[發明專利]一種礦用通風機葉尖間隙動態測量方法

在審

• 申請號: 202010344139.3
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111426278A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 李學哲;羅建國;胡興志;宮新勇;于潤祥;劉少海;付永欽;李清林
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14;E21F1/08;F04D27/00
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 陳慕;張芳

本發明公開了煤礦安全監測監控技術領域的一種礦用通風機葉尖間隙動態測量方法，包括如下步驟：構建礦用通風機葉尖間隙動態測量分析系統；選擇3點鐘方位間隙作為測量對象，調整三角測量支架，確定2D激光輪廓傳感器在X、Z方向的最佳位置；調整并確定三角測量支架在Y方向的位置；優化2D激光輪廓傳感器測量姿態，并計算間隙測量結果；提高葉尖間隙的測量精度，適應葉尖間隙動態測量的要求；依據葉尖間隙的幾何特征，采用葉尖間隙識別算法，完成礦用通風機葉尖間隙的動態提取與評價，很好地解決了礦用通風機運行狀態下的葉尖間隙動態測量問題，為煤礦現場葉尖間隙實時在線監測提供了有效的技術解決方案。

技術領域

本發明涉及煤礦安全監測監控技術領域，具體為一種礦用通風機葉尖間隙動態測量方法。

背景技術

葉尖間隙是指通風機轉子葉片與機殼之間的最小徑向距離(見圖1)，它是關系到通風機性能與安全的重要技術參數，葉尖間隙過大或過小嚴重影響通風機的運行效率和安全穩定。葉尖間隙檢測是優化通風機性能、保障通風機安全穩定運行的重要需求。國家安全生產行業標準中，對礦用通風機葉尖間隙檢測的重要性和技術規范都做了明確的闡述。

目前，礦用通風機葉尖間隙檢測主要是采用靜態測量方法實現，即在通風機靜止狀態下，利用塞尺或儀表完成葉尖間隙的檢測和評價。靜態測量方法具有實時性差、評價結果片面、智能化水平低等缺點，只適合葉尖間隙的離線抽檢，不能滿足礦用通風機葉尖間隙實時在線監測和安全預警的技術要求。礦用通風機葉尖間隙在線動態檢測一直以來是煤礦安全監測的重要需求，也是個難題。所謂在線動態檢測就是在通風機運行狀態下，實時檢測和分析葉尖間隙的變化規律，及時發現異常并采取措施防止事故發生。動態測量方法在實時性、科學性和智能化等方面都具有明顯的優勢?；诖?，本發明設計了一種礦用通風機葉尖間隙動態測量方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種礦用通風機葉尖間隙動態測量方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種礦用通風機葉尖間隙動態測量方法，包括如下步驟：

S1：構建礦用通風機葉尖間隙動態測量分析系統，其包括三角測量支架、四自由度姿態調整機構、2D激光輪廓傳感器和測控計算機；

S2：選擇3點鐘方位間隙作為測量對象，調整三角測量支架，確定2D激光輪廓傳感器在X、Z方向的最佳位置；

S3：調整并確定三角測量支架在Y方向的位置；

S4：優化2D激光輪廓傳感器測量姿態，并計算間隙測量結果；

S5：提高葉尖間隙的測量精度，適應葉尖間隙動態測量的要求；

S6：依據葉尖間隙的幾何特征，采用葉尖間隙識別算法，完成礦用通風機葉尖間隙的動態提取與評價。

進一步的，所述2D激光輪廓傳感器和測控計算機信號連接，所述四自由度姿態調整機構可拆卸固定在三角測量支架頂部，所述2D激光輪廓傳感器可拆卸固定在四自由度姿態調整機構上。

進一步的，所述三角測量支架用于測量分析系統與被測間隙之間位置關系調整，用于測量坐標系的建立，所述四自由度姿態調整機構用于傳感器測量姿態的優化，通過高低、前后、俯仰、偏擺四個自由度的靈活調整，優化間隙測量結果，所述2D激光輪廓傳感器用于葉尖間隙幾何信息的高精度動態采集，該傳感器采用線激光投射于被測物體表面，輸出光幕寬度方向和距離方向兩個軸的位置數據，一次采樣可以獲取被測對象的二維坐標信息，所述測控計算機上加載有專用測量分析軟件，完成測量流程的控制、數據傳送和結果處理與分析。

進一步的，所述步驟S3中利用2D激光輪廓傳感器技術參數，調整三角測量支架在Y方向的位置，通過優化2D激光輪廓傳感器測量位置，使得被測間隙與2D激光輪廓傳感器的距離等于2D激光輪廓傳感器工作距離，從而確定2D激光輪廓傳感器在Y方向的最佳位置。