CN111396116A - 基于空气温湿度的煤化工降尘系统及降尘方法 - Google Patents

基于空气温湿度的煤化工降尘系统及降尘方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于空气温湿度的煤化工降尘系统,包括:沿矿道两侧设置的两长杆以及设置在矿道顶部拱形底面上的至少一个导轨,所述长杆上间隔设置有若干个第一传感器,所述第一传感器能够检测矿道内水平区域内的粉尘水平分布密度;当所述导轨为一个时,所述导轨位于所述矿道拱形的中心位置,当所述导轨为复数个时,复数个所述导轨沿拱形的弧线对称间隔分布,所述导轨上配合连接有若干个第一喷头,所述第一喷头能够沿所述导轨移动;当所述传感器检测矿道内的区域粉尘浓度高于预定值时,所述第一喷头能够喷洒水雾进行该区域定点降尘。

Description

基于空气温湿度的煤化工降尘系统及降尘方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别是涉及基于空气温湿度的煤化工降尘系统及降尘方法。
背景技术
降尘反映颗粒物的自然沉降量,用每月沉降于单位面积上颗粒物的重量表示(单位:t/km2·月),在空气中沉降较快,故不易吸入呼吸道,其自然沉降能力主要取决于自重和粒径大小。是反映大气尘粒污染的主要指标之一,降尘易导致土地沙化。
传统的降尘系统仅仅对矿道内部进行整体降尘,无法进行区域定向精准降尘,并且在降尘过程中,没有考虑温度及湿度变量对粉尘的影响降尘效果较差。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供了基于空气温湿度的煤化工降尘系统及降尘方法。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种基于空气温湿度的煤化工降尘系统,包括:沿矿道两侧设置的两长杆以及设置在矿道顶部拱形底面上的至少一个导轨,其特征在于,
所述长杆上间隔设置有若干个第一传感器,所述第一传感器能够检测矿道内水平区域内的粉尘水平分布密度;
当所述导轨为一个时,所述导轨位于所述矿道拱形的中心位置,当所述导轨为复数个时,复数个所述导轨沿拱形的弧线对称间隔分布,所述导轨上配合连接有若干个第一喷头,所述第一喷头能够沿所述导轨移动;
当所述传感器检测矿道内的区域粉尘浓度高于预定值时,所述第一喷头能够喷洒水雾进行该区域定点降尘;
所述长杆沿长度方向垂直设置有至少一个立杆,所述立杆上间隔设置有若干个第二传感器,所述第二传感器能够检测矿道垂直梯度内的粉尘分布密度梯度。
本发明一个较佳实施例中,当所述导轨为复数个时,复数个导轨上的第一喷头进行联动配合喷洒。
本发明一个较佳实施例中,所述立杆上间隔设置有若干个第二喷头。
本发明一个较佳实施例中,所述第一喷头与所述第二喷头能够联动配合喷洒。
本发明一个较佳实施例中,所述第一喷头与所述第二喷头均能够360度旋转。
本发明一个较佳实施例中,还包括温度传感器及湿度传感器,所述温度传感器与所述湿度传感器分别检测所述矿道内的温度与湿度。
本发明一个较佳实施例中,所述立杆能够是伸缩式结构或套接式结构。
本发明第二方面提供了一种煤化工降尘方法,包括:
通过第三传感器获取粉尘分布信号,并通过Matlab建立粉尘分布模型,得到初始粉尘信息;
根据粉尘分布模型及初始粉尘信息,建立降尘处理信息;
通过降尘处理信息控制喷头喷洒进行粉尘处理,获取处理后的粉尘信息,通过比对初始粉尘信息与处理后的粉尘信息,得到差值信息,获取偏差率;
当偏差率大于预定阈值时,修正降尘处理信息;
所述第三传感器设置在矿道拱形内壁,且所述第三传感器阵列分布,所述喷头设置在导轨上,所述喷头能够沿导轨移动,所述喷头能够旋转。
本发明一个较佳实施例中,获取粉尘分布信号,建立粉尘分布模型,得到初始粉尘信息;
具体包括:获取粉尘密集度及梯度信息,同时获取粉尘湿度及温度信息,建立信息表;
在同一湿度信息条件下,建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线;
在同一温度信息条件下,建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线;
将粉尘密集度曲线通过数学模型进行合成,建立总粉尘密集度曲线;
将粉尘梯度信息曲线通过数学模型进行合成,建立总粉尘梯度曲线;
通过总粉尘密集度曲线与总粉尘梯度曲线,得到初始粉尘信息。
本发明一个较佳实施例中,通过初始粉尘信息,获取粉尘区域分布信息;
获取区域空气湿度信息;
比对粉尘区域分布信息及区域空气湿度信息,获取湿度干扰信息;
通过湿度干扰信息,确定降尘处理信息。
本发明一个较佳实施例中,通过初始粉尘信息,获取粉尘区域分布信息;
获取区域空气温度信息;
比对粉尘区域分布信息及区域空气温度信息,获取温度干扰信息;
通过温度干扰信息,确定降尘处理信息。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明具备以下有益效果:
1、通过长杆上间隔设置有第一传感器,检测矿道内水平区域内的粉尘水平分布密度,根据粉尘分布密度控制不同的喷头进行区域性喷洒降尘,控制比较精准,在进行区域精准降尘的过程中,不会造成矿道内湿度增加,对矿工的身体承受起到一定的益处。
2、长杆上间隔设置有多个立杆,通过水平与竖直两个方向形成立体检测,然后通过喷头进行联合喷洒,多喷头配合喷洒的方式进行定点喷洒。
3、通过在湿度或温度单一变量下,获取粉尘密集度信息及粉尘梯度信息,能够判断空气温度与湿度对降尘的影响,以此针对不同空气温度或湿度条件下制定不同的降尘方式,通过初始粉尘信息,获取降尘处理信息,此种分析方式,分析速度较快,聚合模拟后的粉尘分布信息更加贴近实际,使得降尘处理效果较好。
4、通过降尘处理信息进行粉尘处理,获取处理后的粉尘信息,通过比对初始粉尘信息与处理后的粉尘信息,当进行降尘处理后,粉尘分布信息依然大于预定密度时,通过修正降尘处理信息,对粉尘进行二次降尘,直至将粉尘密度将至安全范围或预定范围内,降尘效果较好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例,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实施例的附图。
图1是本发明的煤化工降尘系统立体结构图。
图2是本发明的导轨位置结构示意图。
图3是本发明的长杆与立杆结构示意图。
图4是本发明的煤化工降尘方法的框图。
图5是本发明的获取初始粉尘信息的方法流程图。
图6是本发明的煤化工降尘系统的框图。
1、矿道,2、长杆,3、第一传感器,4、第三喷头,5、立杆,6、第二喷头,7、第二传感器,8、导轨,9、第一喷头,10、第三传感器。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示,本发明公开了一种基于空气温湿度的煤化工降尘系统立体结构图。
需要说明的是,煤化工降尘系统包括:沿矿道两侧设置的两长杆以及设置在矿道顶部拱形底面上的至少一个导轨,
所述长杆上间隔设置有若干个第一传感器,所述第一传感器能够检测矿道内水平区域内的粉尘水平分布密度;
当所述导轨为一个时,所述导轨位于所述矿道拱形的中心位置,当所述导轨为复数个时,复数个所述导轨沿拱形的弧线对称间隔分布,所述导轨上配合连接有若干个第一喷头,所述第一喷头能够沿所述导轨移动;
当所述传感器检测矿道内的区域粉尘浓度高于预定值时,所述第一喷头能够喷洒水雾进行该区域定点降尘。
具体而言,通过长杆上间隔设置有第一传感器,每两个第一传感器之间设置有一个第三喷头,第二喷头与第三喷头能够联合喷洒,第一喷头与第二喷头也能够联动喷洒,第一喷头与第三喷头能够联动喷洒,第一喷头与第二喷头与第三喷头能够进行灵活配合,在进行不同区域内降尘时,可以选择不同的组合,检测矿道内水平区域内的粉尘水平分布密度,根据粉尘分布密度控制不同的喷头进行区域性喷洒降尘,控制比较精准,在进行区域精准降尘的过程中,不会造成矿道内湿度增加,对矿工的身体承受起到一定的益处。
如图2所示,本发明公开了导轨位置结构示意图。
根据本发明实施例,当所述导轨为复数个时,复数个导轨上的第一喷头进行联动配合喷洒。
需要说明的是,多导轨上的第一喷头联合喷洒,使喷洒更加灵活,相邻导轨之间的间距能够调整。
根据本发明实施例,所述长杆沿长度方向垂直设置有至少一个立杆。
需要说明的是,长杆上间隔设置有多个立杆,通过水平与竖直两个方向形成立体检测,然后通过喷头进行联合喷洒,多喷头配合喷洒的方式进行定点喷洒,同一长杆上的立杆之间的间距能够相同或不同,相邻两立杆之间的距离能够根据矿道的长度进行调整。
根据本发明实施例,所述立杆上间隔设置有若干个第二传感器,所述第二传感器能够检测矿道垂直梯度内的粉尘分布密度梯度,矿道顶部设置有两个导轨,每一个导轨上设置有2个第三传感器,第三传感器能够检测矿道顶部区域内的粉尘分布,以及在第一喷头喷洒降尘后,矿道顶部区域内的粉尘分布变化。
需要说明的是,立杆上的第二传感器能够检测矿道竖直方向上的粉尘分布,因矿工绝大多数是男性,因此检测到竖直方向1.7米至2米的区域内粉尘浓度较大时,会对矿工的身体健康造成威胁,因此需要进行集中区域降尘,降尘更具有针对性。
如图3所示,本发明公开了长杆与立杆结构示意图。
根据本发明实施例,所述立杆上间隔设置有若干个第二喷头。
需要说明的是,通过第二喷头能够对竖直方向上1.7米至2米的空间区域内通过第二喷头进行移动式不间歇的喷洒。
根据本发明实施例,所述第一喷头与所述第二喷头能够联动配合喷洒。
需要说明的是,通过第一喷头与第二喷头联动配合喷洒,就像坐标系内的某一点,需要横向移动一定距离,然后纵向移动一定距离,可以理解为,矿道内某区域进行喷洒降尘时,第一喷头横向移动到该区域下方或上方横向位置处,然后第二喷头纵向移动至该区域水平方向,形成定区域喷洒,喷洒更加精准。
根据本发明实施例,所述第一喷头与所述第二喷头均能够360度旋转。
需要说明的是,第一喷头与第二喷头在喷洒过程中能够边喷洒边转动,能够喷洒成圆形水幕,进行全方位覆盖,降尘效果更好。
根据本发明实施例,还包括温度传感器及湿度传感器,所述温度传感器与所述湿度传感器分别检测所述矿道内的温度与湿度。
如图4所示,本发明公开了一种煤化工降尘方法的框图。
本发明第二方面提供了一种煤化工降尘方法,包括:
S402,通过第三传感器获取粉尘分布信号,并通过Matlab建立粉尘分布模型,得到初始粉尘信息;
S404,根据粉尘分布模型及初始粉尘信息,建立降尘处理信息;
S406,通过降尘处理信息控制喷头喷洒进行粉尘处理,获取处理后的粉尘信息;
S408,通过比对初始粉尘信息与处理后的粉尘信息,得到差值信息,获取偏差率;
S410,当偏差率大于预定阈值时,修正降尘处理信息;
所述第三传感器设置在矿道拱形内壁,且所述第三传感器阵列分布,所述喷头设置在导轨上,所述喷头能够沿导轨移动,所述喷头能够旋转。
如图5所示,本发明公开了获取初始粉尘信息的方法流程图。
根据本发明实施例,获取粉尘分布信号,建立粉尘分布模型,得到初始粉尘信息;
具体包括:
S502,获取粉尘密集度及梯度信息,同时获取粉尘湿度及温度信息,建立信息表;
S504,在同一湿度信息条件下,建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线;
S506,在同一温度信息条件下,建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线;
S508,将粉尘密集度曲线通过数学模型进行合成,建立总粉尘密集度曲线;
S510,将粉尘梯度信息曲线通过数学模型进行合成,建立总粉尘梯度曲线;
S512,通过总粉尘密集度曲线与总粉尘梯度曲线,得到初始粉尘信息。
根据本发明实施例,通过初始粉尘信息,获取粉尘区域分布信息;
获取区域空气湿度信息;
比对粉尘区域分布信息及区域空气湿度信息,获取湿度干扰信息;
通过湿度干扰信息,确定降尘处理信息。
根据本发明实施例,通过初始粉尘信息,获取粉尘区域分布信息;
获取区域空气温度信息;
比对粉尘区域分布信息及区域空气温度信息,获取温度干扰信息;
通过温度干扰信息,确定降尘处理信息。
本发明还提供了一种基于空气温湿度的煤化工降尘系统,该系统包括:存储器、处理器,所述存储器中包括降尘系统的降尘方法程序,所述降尘系统的降尘方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤:获取粉尘分布信号,建立粉尘分布模型,得到初始粉尘信息;
根据粉尘分布模型及初始粉尘信息,建立降尘处理信息;
通过降尘处理信息进行粉尘处理,获取处理后的粉尘信息,通过比对初始粉尘信息与处理后的粉尘信息,得到差值信息,获取偏差率;
当偏差率大于预定阈值时,修正降尘处理信息。
本发明中的实现系统采用AT89C51单片机数据采集单元、用于数据处理、存储和控制的中央处理器,数据采集单元与传感器之间通过IIC协议通信,采集单元之间采用RS485接口通信,数据采集单元将数据暂时存储与内部RAM,各模块采集单元同时采集上传数据,保证数据的无延时精准,其中单片机的型号本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,如选择ATMEGA48或AT89C52等等均可。
另外,AT89C51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器,256字节片内数据存储器(00H-7FH为片内RAM,80H-FFH为特殊功能寄存器SFR),32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路,同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中包括基于空气温湿度的煤化工降尘系统的降尘方法程序,所述基于空气温湿度的煤化工降尘系统的降尘方法程序被处理器执行时,实现如上述任一项所述的基于空气温湿度的降尘系统的降尘方法的步骤。
通过长杆上间隔设置有第一传感器,检测矿道内水平区域内的粉尘水平分布密度,根据粉尘分布密度控制不同的喷头进行区域性喷洒降尘,控制比较精准,在进行区域精准降尘的过程中,不会造成矿道内湿度增加,对矿工的身体承受起到一定的益处。
长杆上间隔设置有多个立杆,通过水平与竖直两个方向形成立体检测,然后通过喷头进行联合喷洒,多喷头配合喷洒的方式进行定点喷洒。
通过在湿度或温度单一变量下,获取粉尘密集度信息及粉尘梯度信息,能够判断空气温度与湿度对降尘的影响,以此针对不同空气温度或湿度条件下制定不同的降尘方式,通过初始粉尘信息,获取降尘处理信息,此种分析方式,分析速度较快,聚合模拟后的粉尘分布信息更加贴近实际,使得降尘处理效果较好。
通过降尘处理信息进行粉尘处理,获取处理后的粉尘信息,通过比对初始粉尘信息与处理后的粉尘信息,当进行降尘处理后,粉尘分布信息依然大于预定密度时,通过修正降尘处理信息,对粉尘进行二次降尘,直至将粉尘密度将至安全范围或预定范围内,降尘效果较好。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元;既可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中;上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者,本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于空气温湿度的煤化工降尘系统,包括:沿矿道两侧设置的两长杆以及设置在矿道顶部拱形底面上的至少一个导轨,其特征在于,
所述长杆上间隔设置有若干个第一传感器,所述第一传感器能够检测矿道内水平区域内的粉尘水平分布密度;
当所述导轨为一个时,所述导轨位于所述矿道拱形的中心位置,当所述导轨为复数个时,复数个所述导轨沿拱形的弧线对称间隔分布,所述导轨上配合连接有若干个第一喷头,所述第一喷头能够沿所述导轨移动;
当所述传感器检测矿道内的区域粉尘浓度高于预定值时,所述第一喷头能够喷洒水雾进行该区域定点降尘;
所述长杆沿长度方向垂直设置有至少一个立杆,所述立杆上间隔设置有若干个第二传感器,所述第二传感器能够检测矿道垂直梯度内的粉尘分布密度梯度。
2.根据权利要求1所述的基于空气温湿度的煤化工降尘系统,其特征在于,
当所述导轨为复数个时,复数个导轨上的第一喷头进行联动配合喷洒。
3.根据权利要求1所述的基于空气温湿度的煤化工降尘系统,其特征在于,所述立杆上间隔设置有若干个第二喷头。
4.根据权利要求3所述的基于空气温湿度的煤化工降尘系统,其特征在于,所述第一喷头与所述第二喷头能够联动配合喷洒。
5.根据权利要求6所述的基于空气温湿度的煤化工降尘系统,其特征在于,所述第一喷头与所述第二喷头均能够360度旋转。
6.根据权利要求1所述的基于空气温湿度的煤化工降尘系统,其特征在于,还包括温度传感器及湿度传感器,所述温度传感器与所述湿度传感器分别检测所述矿道内的温度与湿度。
7.根据权利要求1所述的基于空气温湿度的煤化工降尘系统,其特征在于,所述立杆能够是伸缩式结构或套接式结构。
8.一种如权利要求1所述的煤化工降尘方法,其特征在于,包括:
通过第三传感器获取粉尘分布信号,并通过Matlab建立粉尘分布模型,得到初始粉尘信息;
根据粉尘分布模型及初始粉尘信息,建立降尘处理信息;
通过降尘处理信息控制喷头喷洒进行粉尘处理,获取处理后的粉尘信息,通过比对初始粉尘信息与处理后的粉尘信息,得到差值信息,获取偏差率;
当偏差率大于预定阈值时,修正降尘处理信息;
所述第三传感器设置在矿道拱形内壁,且所述第三传感器阵列分布,所述喷头设置在导轨上,所述喷头能够沿导轨移动,所述喷头能够旋转。
9.根据权利要求8所述的煤化工降尘方法,其特征在于,获取粉尘分布信号,建立粉尘分布模型,得到初始粉尘信息;
具体包括:获取粉尘密集度及梯度信息,同时获取粉尘湿度及温度信息,建立信息表;
在同一湿度信息条件下,建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线;
在同一温度信息条件下,建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线;
将粉尘密集度曲线通过数学模型进行合成,建立总粉尘密集度曲线;
将粉尘梯度信息曲线通过数学模型进行合成,建立总粉尘梯度曲线;
通过总粉尘密集度曲线与总粉尘梯度曲线,得到初始粉尘信息。
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