[发明专利]一种巷道风速单点测量传感器布置及风速矫正方法

权利要求书

1.一种巷道风速单点测量传感器布置及风速矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在巷道中选择确定测风点，将该测风点的前后区域设定为巷道测风区域；

(2)利用激光扫描设备对巷道测风区域进行形貌测定，获取巷道测风区域的三维点云数据；

(3)依据巷道测风区域的三维点云数据开展三维建模工作，建立巷道测风区域的三维模型；

(4)根据矿井类型、巷道功能、矿山通风系统设计及规程要求，确定测风点允许过风的风速区间，获得流场模拟基础参数；

(5)采用CFD软件进行巷道测风区域流场的模拟计算，得到巷道顶壁涡流影响最大区间，根据矿山设计和生产要求，确定巷道内设备通过最大需求高度，根据涡流影响最大区间和巷道内设备通过最大需求高度选择确定传感器布置位置；

(6)采用CFD软件，依托巷道测风区域的三维模型进行测风点允许过风风速区间内的流场模拟，获取测风点允许过风风速区间内不同平均风速条件下的传感器悬挂布置位置的模拟风速数据；

(7)将不同平均风速条件下风速传感器布置位置的模拟风速数据与巷道平均风速数据进行拟合，得到风速传感器布置位置的风速与巷道平均风速的转换函数，转换函数的形式如下：

V＝kv+B

式中，v为风速传感器布置位置的风速，V为巷道平均风速，k为拟合系数，B为误差矫正系数；

(8)实际测量时，将风速传感器悬挂至巷道中测风点传感器布置位置，测量测得传感器布置位置的瞬时风速，然后结合转换函数即可得到巷道当前的平均风速。

2.根据权利要求1所述的一种巷道风速单点测量传感器布置及风速矫正方法，其特征在于：所述巷道测风区域的长度应大于3倍的巷道水力半径。

3.根据权利要求1所述的一种巷道风速单点测量传感器布置及风速矫正方法，其特征在于：所述激光扫描设备的扫描精度应不小于厘米级，以保证巷道测风区域三维建模的精度需求。

4.根据权利要求1所述的一种巷道风速单点测量传感器布置及风速矫正方法，其特征在于：所述顶壁涡流影响最大区间确定方式如下，以模拟测风巷道区域流场的纵剖面为主要研究剖面，在此剖面中自上至下等间隔设置风速矢量监测线，遍历监测线上风速方向，直至某一高度下监测线上所有风速矢量方向相同，则此监测线代表高度为近壁面涡流最大影响高度，此高度至巷道顶壁的距离为当前平均风速下的涡流影响区间，在测风点允许过风的风速区间内设定不同的平均风速进行分析，得到不同平均风速条件下的涡流影响区间，范围最大的涡流影响区间即为涡流影响最大区间。

5.根据权利要求1所述的一种巷道风速单点测量传感器布置及风速矫正方法，其特征在于：所述传感器布置位置位于巷道设备通过最大需求高度之上且位于涡流影响最大区间以外，以保证测量的稳定持续性与巷道通过能力。