[发明专利]矿井煤尘浓度动态检测系统及煤尘浓度动态监测方法

摘要

本发明公开了一种基于超声波的矿井煤尘浓度动态检测系统及煤尘浓度动态监测方法，十六个超声波传感器等角度固定在内环的内壁，每个超声波传感器同时具有发射超声波和接收超声波的功能；所有信号线共同连接于固定在外环上的多芯插头上，多芯插头通过多芯屏蔽电缆与一程控多路切换开关相连接，程控多路切换开关分别与电压脉冲发生器、超声波数据采集装置线路连接，电压脉冲发生器与超声波数据采集装置线路连接，超声波数据采集装置与数据处理中心线路连接。将目前的单发单收检测方式改进为循环单发多收CT检测模式，采用超声波速度CT和吸收系数CT两种图像反映煤尘浓度分布，提高了其检测的准确性。

主权项

1.一种使用矿井煤尘浓度动态检测系统的煤尘浓度动态监测方法，所述矿井煤尘浓度动态检测系统包括煤尘浓度检测圆柱形腔体，该煤尘浓度检测圆柱形腔体由内环和外环组成，十六个超声波传感器等角度固定在内环的内壁，每个超声波传感器同时具有发射超声波和接收超声波的功能；内环的外壁上均匀布置有多个安装槽，超声波传感器的信号线敷设于对应安装槽内，所有信号线共同连接于固定在外环上的多芯插头上，多芯插头通过多芯屏蔽电缆与一程控多路切换开关相连接，程控多路切换开关分别与电压脉冲发生器、超声波数据采集装置线路连接，电压脉冲发生器与超声波数据采集装置线路连接，超声波数据采集装置与数据处理中心线路连接；其包括以下步骤：A、程控多路切换开关控制一个超声波传感器处于发射状态，控制与该超声波传感器辐射面法线与发射接收对连线的夹角小于45°的另外七个超声波传感器处于接收状态；十六个超声波传感器中的每个超声波传感器都遍历一次发射状态后形成满足CT图像重建的检测模式；B、电压脉冲发生器产生的高压脉冲信号通过程控多路切换开关输入到对应超声波传感器产生超声波模拟信号，与该对应超声波传感器对应的另外七个处于接收状态的超声波传感器接收到的超声波模拟信号通过程控多路切换开关输入到超声波数据采集装置，在超声波数据采集装置内进行电荷放大、衰减、A/D转换后形成数字信号，超声波数据采集装置将该数字信号传输出到数据处理中心进行数据处理；上述数据处理中心根据设定的初值阈值和分析时间窗口区间，自动识别超声波初至时间t_i和最大峰值，形成走时数据文件和幅值数据文件，再由CT图像重建算法得到煤尘浓度检测圆柱形腔体区域内煤尘的速度分布和吸收系数分布，最后根据煤尘浓度与超声波速度和吸收系数的标定结果转换得到煤尘浓度分布图像。