[发明专利]一种煤矿井下使用的超声波风速传感器

说明书

本发明公开了一种煤矿井下使用的超声波风速传感器，包括底座，底座吊挂连接于巷道顶板，底座上部水平面中心安装有三维陀螺传感器，底座下部水平面安装有第一发射端子、第二发射端子、第一接收端子、第二接收端子，还包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器，温度传感器、湿度传感器、气压传感器嵌入至底座下部水平面并位于发射端子和接收端子构成的环向内。本发明能够针对由于环境因素、传感器自身因素造成的干扰，对测量数据进行修正，提高了测量数据的准确性。

技术领域

本发明涉及超声波测速传感器领域，具体是一种煤矿井下使用的超声波风速传感器。

背景技术

目前所有煤矿均配备了安全监控系统，运行状态基本正常。安全监控系统在技术架构、设备种类、检测原理、维护管理等方面不断发展完善。安全监控系统从监测参数单一、容量小，发展到集中监测，异地控制，再到实现简单逻辑控制，数据挖掘利用，经过不断技术改进提升，为安全生产提供了较为可靠的技术保障。近年来，基于安全监控数据实现的瓦斯突出报警或预警也得到大量应用。

随着物联网技术的发展，煤矿安全监控系统正由单一的安全监测功能向综合智能监控发展，系统功能倾向多样化，由监测环境安全参数气体浓度、温度、风速等和设备的开/停状态，向火灾监测与预报、水灾监测与预报、矿井压力监测与预报等综合监测方向发展；由报警或断电简单控制功能向各监控子系统智能联动控制如智能通风等智能化发展。因而，对于煤矿井下通风参数监测精度的要求不断提高，目前的监测精度越来越无法满足要求。

超声波风速传感器的基本原理是：声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加，若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向与风向相反，它的速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应，通过计算即可得到精确的风速和风向。

目前煤矿井下使用的风速传感器通常采用卡曼涡街式风速传感器，这种传感器虽然灵敏、方便，但是传感精度不高。同时，目前煤矿井下风速传感器的系统稳定性和抗干扰能力有待于进一步提高。随着矿井信息化、自动化建设的不断推进，新型大功率电力电子器件的使用、大功率电气设备的频繁启动及无线射频设备的使用，造成井下电磁环境恶劣，监控系统设备经常受到强电磁干扰，出现数据混乱，甚至全系统瘫痪的故障。同时由于井下环境比较恶劣，传感器本身的稳定性差，容易受温度、潮湿、粉尘等条件的影响，造成监控系统出现故障和误报警，因此提高系统的稳定性和抗干扰能力势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿井下使用的超声波风速传感器，以解决现有技术煤矿井下用卡曼涡街式风速传感器测量风速时数据不准确的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种煤矿井下使用的超声波风速传感器，其特征在于：包括底座，底座吊挂连接于巷道顶板，底座的上部、下部均为水平面，底座上部水平面中心安装有三维陀螺传感器，底座下部水平面安装有第一发射端子、第二发射端子、第一接收端子、第二接收端子，第一发射端子、第二发射端子、第一接收端子、第二接收端子依次沿顺时针或逆时针环向均匀环绕底座下部水平面中心，第一发射端子的发射面正对第一接收端子的接收面，第二发射端子的发射面正对第二接收端子的接受面，第一发射端子、第二发射端子、第一接收端子、第二接收端子底面与底座下部水平面之间垂直高度均相同，第一发射端子发射面与第一接收端子接受面之间设定的间距和第二发射端子发射面与第二接收端子接受面之间设定的间距相同；