果正确,能准确反映矿井巷道间的空间层位关系。适用于任意复杂的矿井通风系统双线图的生成。为矿井通风双线巷道的自动生成提供了一种新的有效方法。     

超声波隧道风速测量技术研究

研究了一种基于鉴相技术的超声波隧道风速测量方法,建立了风速测量模型。该方法克服了传统时差法电路复杂、信号处理较难的缺点,实现了隧道风速的高精度实时检测。测量系统采用一个传感器连续发射,两对传感器同时接收的结构实现不同风速段的测量,在保证测量范围的同时提高了低风速段的测量精度。系统以单片机ATMEGA128为核心,采用CPLD进行高精度数字鉴相,提高了处理精度;利用温度补偿技术进一步提高测量精度。与传统的测量方法相比,该系统测量精度有较大提高。     

两阶段法在矿井通风系统评价中的应用研究

分析了两阶段法的原理,并以某矿通风系统优化指标体系为研究对象,采用两阶段法计算其指标权重。将两阶段法与层次分析法进行对比分析,结果表明,采用2种方法确定的指标权重重要性序列相同,两阶段法的计算结果可靠性高,且计算过程简捷。     

复杂矿井通风网络可视化动态解算及预警技术

针对存在煤层倾角大、地质构造复杂、开采时间长等情况的复杂矿井,采用传统的通风网络人工分析方法或常见通风网络解算软件存在工作量大、效率低、错误率高、解算不全面等问题,从而不能实时、全面掌握井下各巷道的通风安全状况。以南桐煤矿通风系统为研究对象,根据其通风系统复杂特征,从通风网络动态解算模型及方法、矿井通风阻力参数测定、通风异常预警、通风系统可视化等方面研究了复杂矿井通风网络可视化动态解算及预警技术,并依据该技术开发了矿井通风网络可视化动态解算及预警系统。应用表明,该系统解算风量与实际风量的误差小于10%,解算结果可实时、动态显示,实现了矿井风速及风压参数全量程精准测定、全矿井通风网络动态解算、通风异常连续分析与预警。     

基于低分辨力编码器的高精度速度测量简化算法

采用编码器进行单片机速度测量时,数据运算时间较长,测量范围受到限制。通过对常用的速度测量方法和计算公式进行分析,结合低分辨力编码器的特点,提出了一种简化算法。对不同系数的编码器,采用测量时间可变的测量方法,将复杂的乘除运算变换为简单的乘法运算,减少计算工作量,彻底消除计算误差。测试数据表明:采用低分辨力编码器时,简化算法可测量的最大速度达13008m/h,速度分辨力可达到3m/h。     

模糊PID和Hopfield神经网络在矿井通风系统中的应用

针对传统的PID控制或者单一的模糊控制无法准确控制矿井通风系统风量的问题,提出了一种采用模糊PID调节器和Hopfield神经网络调节器对矿井通风机的转速、风门、风量进行控制的方法。该方法利用模糊控制器对PID参数进行实时修正,并结合Hopfield神经网络的联想记忆功能和反馈调节特性,实现矿井通风机风量的快速、稳定输出。仿真与实验结果表明,模糊PID调节器和Hopfield神经网络调节器可以准确控制矿井通风机的转速和风量,实现通风系统的稳定输出。     

An improved experimental method for local clothing ventilation measurement

A clothing local ventilation measuring device based on the Lotens–Havenith steady state tracer gas method was developed and an improved experimental method for understanding local ventilation mechanisms was proposed. The local ventilation system can measure the arm, chest and back ventilation rates at the same time. Local ventilation mechanisms of an impermeable garment at two activities (static, walking) and two wind speeds (no wind, 1.2 m/s) were studied, with a focus on determining the pathways of ventilation through the different garment openings. The results showed that local ventilation rates of chest, back and arm varied considerably over locations and conditions. As expected, ventilation rates were highest for all locations at walking with wind conditions. Ventilation mechanism changed at different walking and wind conditions. The main air exchange pathway for all locations was through the garment bottom. Wind had a greater impact on clothing local ventilation than walking.     

动态测量中传感器非线性拟合方法

从坏值概率分析基础上提出了动态测量中传感器数据的坏值剔除方法 ,用可靠的数据代替剔除的坏值 ,为后续的传感器数据处理保证了数据的合理性 ,如传感器的非线性拟合。并通过对动态测量中某霍尔位移传感器位移 -电压数据进行了坏值剔除和三次多项式非线性拟合 ,表明动态测量中传感器数据的非线性处理方法。     

煤矿通风系统可靠性评价

在全面分析煤矿通风系统可靠性影响因素基础上,选取13个主要影响因素作为评价指标,确立了煤矿通风系统可靠性评价指标体系;采用主成分分析法将13个评价指标简化为4个综合指标,同时根据各综合指标的贡献率得到相应的权重;利用灰色关联分析法构建了煤矿通风系统的可靠性评价模型,最终获得各煤矿通风系统的可靠度。实例验证了基于主成分分析法和灰色关联分析法的煤矿通风系统可靠性评价方法的实用性。     

某型发动机转速测量的实现

为了提高发动机转速测量的精度和可靠性,采用AT89C51单片机制作了飞机发动机智能检测控制系统,此系统通过对转速信号的采集、运算、分析来实现对发动机运行状态的在线监控,此系统采用多周期同步测频法来实现对转速的测量。结果表明:它克服了一般测频方法对被测信号计数产生的±1个字误差,提高了检测精度。系统具有体积小、成本低、精度高等特点,应用前景广阔。