[发明专利]一种能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置及方法

权利要求书

1.一种能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置，其特征在于，包括试验箱、实时数据采集系统、主控制器、振动装置、粉尘风筒、除尘器、湿度调节装置、温度调节装置、高清摄像装置、显示装置、瓦斯气体充入/抽出装置和抽/充水装置，

所述振动装置固定在试验箱外侧，用于调节试验箱的振动状态；

所述粉尘风筒与试验箱连通，用于向试验箱内充入粉尘；

所述除尘器与试验箱连通，用于将试验箱内的粉尘清除；

所述湿度调节装置固定在试验箱内，用于调节试验箱内的湿度值；

所述温度调节装置固定在试验箱内，用于调节试验箱内的温度值；

所述瓦斯气体充入/抽出装置与试验箱连通，用于向试验箱内充入瓦斯气体；

所述抽/充水装置与试验箱连通，用于调节试验箱内的水位情况；

所述高清摄像装置固定在试验箱内，用于实时拍摄试验箱内的图像；

所述显示装置处于试验箱外，用于实时显示试验箱内的图像；

所述实时数据采集系统固定在试验箱内，实时数据采集系统包括温度传感器、湿度传感器、水位传感器、瓦斯浓度传感器、粉尘浓度传感器和振动传感器，用于实时采集试验箱内的温度值、湿度值、水位值、瓦斯浓度值、粉尘浓度值和振动频率值；

所述主控制器与高清摄像装置、显示装置、实时数据采集系统、振动装置、粉尘风筒、除尘器、湿度调节装置、温度调节装置、瓦斯气体充入/抽出装置和抽/充水装置连接，主控制器用于接收实时数据采集系统采集的实时数据，并经过分析后控制振动装置、粉尘风筒、除尘器、湿度调节装置、温度调节装置、瓦斯气体充入/抽出装置和抽/充水装置的工作状态；同时主控制器接收高清摄像装置拍摄的试验箱内图像并反馈给显示装置进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置，其特征在于，所述主控制器为单片机。

3.根据权利要求1所述的一种能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置，其特征在于，所述粉尘风筒由粉尘箱和电动风机连通组成。

4.根据权利要求1所述的一种能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置，其特征在于，所述湿度调节装置由加湿器和烘干机组成。

5.根据权利要求1所述的一种能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置，其特征在于，所述温度调节装置由制冷器和加热器组成。

6.根据权利要求1所述的一种能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置，其特征在于，所述瓦斯气体充入/抽出装置为带有电磁阀的瓦斯气体瓶。

7.根据权利要求1所述的一种能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置，其特征在于，所述抽/充水装置由纯水罐和离心泵连通组成。

8.一种根据权利要求1所述的能模拟矿井复杂耦合环境的设备性能检验装置的检测方法，其特征在于，具体步骤为：

A、根据矿井设备所需模拟的环境，预先设定温度阈值、湿度阈值、水位阈值、瓦斯浓度阈值、粉尘浓度阈值和振动频率阈值，并将各个阈值存储在主控制器中；

B、将矿井设备放置到试验箱内，温度传感器、湿度传感器、水位传感器、瓦斯浓度传感器、粉尘浓度传感器和振动传感器实时采集试验箱内的数据并反馈给主控制器，主控制器调取存储的各个阈值并分别与各个实时采集数据进行对比，然后进行相应的控制，具体为：

若实时采集的温度值小于温度阈值，则主控制器控制温度调节装置对试验箱内进行加热，直至实时采集的温度值等于温度阈值时，主控制器控制温度调节装置停止工作；若实时采集的温度值大于温度阈值，则主控制器控制温度调节装置对试验箱内进行制冷，直至实时采集的温度值等于温度阈值时，主控制器控制温度调节装置停止工作；

若实时采集的湿度值小于湿度阈值，则主控制器控制湿度调节装置对试验箱内进行加湿，直至实时采集的湿度值等于湿度阈值时，主控制器控制湿度调节装置停止工作；若实时采集的湿度值大于湿度阈值，则主控制器控制湿度调节装置对试验箱内进行烘干，直至实时采集的湿度值等于湿度阈值时，主控制器控制湿度调节装置停止工作；

若实时采集的振动频率值小于振动频率阈值，则主控制器控制振动装置带动试验箱进行振动，直至实时采集的振动频率值等于振动频率阈值时，主控制器保持振动装置的工作状态；

若实时采集的粉尘浓度值小于粉尘浓度阈值，则主控制器控制粉尘风筒对试验箱内充入粉尘，直至实时采集的粉尘浓度值等于粉尘浓度阈值时，主控制器控制粉尘风筒停止工作；

若实时采集的瓦斯浓度值小于瓦斯浓度阈值，则主控制器控制瓦斯气体充入/抽出装置对试验箱内充入瓦斯气体，直至实时采集的瓦斯浓度值等于瓦斯浓度阈值时，主控制器控制瓦斯气体充入/抽出装置停止工作；

若实时采集的水位值小于水位阈值，则主控制器控制抽/充水装置对试验箱内注入水，直至实时采集的水位值等于水位阈值时，主控制器控制抽/充水装置停止工作；

C、当试验箱内的实时采集数据均达到设定的阈值后使矿井设备开始工作，同时主控制器控制高清摄像装置实时拍摄矿井设备的工作情况并反馈给显示装置进行显示，操作人员通过显示装置观察矿井设备的工作情况直至矿井设备发生故障，此时评估其处于该耦合环境下的工作性能；完成后停止试验，主控制器依次控制除尘器将试验箱内的粉尘清除、控制瓦斯气体充入/抽出装置将试验箱内的瓦斯抽出、控制抽/充水装置将试验箱内的水抽出，最后将矿井设备从试验箱取出。