CN109709352A - 一种煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法 - Google Patents

一种煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法 Download PDF

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张庆华
赵旭生
张士岭
姚亚虎
梁军
罗广
赵吉玉
和树栋
斯磊
宁小亮
马国龙
李明建
邹云龙
宋志强
崔俊飞
岳俊
唐韩英
徐雪战
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Abstract

本发明公开了一种煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法，首先，准备一台标准风速仪，并在地面风洞进行检验校准；其次，在井下获取风速传感器显示值及其所在断面平均风速值，并计算风速传感器监测误差；通过判识风速传感器监测数据的准确性，以标准风速仪测定的断面平均风速为依据，采用遥控器对风速传感器进行现场原位调校，直至井下所有传感器检测调校完毕。本发明无需将风速传感器带到地面标准风洞进行检测调校，能够实现传感器井下原位检测校准，既有利于方便快捷的判断风速传感器准确性，又能保证调校的及时性，消除了因无法判断风速传感器准确性及调校不及时而导致的安全隐患。

Description

一种煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法
技术领域
本发明属矿井通风安全技术领域，涉及一种煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法。
背景技术
矿井通风系统稳定可靠是保证煤矿安全生产的重要前提，安全监控系统中的风速传感器是监控矿井风流的主要风速检测部件。风速传感器监测风速大小的准确性对技术人员判断井下通风系统是否稳定意义重大，因此风速传感器需要定期调校以确保其准确性。
风速传感器准确性主要受两个方面因素影响。一方面由于井下恶劣的环境，传感器长期处于潮湿、粉尘中，长期腐蚀磨损，降低了传感器的显示值准确性。另一方面，为了不影响通行，传感器探头一般布置于巷道上方区域，传感器只能测得定点位置风速，不能反映安装位置平均风速，需要调校以保证监测数据准确性。
煤矿风速传感器的通常调校方式是带到地面风洞进行调校，不仅需要建设地面专用标准风洞试验场，同时调校过程消耗大量人力物力，耗费大量时间，造成调校周期长，不能及时发现传感器监测不准确产生的安全隐患。另一方面地面调校方式无法解决传感器监测值能否代表平均风速的准确性问题，很多情况下虽有井下监测数据，但与实际平均风速差别较大，给通风管理决策造成误导，造成矿井大量投入的浪费。
矿井通风实时监测与自动控制技术的进步依靠通风参数的准确测定，因此，需要提出一种方便快捷、容易掌握又能保证传感器监测准确性的校准方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种更加方便快捷的煤矿井下风速传感器调校方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法，包括以下步骤：
S1：准备一台标准风速仪，并在地面风洞进行检验校准；
S2：在井下获取风速传感器显示值vi，风速传感器所在断面平均风速其中i为1，…，n，n为传感器编号；
S3：计算风速传感器监测误差Δvi；
S4：判识风速传感器监测准确性，若监测误差Δvi超出误差允许范围，即判定该传感器监测不准确，进入步骤S5进行传感器校准；否则进入步骤S6；
S5：利用标准风速仪测定断面平均风速，以此时测定的平均风速值为基准，用遥控器对风速传感器进行现场原位调校；
S6：重复步骤S2至步骤S4，对井下风速传感器逐一检测调校直至所有风速传感器检测校准完毕。
进一步，在步骤S1中，标准风速仪与需调校的井下风速传感器量程一致，测量精度不低于井下风速传感器精度。
进一步，在步骤S2中，所述风速传感器显示值vi的获取方法为：每隔10s记录一次风速传感器读数，连续记录6次，取平均值作为风速传感器显示值vi。
进一步，在步骤S2中，所述平均风速的测量方法为：手持标准风速仪依据路线法或定点法对所在断面平均风速进行测量，求得平均风速
进一步，步骤S3中所述传感器监测误差的计算公式为
进一步，步骤S4所述允许误差范围如下表所示:
本发明的有益效果在于：无需将风速传感器拿到地面标准风洞调校，而直接在井下风速传感器原位地点进行调校校准；一方面大幅度节约了井下风速传感器调校成本，减少了调校所花费的时间，节省了人力物力，方便快捷且容易掌握；另一方面解决了传感器所测风速与断面平均风速相差较大的问题。既能方便快捷保证风速传感器准确性，又能保障调校的及时性。消除了因无法判断风速传感器准确性或调校不及时而导致的安全隐患。
本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施流程图；
图2为风速传感器调校流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供的一种煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法，包括以下步骤：
步骤S1：准备一台标准风速仪，并在地面风洞进行检验校准。本实施例选择CFD15超声波电子风速仪作为标准风速测定仪，量程0.1～15m/s，精度0.01m/s，与煤矿用风速传感器量程一致，精度更高，保证了标准风速仪对实际风速的精确反映。
步骤S2：在井下获取风速传感器显示值vi，风速传感器所在断面平均风速i为1，…，n，n为传感器编号。
步骤S3：计算风速传感器监测误差Δvi；
步骤S4：判识风速传感器监测准确性，若监测误差Δvi超出误差允许范围，即判定该传感器监测不准确，进入步骤S5进行传感器校准；否则进入步骤S6。
步骤S5：利用标准风速仪测定断面平均风速，以此时测定的平均风速值为基准，用遥控器对风速传感器进行现场原位调校。
步骤S6：重复步骤S2至步骤S4，对井下风速传感器逐一检测调校直至所有风速传感器检测校准完毕。
可选地，所述步骤S1中，标准风速仪与需调校的井下风速传感器量程一致，测量精度不低于井下风速传感器精度。
可选地，所述步骤S2风速传感器显示值vi获取方法为：每隔10s记录一次风速传感器读数，连续记录6次，取平均值作为风速传感器显示值vi。
可选地，所述步骤S2所述平均风速测量方法为：手持标准风速仪依据路线法或定点法对所在断面平均风速进行测量，求得平均风速
所述步骤S2中，为准确判断该位置传感器测得的点风速是否为该断面的平均风速，井下风速传感器应置于常用的巷道断面位置，平均风速的测量严格按照路线法或者定点法的要求，测量时间不小于1min。
所述步骤S2中，为避免井下风流不稳定造成的影响，断面平均风速测量与风速传感器记录读数应同时进行，测量时应选择无车辆经过、通风系统相对稳定的时间段。
可选地，所述步骤S3所述传感器监测误差的计算公式为
为了更加清晰的展现本实施例风速测量方法与误差计算方法，故列举以下实例进行说明：某矿井测量读数如表1所示。
表1风速测量数据
步骤S4所述误差范围如表2：
表2风速传感器允许误差范围
本实施例中，本次风速传感器显示值的误差Δvi计算具体为：
误差超过表2所述允许范围，应对其调校。
所述步骤S5风速传感器调校时，要求风速传感器放于常用悬挂位置；为避免井下风流不稳定造成的影响，调校时应选择无车辆经过、通风系统相对稳定的时间段。
本实施例中，步骤S5中所述的风速传感器调校方法，如图2所示，通过以下步骤实现：
步骤S5.1：保持风速传感器常用悬挂位置不变，风速传感器预热30min；
步骤S5.2：用遥控器调至调校功能界面；
步骤S5.3：用标准风速仪测量风速传感器所在断面平均风速；
步骤S5.4：根据所测平均风速数值，利用遥控器按上升键或下降键直至传感器显示与平均风速值一致。
为了更加清晰的展现本实施例中传感器调校具体方法，故列举如下实例进行说明：风速传感器预热30min后，利用遥控器选择到风速调整功能界面；若实际平均风速值偏大，如传感器显示值为3m/s，平均风速为3.5m/s，则按“增大”键，直到传感器显示数值为3.5m/s。若实际风速值偏小，如风速传感器显示值为3m/s，平均风速为2.8m/s，则按“减小”键，直到风速传感器显示风速值为2.8m/s为止。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：准备一台标准风速仪，并在地面风洞进行检验校准；
S2：在井下获取风速传感器显示值vi，风速传感器所在断面平均风速其中i为1，…，n，n为传感器编号；
S3：计算风速传感器监测误差Δvi；
S4：判识风速传感器监测准确性，若监测误差Δvi超出误差允许范围，即判定该传感器监测不准确，进入步骤S5进行传感器校准；否则进入步骤S6；
S5：利用标准风速仪测定断面平均风速，以此时测定的平均风速值为基准，用遥控器对风速传感器进行现场原位调校；
S6：重复步骤S2至步骤S4，对井下风速传感器逐一检测调校直至所有风速传感器检测校准完毕。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法，其特征在于：在步骤S1中，标准风速仪与需调校的井下风速传感器量程一致，测量精度不低于井下风速传感器精度。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法，在步骤S2中，所述风速传感器显示值vi的获取方法为：每隔10s记录一次风速传感器读数，连续记录6次，取平均值作为风速传感器显示值vi。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法，在步骤S2中，所述平均风速的测量方法为：手持标准风速仪依据路线法或定点法对所在断面平均风速进行测量，求得平均风速
5.根据权利要求1所述的煤矿井下风速传感器监测准确性判识及原位调校方法，步骤S3中所述传感器监测误差的计算公式为
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