[發明專利]一種煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202110821086.4
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113482723A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 何學秋;宋大釗;王恒;趙英杰;秦夢麗
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00;E21F1/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;付忠林

1.一種煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置，其特征在于，所述裝置包括：數字監控系統、礦用風速感知系統以及計算機終端處理系統；其中，

所述數字監控系統用于實時采集煤礦井下巷道斷面輪廓圖像，并將采集到的巷道斷面輪廓圖像實時傳輸至所述計算機終端處理系統；

所述礦用風速感知系統用于實時測量煤礦井下巷道風速，并將測量出的巷道風速實時傳輸至所述計算機終端處理系統；

所述計算機終端處理系統用于根據所述數字監控系統上傳的巷道斷面輪廓圖像對巷道斷面輪廓進行檢測，并根據檢測出的巷道斷面輪廓計算出巷道斷面面積，然后結合所述礦用風速感知系統上傳的巷道風速，計算出巷道實時風量。

2.如權利要求1所述的煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置，其特征在于，所述數字監控系統包括數字相機和安裝支架；其中，

所述安裝支架用于將所述數字相機安裝在待測量風量的巷道的頂板處；

所述數字相機用于實時采集煤礦井下巷道斷面輪廓圖像，并將采集到的巷道斷面輪廓圖像實時傳輸至所述計算機終端處理系統。

3.如權利要求2所述的煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置，其特征在于，所述礦用風速感知系統包括礦用風速傳感器和所述安裝支架；其中，

所述安裝支架用于將所述風速傳感器安裝在待測量風量的巷道的頂板處；

所述風速傳感器用于實時測量煤礦井下巷道風速，并將測量出的巷道風速實時傳輸至所述計算機終端處理系統。

4.如權利要求3所述的煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置，其特征在于，所述安裝支架包括第一中軸、第二中軸以及安裝橫梁；其中，

所述第一中軸的一端與所述安裝橫梁活動連接，所述第二中軸的一端與所述安裝橫梁活動連接；

所述第一中軸和第二中軸均垂直于所述安裝橫梁設置，所述第一中軸與所述第二中軸平行設置，且所述第一中軸和第二中軸位于所述安裝橫梁的同一側；

所述安裝橫梁上設置有第一底座和第二底座，且所述第一底座和所述第二底座位于所述安裝橫梁的同一側；所述數字相機安裝在所述第一底座上，所述風速傳感器安裝在所述第二底座上。

5.如權利要求4所述的煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置，其特征在于，所述第一中軸的一端通過第一球鉸與所述安裝橫梁連接，所述第二中軸的一端通過第二球鉸與所述安裝橫梁連接。

6.如權利要求4所述的煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置，其特征在于，所述第一中軸和所述第二中軸均為可伸縮調節長短的桿狀結構。

7.如權利要求4所述的煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置，其特征在于，所述第一中軸內設置有信號處理器，所述數字相機和風速傳感器均與所述信號處理器通信連接，所述信號處理器與所述計算機終端處理系統通信連接。

8.如權利要求1所述的煤礦井下巷道風量智能實時監測裝置，其特征在于，所述計算機終端處理系統包括圖像處理模塊和風量實時計算模塊；其中，

所述圖像處理模塊用于基于機器視覺算法對所述數字監控系統上傳的巷道斷面輪廓圖像進行處理，檢測巷道斷面輪廓；根據檢測出的巷道斷面輪廓計算出巷道斷面面積，并將計算出的巷道斷面面積傳輸至所述風量實時計算模塊；

所述風量實時計算模塊用于根據所述圖像處理模塊計算出的巷道斷面面積和所述礦用風速感知系統上傳的巷道風速，根據公式Q＝SV，計算出巷道實時風量；其中，Q表示巷道實時風量，S表示巷道斷面面積，V表示巷道風速。