矿用自动化全断面风速测量装置

矿井安全检测工作中，针对通风的阻力测定、解算、反风等工作目前实现起来工作量大，周期长，测定结果滞后，对矿井安全起到的指导作用很有限。矿全断面无人测风机器人的研究与应用，有效解决了上述问题。该技术方案在国内现有井工煤矿测风方法中具有**性，能够满足测风实时性要求，具有很好的推广意义。
通过智能测风系统通风参数感知，准确掌控巷道的真实平均风速或风量，为实现风网实时解算、通风异常诊断、通风智能调控、控风方案确定、应急预案启动提供基础数据**

智能测风系统关键技术研究井下巷道通风参数的智能感知，核心技术包括:稳定的煤矿井下巷道全断面风速声波或多普勒激光监测装备，实现风速监测精度的提升；考虑风流脉动特征的高精度单点平均风速监测技术和断面风速传感器安装位置确定方法，使传感器监测数据真实反映巷道实际风速；满足全网络风阻(摩擦阻力)反演的高精度矿井压力、相对压力监测装备，实现通风网络动态建模；基于激光扫描的巷道全断面精细成图装备，实现巷道断面的测定。

井巷风流的湍流脉动和断面风速的不均一特征，是导致平均风速的准确测试难度大的主要原因。实现风速的测量，先要设计高温、高湿和粉尘环境下能力强、、蚀性好、性能稳定的风速测量传感器,然后利用湍流统计法测量单点或线段的时均风速，并通过优化设计传感器分布解决井巷突变区大涡干扰、传感器间相互干扰和校正问题，实现点或线段风速传感器的高精度测定，后基于速度场结构近似恒定原理将单点或线段的时均风速转换为井巷断面平均风速。应用声波时差法的测量线段风速，发射和接收端的跨度大，可克服点风速测量时传感器尺度效应与风流湍流波动诱发的测量误差，是一种精度较高的风速测量方法。采用声波时差法，研发风速高精度传感器，实现了全量程测量精度小于0.1m/s，突破了井巷平均风速(量)准确测量的一道屏障，通过线段风速的高精度测量实现了全断面平均风速(量)的快速准确测定，

传统的机械式风速测定仪需要定期进行检测和维护，在高粉尘环境下容易发生磨损，维护鉴定成本较高。且由于在测风过程中测风人员移动，影响到测定断面风流的稳定性，使得各点风速不断变化，所测数据存在一定误差。而安全监测系统中安装的风速传感器测量风速时要求传感器悬挂在巷道的**部，传感器探头离**部的距离要大于50cm，距传感器20m范围内若有遮挡物体存在会挡住风流，影响传感器的正常测量，要求探头的进风口始终要对准来风方向。在实际操作中，受巷道实际环境条件限制和维护保养不及时等诸多原因往往不能达到使用的理想要求，导致测风所得数据与实际工况偏差较大。此外，机械式风速测定仪和风速传感器也只能测量单点气体流速，一个点的风速无法体现全断面的风速值，测风员通常采用间隔取点的方式得到测量区域的平均速度，这种方式也不能有效测量巷道风量，测量结果参考价值有限。
测风系统不需要人工参与自动实现闭环运行，只有当出现故障和移装时才需要人工参与。软件平台能充分利用矿井自动化技术实现矿井通风系统的在线分析、识别、诊断和优调优控，确保矿井通风系统正常时期和灾变时期的按时按需优供风。
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