一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置及方法，该装置包括：数字监控系统，用于实时采集巷道断面轮廓图像；矿用风速感知系统，用于实时测量巷道风速；计算机终端处理系统，用于根据巷道断面轮廓图像对巷道断面轮廓进行检测，并根据检测出的巷道断面轮廓计算出巷道断面面积，然后结合巷道风速，计算出巷道实时风量。本发明专利技术可实现巷道实时风量测量，且具有误差小，准确率高，减少了工作量，降低了通风成本，提升了功效等优点，为煤矿井下巷道风量智能实时监测提供了一个新思路及一套完善的技术方案。套完善的技术方案。套完善的技术方案。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及煤矿井下通风
，特别涉及一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置及方法。

技术介绍

[0002]矿井通风系统是一个开放的复杂系统，它由数个子系统及其结构单元组成。但是目前矿井通风智能化建设尚处于初级阶段，存在平台建设理念不清、标准不统一、装备制约等问题。现阶段的矿井通风系统基本处于人工或半人工阶段，与开放智能系统差距大，矿井通风系统参数各种有效数据未能有效利用。此外，矿井各巷道风量数据未能实现在线实时监测，传感器布设位置和数量不科学等技术瓶颈，从根本上制约了矿井通风一体化智能化的发展。
[0003]目前巷道风量的测量与监测是煤矿掌握通风系统运行状态最直接、最简单的方式，主要是通过测量巷道平均风速和巷道断面积，计算得出巷道风量。而对于风速的测量，目前的方法主要是靠人工或风速测量仪多次测算风速求均值。因此，传统的巷道风量测量方法存在工作量大，准确度低，数据显示不够直观简洁，遇到巷道变形等情况不能及时测量更新数据，监测准确性低，较为依赖人工操作，难以满足精准决策，风量精确调控要求的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置及方法，以解决现有技术所存在的工作量大，准确度低，数据显示不够直观简洁，监测准确性低，较为依赖人工操作，难以满足精准决策以及风量精确调控要求的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置，包括：数字监控系统、矿用风速感知系统以及计算机终端处理系统；其中，
[0007]所述数字监控系统用于实时采集煤矿井下巷道断面轮廓图像，并将采集到的巷道断面轮廓图像实时传输至所述计算机终端处理系统；
[0008]所述矿用风速感知系统用于实时测量煤矿井下巷道风速，并将测量出的巷道风速实时传输至所述计算机终端处理系统；
[0009]所述计算机终端处理系统用于根据所述数字监控系统上传的巷道断面轮廓图像对巷道断面轮廓进行检测，并根据检测出的巷道断面轮廓计算出巷道断面面积，然后结合所述矿用风速感知系统上传的巷道风速，计算出巷道实时风量。
[0010]进一步地，所述数字监控系统包括数字相机和安装支架；其中，
[0011]所述安装支架用于将所述数字相机安装在待测量风量的巷道的顶板处；
[0012]所述数字相机用于实时采集煤矿井下巷道断面轮廓图像，并将采集到的巷道断面轮廓图像实时传输至所述计算机终端处理系统。
[0013]进一步地，所述矿用风速感知系统包括矿用风速传感器和安装支架；其中，
[0014]所述安装支架用于将所述风速传感器安装在待测量风量的巷道的顶板处；
[0015]所述风速传感器用于实时测量煤矿井下巷道风速，并将测量出的巷道风速实时传输至所述计算机终端处理系统。
[0016]进一步地，所述安装支架包括第一中轴、第二中轴以及安装横梁；其中，
[0017]所述第一中轴的一端与所述安装横梁活动连接，所述第二中轴的一端与所述安装横梁活动连接；
[0018]所述第一中轴和第二中轴均垂直于所述安装横梁设置，所述第一中轴与所述第二中轴平行设置，且所述第一中轴和第二中轴位于所述安装横梁的同一侧；
[0019]所述安装横梁上设置有第一底座和第二底座，且所述第一底座和所述第二底座位于所述安装横梁的同一侧；所述数字相机安装在所述第一底座上，所述风速传感器安装在所述第二底座上。
[0020]进一步地，所述第一中轴的一端通过第一球铰与所述安装横梁连接，所述第二中轴的一端通过第二球铰与所述安装横梁连接。
[0021]进一步地，所述第一中轴和所述第二中轴均为可伸缩调节长短的杆状结构。
[0022]进一步地，所述第一中轴内设置有信号处理器，所述数字相机和风速传感器均与所述信号处理器通信连接，所述信号处理器与所述计算机终端处理系统通信连接。
[0023]进一步地，所述计算机终端处理系统包括图像处理模块和风量实时计算模块；其中，
[0024]所述图像处理模块用于基于机器视觉算法对所述数字监控系统上传的巷道断面轮廓图像进行处理，检测巷道断面轮廓；根据检测出的巷道断面轮廓计算出巷道断面面积，并将计算出的巷道断面面积传输至所述风量实时计算模块；
[0025]所述风量实时计算模块用于根据所述图像处理模块计算出的巷道断面面积和所述矿用风速感知系统上传的巷道风速，根据公式Q＝SV，计算出巷道实时风量；其中，Q表示巷道实时风量，S表示巷道断面面积，V表示巷道风速。
[0026]另一方面，本专利技术还提供了一种通过上述的煤矿井下巷道风量智能实时监测装置实现的煤矿井下巷道风量智能实时监测方法，该方法包括：
[0027]在待测量风量的巷道选择一个巷道断面；
[0028]将所述数字监控系统和所述矿用风速感知系统安装在巷道顶板处；
[0029]通过所述数字监控系统实时采集巷道断面轮廓图像，并将采集到的巷道断面轮廓图像实时传输至所述计算机终端处理系统；
[0030]通过所述矿用风速感知系统实时测量煤矿井下巷道风速，并将测量出的巷道风速实时传输至所述计算机终端处理系统；
[0031]通过所述计算机终端处理系统根据所述数字监控系统上传的巷道断面轮廓图像对巷道断面轮廓进行检测，并根据检测出的巷道断面轮廓计算出巷道断面面积，然后结合所述矿用风速感知系统上传的巷道风速，计算出巷道实时风量。
[0032]进一步地，在通过所述数字监控系统实时采集巷道断面轮廓图像前，所述方法还包括：采用荧光漆料对所述巷道断面轮廓进行标记。
[0033]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0034]本专利技术提供的煤矿井下巷道风量智能实时监测装置与方法与现有煤矿井下巷道风量测量技术相比，采用了机器视觉技术、CFD模拟技术及计算机技术相结合，测量精度高，装置调整便捷，实现了实时监测，提高了通风系统风量参数获取的精确性与及时性。高精度数字相机对巷道断面轮廓进行实时拍摄，能够实时获取巷道断面轮廓面积；同时结合矿用风速传感器实时测得的风速数据，通过计算机图像处理模块与风量实时计算模块实时获得煤矿井下巷道风量。本专利技术基本上由计算机操作系统进行处理，自动化程度高，实现了巷道风量的在线实时监测与显示，较以往的巷道风量测量省时省力，测量的数据准确度更高。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
[0036]图1为本专利技术提供的煤矿井下巷道风量智能实时监测装置的结构示意图；
[0037]图2为本专利技术提供的采用荧光漆料标记巷道断面的示意图；
[0038]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置，其特征在于，所述装置包括：数字监控系统、矿用风速感知系统以及计算机终端处理系统；其中，所述数字监控系统用于实时采集煤矿井下巷道断面轮廓图像，并将采集到的巷道断面轮廓图像实时传输至所述计算机终端处理系统；所述矿用风速感知系统用于实时测量煤矿井下巷道风速，并将测量出的巷道风速实时传输至所述计算机终端处理系统；所述计算机终端处理系统用于根据所述数字监控系统上传的巷道断面轮廓图像对巷道断面轮廓进行检测，并根据检测出的巷道断面轮廓计算出巷道断面面积，然后结合所述矿用风速感知系统上传的巷道风速，计算出巷道实时风量。2.如权利要求1所述的煤矿井下巷道风量智能实时监测装置，其特征在于，所述数字监控系统包括数字相机和安装支架；其中，所述安装支架用于将所述数字相机安装在待测量风量的巷道的顶板处；所述数字相机用于实时采集煤矿井下巷道断面轮廓图像，并将采集到的巷道断面轮廓图像实时传输至所述计算机终端处理系统。3.如权利要求2所述的煤矿井下巷道风量智能实时监测装置，其特征在于，所述矿用风速感知系统包括矿用风速传感器和所述安装支架；其中，所述安装支架用于将所述风速传感器安装在待测量风量的巷道的顶板处；所述风速传感器用于实时测量煤矿井下巷道风速，并将测量出的巷道风速实时传输至所述计算机终端处理系统。4.如权利要求3所述的煤矿井下巷道风量智能实时监测装置，其特征在于，所述安装支架包括第一中轴、第二中轴以及安装横梁；其中，所述第一中轴的一端与所述安装横梁活动连接，所述第二中轴的一端与所述安装横梁活动连接；所述第一中轴和第二中轴均垂直于所述安装横梁设置，所述第一中轴与所述第二中轴平行设置，且所述第一中轴和第二中轴位于所述安装横梁的同一侧；所述安装横梁上设置有第一底座和第二底座，且所述第一底座和所述第二底座位于所述安装横梁的同一侧；所述数字相机安装在所述第一底座上，所述风速传感器安装在所述第二底座上。5.如权利要求4所述的煤矿井下巷道风量智能实时监测装置，其特征在于，所述第一中轴的一端通过第一球铰与所述安装横梁连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何学秋，宋大钊，王恒，赵英杰，秦梦丽，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：