[發明專利]一種井下涌水水源類型分析報警系統及方法

有效

• 申請號: 202010151294.3
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111220574B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 閆鵬程;尚松行;尹妮妮;胡鋒;孫全勝;陳浩文;付曉奇;方思遠;楊翠萍;秦霄
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/63
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 馮靜

1.一種井下涌水水源類型分析報警系統，其特征在于，所述系統包括：激光器、數據獲取模塊、FPGA處理器、上位機和報警模塊；

所述激光器、所述數據獲取模塊、所述FPGA處理器和所述報警模塊均位于煤礦井下；

所述激光器用于向待測涌水水體發射激光，所述待測涌水水體在受所述激光的激發后，發射激發光；

所述數據獲取模塊與所述FPGA處理器連接，所述數據獲取模塊用于接收所述激發光，將所述激發光轉換為數字光譜數據，并將所述數字光譜數據傳輸至所述FPGA處理器；

所述FPGA處理器與所述上位機連接，所述FPGA處理器用于將所述數字光譜數據轉換為CAN網絡光譜幀數據，并將所述CAN網絡光譜幀數據傳輸至所述上位機；

所述上位機用于根據所述CAN網絡光譜幀數據，獲得所述待測涌水水體中包含的所有涌水水源的類型和每個涌水水源類型的比例，根據所述涌水水源的類型或每個所述涌水水源類型的比例得到報警信息，并將所述報警信息傳輸至所述FPGA處理器；其中，根據所述涌水水源的類型或每個所述涌水水源類型的比例得到報警信息，具體包括：判斷所述涌水水源的類型是否為危險水源類型，得到第一判斷結果；所述危險水源類型包括老空水和奧灰水；若所述第一判斷結果表示所述涌水水源的類型是危險水源類型，則輸出報警信息；若所述第一判斷結果表示所述涌水水源的類型不是危險水源類型，則獲取每個所述涌水水源的類型在前X次結果中含有所述涌水水源類型的比例；將每個所述涌水水源類型的比例和前X次結果中含有所述涌水水源類型的比例依據獲得時間進行排序，獲得比例序列；將所述比例序列中的每個比例與相鄰前一獲得時間的比例進行比較，獲得多個比較結果，所述比較結果為高或低；判斷多個所述比較結果是否均為高，得到第二判斷結果；若所述第二判斷結果表示多個所述比較結果均為高，則輸出報警信息；若所述第二判斷結果表示多個所述比較結果不均為高，則返回步驟“判斷所述涌水水源的類型是否為危險水源類型，得到第一判斷結果；所述危險水源類型包括老空水和奧灰水”；

所述FPGA處理器還與所述報警模塊連接，所述FPGA處理器還用于根據所述報警信息控制所述報警模塊進行報警。

2.根據權利要求1所述的井下涌水水源類型分析報警系統，其特征在于，所述數據獲取模塊包括：帶通濾波片、CCD光電轉換器和模數轉換器；

所述帶通濾波片位于所述激發光的出射方向，所述帶通濾波片用于對所述激發光進行過濾，得到過濾后的激發光；

所述CCD光電轉換器位于過濾后的激發光的出射方向，所述CCD光電轉換器與所述模數轉換器連接，所述CCD光電轉換器用于將所述過濾后的激發光轉換為模擬光譜數據，并將所述模擬光譜數據傳輸至所述模數轉換器；

所述模數轉換器與所述FPGA處理器連接，所述模數轉換器用于將所述模擬光譜數據轉換為數字光譜數據，并將所述數字光譜數據傳輸至所述FPGA處理器。

3.根據權利要求1所述的井下涌水水源類型分析報警系統，其特征在于，所述報警模塊包括：聲光報警器和廣播；

所述聲光報警器和所述廣播均與所述FPGA處理器連接；

所述聲光報警器用于同時發出報警聲音和閃爍光；

所述廣播用于播放所述報警信息。

4.根據權利要求1所述的井下涌水水源類型分析報警系統，其特征在于，所述激光器為發射波長是510nm的激光器。

5.根據權利要求1所述的井下涌水水源類型分析報警系統，其特征在于，所述上位機存儲有煤礦井下暗環境的砂巖水、灰巖水、奧灰水、沖擊層水和老空水受激產生的光譜數據。