CN202735816U - 矿用喷雾传感器与矿用喷雾降尘监控系统 - Google Patents

矿用喷雾传感器与矿用喷雾降尘监控系统 Download PDF

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张少锋
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Abstract

本实用新型涉及一种矿用喷雾传感器和一种矿用喷雾降尘监控系统,所述传感器包括中央处理单元、显示单元和流速流量模块,所述中央处理单元设有指令输入接口、喷雾控制信号输出接口、传感信号输入接口和流量信号输出接口,所述流速流量模块设有用于采集流速流量信号的传感器以及用于输出流速流量信号的传感信号输出接口;所述监控系统包括矿用喷雾传感器、粉尘传感器、监控设备、报警装置、喷枪和与喷枪连接的供水管路以及水源水质和供水系统等其他各种场合的监控分站,所述供水管路上设有喷枪控制阀。本实用新型可以实现对多点的喷雾降尘效果的远程自动监控,从而在地面指挥中心就能获知现场的喷雾降尘效果,进而实现对喷雾的自动控制。

Description

矿用喷雾传感器与矿用喷雾降尘监控系统
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及一种矿山现场自动降尘用的监控系统,具体涉及一种矿用喷雾传感器与矿用喷雾降尘监控系统。
背景技术
[0002] 粉尘是矿山的重大灾害之一,每年因为煤尘爆炸造成大量人员伤亡,同时造成大量人员患上尘肺病。为减少粉尘危害,国家有关部门要求各个矿井必须安装足够数量的喷雾降尘装置。
[0003] 已安装在现场的降尘装置一般为现场手动机械开启或电动开启,由于没有远程监控设备,地面指挥中心要获得各喷雾装置的喷雾降尘效果,就只能通过工作人员去现场观查和监测。由于矿山工作现场一般较多且地点分散、距离较远,事实上,不可能派出大量的·人员进行现场的监测,因此,也就无法很好地控制降尘效果。
实用新型内容
[0004] 为了克服现有技术下的上述缺陷,本实用新型的目的在于提供一种矿用喷雾传感器与矿用喷雾降尘监控系统,可以实现对矿山多点的降尘效果的远程自动监控和对喷雾的远程自动控制。
[0005] 本实用新型的技术方案是:一种矿用喷雾传感器,包括中央处理单元和流速流量模块,所述中央处理单元设有指令输入接口、喷雾控制信号输出接口、传感信号输入接口和流量信号输出接口,所述流速流量模块设有用于采集流速流量信号的传感器以及用于输出流速流量信号的传感信号输出接口,所述传感信号输出接口以有线或无线方式与所述传感信号输入接口通信连接。
[0006] 所述流速流量模块可以设有用于控制喷枪流速流量的流量控制装置。
[0007] 所述流量控制装置可以包括流量控制电路和受所述流量控制电路控制的流量控制阀。
[0008] 所述传感器还可以还包括用于控制喷枪控制阀的开关控制模块和与所述中央处理单元通信连接的传感器信息存储装置,所述开关控制模块设有用于连接所述喷枪控制阀的控制输入端的控制输出端。
[0009] 一种矿用喷雾降尘监控系统,包括监控装置、矿用喷雾传感器、粉尘传感器和喷枪,所述喷枪设有与其对应的供水管路上,所述矿用喷雾传感器为权利要求1-4中任意一项权利要求所述的矿用喷雾传感器,所述供水管路上设有用于控制相应喷枪工作状态的喷枪控制阀,所述粉尘传感器的检测信号输出端连接所述监控装置的粉尘信号输入端,所述监控装置的控制信号输出端连接相应矿用喷雾传感器的中央处理单元的指令输入接口,所述中央处理单元的流量信号输出接口连接所述监控装置的反馈信号输入端,所述中央处理单元的喷雾控制信号输出接口连接与其对应的所述喷枪控制阀的控制输入端,所述监控装置内存储有各相关现场的粉尘浓度标准数据。[0010] 所述矿用喷雾降尘监控系统的工作方式可以为:所述监控装置通过所述粉尘传感器采集现场的粉尘浓度信号,并将采集的粉尘浓度信号与存储在所述监控装置内的该现场的粉尘浓度标准数据进行对比判断粉尘浓度是否超标,如粉尘浓度超标,则生成开启喷枪的控制指令并传给所述矿用喷雾 传感器,通过所述矿用喷雾传感器控制所述喷枪控制阀开启使喷枪喷雾,如粉尘浓度不超标,则不生成开启喷枪的控制指令以保持喷枪关闭状态,或者生成关闭喷枪的控制指令并传给所述矿用喷雾传感器,通过所述矿用喷雾传感器控制所述喷枪控制阀关闭以停止喷雾,所述监控装置还通过所述矿用喷雾传感器获得所述喷枪控制阀的状态信号和/或所述喷枪的流速流量信号以进行监控。
[0011] 所述喷枪在喷雾过程中可以保持流量不变,也可以改变流量,
[0012] 如所述喷枪在喷雾过程中保持流量不变,通过可以下列任意一种方式确定喷枪的喷雾流量:
[0013] (I)所述流量控制阀和喷枪控制阀为不同的阀门,相互串联在所述供水管路上,所述喷枪控制阀为开关式控制阀,通过调节所述流量控制阀的开度预先将喷枪流量设置为所需的流量,保持所述流量调节阀的开度不变,通过开启或关闭所述喷枪控制阀控制所述喷枪的工作状态,所需的流量根据下列任意一种、两种或全部参数确定:喷雾的雾化效果、粉尘浓度和现场工况确定,在喷雾过程中对粉尘的检测为连续式检测或间隙式检测;
[0014] (2)所述流量控制阀和喷枪控制阀为同时具备流量调节和喷枪开关控制的共用阀,通过调节所述共用阀的开度预先将喷枪流量设置为所需的流量,将该开度设定为喷雾状态下的标准开度,在需要喷雾时,将所述共用阀打开至所述的标准开度所需的流量根据下列任意一种、两种或全部参数确定:喷雾的雾化效果、粉尘浓度和现场工况确定,在喷雾过程中对粉尘的检测为连续式检测或间隙式检测;
[0015] 如所述喷枪在喷雾过程中改变流量,则可以依据下列方式进行流量的改变:
[0016] (I)所述流量控制阀和喷枪控制阀为不同的阀门,相互串联在所述供水管路上,所述喷枪控制阀为开关式控制阀,在喷雾时所述流量控制阀和喷枪控制阀均处于开启状态,根据喷雾要求调节所述流量控制阀的开度以调节喷雾流量,所述现场喷雾要求根据下列任意一种、两种或全部参数确定:喷雾的雾化效果、粉尘浓度和现场工况确定,在喷雾过程中对粉尘的检测为连续式检测或间隙式检测;
[0017] (2)所述流量控制阀和喷枪控制阀为同时具备流量调节和喷枪开关控制的共用阀,在喷雾时根据喷雾要求调节所述共用阀的开度以调节喷雾流量,所述现场喷雾要求根据下列任意一种、两种或全部参数确定:喷雾的雾化效果、粉尘浓度和现场工况确定,在喷雾过程中对粉尘的检测为连续式检测或间歇式检测。
[0018] 所述监控装置通常可以包括监控主机和若干个粉尘监控分站,所述监控主机和所述粉尘监控分站优选依据组网技术组成计算机通信网或者通过公共计算机通信网络通信连接,所述矿用喷雾传感器和所述粉尘传感器分别与各自对应的粉尘监控分站通信连接,由此实现所述矿用喷雾传感器和所述粉尘传感器与所述监控装置的各种通信连接。
[0019] 所述粉尘监控分站的数量通常可以为多个,包括采面防尘分站、掘进防尘分站和大巷防尘分站等多种不同形式的分站,以适应各自对应场合下的监控要求,例如,所述采面防尘监控分站还可以设有割煤喷雾流量/压力传感器和水电闭锁控制装置;所述掘进防尘监控分站还可以设有除尘风机开停/用水量传感器、喷雾帘流量/压力传感器和破碎高压水枪流量/压力传感器、水电闭锁装置和水风闭锁装置;所述大巷防尘监控分站还可以设有防爆设备视频监控装置。
[0020] 所述监控装置还可以包括水源水质监控分站和供水系统监控分站,所述水源水质监控分站与所述监控主机通信连接,所述水源水质监控分站通常可以设有用于采集喷雾水源的水硬度和/或水中悬浮物含量信息的一个或多个水源水质传感器,通过所述水源水质传感器采集相应的水源水质信息,经过处理后生成相应的水源水质数据传递给所述的监控主机;所述供水系统监控分站设有用于采集供水水压/流量的一个或多个供水传感器,通过所述供水传感器采集相应的供水参数信息,经过处理后生成相应的供水数据传递给所述的监控主机。·
[0021] 所述监控装置还可以包括一个或多个特殊地点分站,所述特殊地点分站至少包括载点监控分站和/或氧吧监控分站,所述载点监控分站设有载点流量/压力采集装置,所述氧吧监控分站设有氧吧流量视频装置。
[0022] 本实用新型的有益效果为:
[0023] I. 通过喷雾传感器的设置,可以接受远程的控制指令并根据远程指令控制喷枪(包括各种形式的喷嘴)的工作状态,实现对现场喷雾的远程控制,还可以实现对流量的自动检测和调节,以实现最佳的喷雾效果和降尘效果;
[0024] 2.通过多点设置所述喷雾传感器和设立远程监控系统,可以对矿山的多点现场的雾化效果和降尘效果进行远程监控,并实现当现场的粉尘浓度超限时喷雾降尘的远程自动控制;
[0025] 3.所述喷雾传感器通过采集所述流速流量模块的流速流量信号,并用该流速流量信号与粉尘超标量比较,根据比较结果调整所述控制阀的阀门开度的大小,可以更加合理有效地实现矿山现场的喷雾降尘;
[0026] 4.通过设立由监控主机和各监控分站组成的计算机监控网络,使指挥部可以随时掌握多点的粉尘情况和降尘情况,适时下达指令,不需要派人员到各地现场查看情况,节省了人力和时间,提高了效率。
附图说明
[0027]图I是本实用新型所述监控系统的一个实施例的结构示意图;
[0028] 图2是本实用新型所述监控系统的一个实施例的流程示意图;
[0029] 图3是本实用新型所述传感器的一个实施例的流程示意图;
[0030] 图4是本实用新型所述监控系统的一种总体构架和工作流程示意图。
具体实施方式
[0031] 参见图1-3,本实用新型提供了一种矿用喷雾传感器3,其包括中央处理单元3. 2和流速流量模块3. 1,所述中央处理单元3. 2设有用于接收监控装置的控制指令的指令输入接口 3. 3、用于控制所述喷枪工作的喷雾控制信号输出接口 3. 5、用于输入流速流量信号的传感信号输入接口 3. 6和向监控装置输出反馈信号的流量信号输出接口 3. 4,所述流速流量模块3. I设有用于采集流速流量信号的传感器以及用于输出流速流量信号的传感信号输出接口 3. 7,所述传感信号输出接口 3.7以有线或无线方式与所述传感信号输入接口3. 6通信连接。
[0032] 所述中央处理单元的所述各接口可以为相互独立的接口,也可以是共用或部分共用的接口,可依据现有技术或其他适宜的技术确定具体的接口设置方式,并可以设置相应的接口电路。
[0033] 所述流速流量模块3. I可以用于流速/流量的检测,通过相应的传感元件数据采集元件获取检测数据,并将相应的数据经过适当处理后传递给所述中央处理单元以便进行相应的分析、运算和/或向上位机传递,所述所述流速流量模块3. I还可以设有用于控制喷枪流速流量的流量控制装置,由此对喷枪(或者喷枪的供水管路)的流量进行调节或控制,以便实现所需的喷雾效果或者喷雾量。
[0034] 由于对于特定的管路或喷枪,一定的流速与一定的流量具有确定的对应关系,因此,对于一定的喷雾系统,获得其中一个参数就可以计算获得另一个参数,由此这两个参数可以相互转换,对其中任意数据的采集都可以通过计算得到想要的最终参数,因此,对其中任意数据的采集都可以替代对另一数据的采集,当然,考虑到数据采集过程中的误差不同, 因此也可以同时采集这两个参数以便相互参考或者只采集对最终计算结果来说误差最小的参数。
[0035] 所述流量控制装置可以包括流量控制电路和受所述流量控制电路控制的流量控制阀,由此可以通过所述流量控制电路控制所述流量控制阀的工作状态和开度(如果在开启状态下的话),由此方便地实现对流量的控制,所述流量控制阀可以采用任意适宜于流量调节的电动阀门、电磁阀门或者其他可以通过电路实现自动控制的阀门。
[0036] 所述传感器还可以包括用于控制喷枪控制阀4的开关控制模块,所述开关控制模块设有用于连接所述喷枪控制阀4的控制输入端的控制输出端,由此通过所述开关控制实现对喷枪控制阀工作状态的控制,在所述喷枪控制阀为开关阀门(只有实现开和关两种工作状态的阀门)时,实现喷枪的开启和关闭,在所述喷枪控制阀不仅具有开关两种状态,而且在开启状态下可以采用不同开度的情况下,还可以调节喷枪的流量或者说喷雾量。
[0037] 所述传感器还可以设有与所述中央处理单元3. 2通信连接的传感器信息存储装置,由此可以在传感器内部进行数据的存储,以便于传感器的独立使用和/或在联网状态下实现数据的本地存储以方便存储、调用和传输。
[0038] 本实用新型提供的矿用喷雾降尘监控系统可以包括矿用喷雾传感器3、粉尘传感器7、监控主机I、粉尘监控分站2、喷枪6以及喷枪的供水管路5,所述矿用喷雾传感器3可以采用前面所述的任意一种矿用传感器的技术方案,所述供水管路5上设有喷枪控制阀4,所述粉尘传感器7的检测信号输出端连接所述粉尘监控分站2的粉尘信号输入端用于将检测到的现场的粉尘浓度信号传送给所述粉尘监控分站2,所述粉尘监控分站2的控制信号输出端连接所述中央处理单元3. 2的指令输入接口 3. 3用于将控制指令下达给所述中央处理单元3. 2,所述中央处理单元3. 2的流量信号输出接口 3. 4连接所述粉尘监控分站2的反馈信号输入端用于将所述喷枪控制阀的工作状态信号和/或所述流速流量模块检测的所述喷枪的流速流量信号反馈给所述粉尘监控分站2,所述中央处理单元3. 2的喷雾控制信号输出接口 3. 5连接所述喷枪控制阀4的控制输入端用于控制所述喷枪控制阀4动作,所述粉尘监控分站2内存储有各相关现场的粉尘浓度标准数据以便与采集的现场的粉尘浓度信号进行比对。所述粉尘监控分站的数量可以为若干个,所述监控主机I与多点分布的若干个所述粉尘监控分站2通信连接,所述监控主机I优选设置在地面,作为地面指挥中心,负责汇集来自若干个所述粉尘监控分站2的信息以及监控各现场情况,控制各现场设备喷雾降尘,每个所述粉尘监控分站2可以连接一套或若干套设置在一个现场或不同现场的粉尘传感器7和矿用喷雾传感器3,以实现同时对多个现场的监控和控制。
[0039] 所述监控主机和各分站(包括粉尘监控分站和其他各种分站)通过组网技术或公共计算机通信网络组成监控网络,由此可以通过网络通信技术实现监控主机和相应各分站之间的通信。
[0040] 所述矿用喷雾降尘监控系统的工作方式可以为:所述粉尘监控分站2通过所述粉尘传感器7采集现场的粉尘浓度信号,并将采集的粉尘浓度信号与存储在所述粉尘监控分站2内的该现场的粉尘浓度标准数据进行对比判断粉尘浓度是否超标,如粉尘浓度超标,则生成开启喷枪的控制指令并传给所述矿用喷雾传感器3,通过所述矿用喷雾传感器3控制所述喷枪控制阀4开启使喷枪6喷雾,如粉尘浓度不超标,则不生成开启喷枪6的控制指令以保持喷枪6关闭状态,或者生成关闭喷枪6的控制指令并传给所述矿用喷雾传感器3, 通过所述矿用喷雾传感器3控制所述喷枪控制阀4关闭以停止喷雾,所述粉尘监控分站2还通过所述矿用喷雾传感器3获得所述喷枪控制阀4的状态信号和/或所述喷枪的流速流量信号以进行监控。
[0041] 所述喷枪6在喷雾过程中可以根据依然适应的方式进行流量控制,可以保持流量不变,以避免因进行流量调节所需的复杂设备或者复杂的数据处理,简化控制过程,降低设备投资和运行费用,所述喷枪6在喷雾过程中也可以根据需要(例如所需喷雾效果或者实际粉尘浓度下的喷雾量需求)而进行流量的间隙时调整或实时调整,以实现最佳的实际喷雾要求,更好地进行除尘。
[0042] 在保持流量不变的情况下,可以通过下列任意一种方式确定喷枪的喷雾流量:
[0043] (I)所述流量控制阀和喷枪控制阀为不同的阀门,相互串联在所述供水管路上,所述喷枪控制阀为开关式控制阀(开关阀门),通过调节所述流量控制阀的开度预先将喷枪流量设置为所需的流量,保持所述流量调节阀的开度不变,通过开启或关闭所述喷枪控制阀控制所述喷枪的工作状态,所需的流量根据下列任意一种、两种或全部参数确定:喷雾的雾化效果、粉尘浓度和现场工况确定,在喷雾过程中对粉尘的检测为连续式检测或间隙式检测,由于设置了两个控制阀,并且两个控制阀各司其职,由此减化了对各控制阀性能要求和控制要求;
[0044] (2)所述流量控制阀和喷枪控制阀为同时具备流量调节和喷枪开关控制的共用阀,通过调节所述共用阀的开度预先将喷枪流量设置为所需的流量,将该开度设定为喷雾状态下的标准开度,在需要喷雾时,将所述共用阀打开至所述的标准开度所需的流量根据下列任意一种、两种或全部参数确定:喷雾的雾化效果、粉尘浓度和现场工况确定,在喷雾过程中对粉尘的检测为连续式检测或间隙式检测,由于将两个控制阀合二为一,由此减少了阀门数量,简化了设备结构;
[0045] 在保持流量不变的情况下,可以依据下列方式进行流量的改变或者说调节:
[0046] (I)所述流量控制阀和喷枪控制阀4为不同的阀门,相互串联在所述供水管路上,所述喷枪控制阀4为开关式控制阀,在喷雾时所述流量控制阀和喷枪控制阀4均处于开启状态,根据喷雾要求调节所述流量控制阀的开度以调节喷雾流量,所述现场喷雾要求根据下列任意一种、两种或全部参数确定:喷雾的雾化效果、粉尘浓度和现场工况确定,在喷雾过程中对粉尘的检测为连续式检测或间隙式检测,由于设置了两个控制阀,并且两个控制阀各司其职,由此减化了对各控制阀性能要求和控制要求;
[0047] (2)所述流量控制阀和喷枪控制阀4为同时具备流量调节和喷枪6开关控制的共用阀,在喷雾时根据喷雾要求调节所述共用阀的开度以调节喷雾流量,所述现场喷雾要求根据下列任意一种、两种或全部参数确定:喷雾的雾化效果、粉尘浓度和现场工况确定,在喷雾过程中对粉尘的检测为连续式检测或间隙式检测,由于将两个控制阀合二为一,由此减少了阀门数量,简化了设备结构。
[0048] 所述矿用喷雾降尘监控系统同时也可以采用支持工作人员通过所述监控主机和/或粉尘监控分站直接对所述喷枪的工作状态进行控制的工作方式,以方便实际操作。
[0049] 为了满足喷雾降尘的要求,保证喷雾降尘的效果,所述矿用喷雾传感器、所述粉尘传感器、控制阀及其控制电路/装置可以定期进行标校,以保证工作质量,优选标校周期为
一个月。
[0050] 为了保证对矿山采掘面等多种不同的场合进行相应的监控,可以通过设置不同形式的监控分站,使相应的监控分站在上述监控功能的基础上,增加相应场合下需要增加的监控功能。还可以设置对喷雾水源的水质进行监控和对供水系统进行监控的水源水质监控分站和供水系统监控分站,以保证供水的水质和供水系统处于良好的工作状态,另外,也可以根据需要设置适应于一些特殊场合的分站,例如载点监控分站和/或氧吧监控分站,以保证对相应场合的有效监控。这些分站可以采用与各粉尘监控分站相同或相似的方式与监控主机通信,使监控主机获得相应的监控信息和数据并对相应的被监控设备进行远程控制。
[0051] 所述监控主机可以设有数据转化装置,以便在同各分站通信过程中进行所需的数据转化。
[0052] 通过本实用新型可以对降尘效果进行远程监控和自动控制,不需要派人员到各地现场查看情况,即节省了人力和时间,也提高了降尘效果和效率。

Claims (10)

1. 一种矿用喷雾传感器,其特征在于包括中央处理单元、显示单元和流速流量模块,所述中央处理单元设有指令输入接口、喷雾控制信号输出接口、传感信号输入接口、流量信号输出接口和显示信号输出接口,所述流速流量模块设有用于采集流速流量信号的传感器以及用于输出流速流量信号的传感信号输出接口,所述传感信号输出接口以有线或无线方式与所述传感信号输入接口通信连接,所述中央处理单元的显示信号输出接口连接所述显示单元的信号输入接口。
2.如权利要求I所述的矿用喷雾传感器,其特征在于所述流速流量模块设有用于控制喷枪流速流量的流量控制装置。
3.如权利要求2所述的矿用喷雾传感器,其特征在于所述流量控制装置包括流量控制电路和受所述流量控制电路控制的流量控制阀。
4.如权利要求1、2或3所述的矿用喷雾传感器,其特征在于还包括用于控制喷枪控制阀的开关控制模块和与所述中央处理单元通信连接的传感器信息存储装置。
5.如权利要求4所述的矿用喷雾传感器,其特征在于所述开关控制模块设有用于连接所述喷枪控制阀的控制输入端的控制输出端。
6. 一种矿用喷雾降尘监控系统,其特征在于包括监控装置、矿用喷雾传感器、粉尘传感器和喷枪,所述喷枪设有与其对应的供水管路上,所述矿用喷雾传感器为权利要求1-5中任意一项权利要求所述的矿用喷雾传感器,所述供水管路上设有用于控制相应喷枪工作状态的喷枪控制阀,所述粉尘传感器的检测信号输出端连接所述监控装置的粉尘信号输入端,所述监控装置的控制信号输出端连接相应矿用喷雾传感器的中央处理单元的指令输入接口,所述中央处理单元的流量信号输出接口连接所述监控装置的反馈信号输入端,所述中央处理单元的喷雾控制信号输出接口连接与其对应的所述喷枪控制阀的控制输入端,所述监控装置内存储有各相关现场的粉尘浓度标准数据。
7.根据权利要求6所述的矿用喷雾降尘监控系统,其特征在于所述监控装置包括监控主机和若干个粉尘监控分站,所述监控主机和所述粉尘监控分站依据组网技术组成计算机通信网或者通过公共计算机通信网络通信连接,所述矿用喷雾传感器和所述粉尘传感器分别与各自对应的粉尘监控分站通信连接,由此实现所述矿用喷雾传感器和所述粉尘传感器与所述监控装置的各种通信连接。
8.根据权利要求7所述的矿用喷雾降尘监控系统,其特征在于所述粉尘监控分站的数量为多个,包括采面防尘分站、掘进防尘分站和大巷防尘分站,所述采面防尘监控分站还设有割煤喷雾流量/压力传感器和水电闭锁控制装置;所述掘进防尘监控分站还设有除尘风机开停/用水量传感器、喷雾帘流量/压力传感器和破碎高压水枪流量/压力传感器、水电闭锁装置和水风闭锁装置;所述大巷防尘监控分站还设有防爆设备视频监控装置。
9.根据权利要求6、7或8所述的矿用喷雾降尘监控系统,其特征在于所述监控装置还包括水源水质监控分站和供水系统监控分站,所述水源水质监控分站与所述监控主机通信连接,所述水源水质监控分站设有用于采集喷雾水源的水硬度和/或水中悬浮物含量信息的一个或多个水源水质传感器;所述供水系统监控分站设有用于采集供水水压/流量的一个或多个供水传感器。
10.根据权利要求9所述的矿用喷雾降尘监控系统,其特征在于监控装置还包括一个或多个特殊地点分站,所述特殊地点分站至少包括载点监控分站和/或氧吧监控分站,所述载点 监控分站设有载点流量/压力釆集装置,所述氧吧监控分站设有氧吧流量视频装置。
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