專利名稱：靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦井檢測與測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法。
背景技術(shù)：
礦井通風(fēng)機(jī)是向井下輸送新鮮空氣，排除礦井有害氣體，維持正常的生產(chǎn)條件，保障安全作業(yè)和人員身體健康的固定設(shè)備，其運(yùn)行狀況的好壞，直接關(guān)系到人身安全和生產(chǎn)能否正常運(yùn)行，在保證礦井正常安全生產(chǎn)方面起著重要的作用。目前常規(guī)的風(fēng)機(jī)風(fēng)量測量方法有風(fēng)表測量法，均壓管測量法和靜壓差測量法。風(fēng)表測量法是把風(fēng)道內(nèi)風(fēng)流平穩(wěn)的某斷面按等面積法均分成若干個(gè)小塊域，再在其各自幾何中心處安裝一個(gè)風(fēng)速傳感器，以點(diǎn)代面測出所有小塊域的風(fēng)速，然后取算術(shù)平均值得到全斷面的平均風(fēng)速，再乘以該斷面面積即可算出該斷面風(fēng)量。這種方法安裝困難， 長期運(yùn)行下傳感器極易受損，同時(shí)影響風(fēng)道風(fēng)量，無法應(yīng)用于風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控時(shí)風(fēng)量的測量。均壓管測量法大多用于圓形風(fēng)道內(nèi)，通用性較差。它的原理是將某圓斷面分割成若干個(gè)等面積環(huán)，設(shè)法得到各環(huán)幾何半徑上任一點(diǎn)的動(dòng)壓，進(jìn)而計(jì)算該斷面的平均風(fēng)速和風(fēng)量。靜壓差測量法需要選擇兩個(gè)測風(fēng)測壓斷面，確定測點(diǎn)的一個(gè)基本要求是測點(diǎn)應(yīng)處在風(fēng)流的緩變流處。一般情況下要保證某斷面為緩變流，則要求測點(diǎn)位置在上下游有4倍和2倍的風(fēng)硐直徑段上，而絕大多數(shù)礦井不具備這樣的條件。徐州有一家公司在2010年申請(qǐng)的專利雙均靜壓環(huán)風(fēng)量檢測儀。它采用在風(fēng)機(jī)上布置兩道環(huán)來測量，這種方法只能應(yīng)用于軸流風(fēng)機(jī)上。以上方法都存在局限性，通用性較差。在風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)或檢測時(shí)，通過上述方法得到的靜壓值均往往不夠穩(wěn)定。并且上述三種方法對(duì)檢測現(xiàn)場的條件要求較高；測定儀器儀表有時(shí)難以按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝設(shè)，從而使風(fēng)量測定準(zhǔn)確度降低，不能滿足煤礦主要通風(fēng)機(jī)安全技術(shù)性能檢測的要求；同時(shí)，它們的使用都具有局限性，通用性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，以解決上述問題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，包括如下步驟第一步，在巷道和風(fēng)機(jī)入口處分別取第一測壓點(diǎn)SI、第二測壓點(diǎn)S2兩個(gè)測壓點(diǎn)；第二步，分別測得所述第一測壓點(diǎn)SI、第二測壓點(diǎn)S2兩點(diǎn)的靜壓值；第三步，按照公式⑴計(jì)算風(fēng)量，
八 0 I 2Ah_4] Q = aS2]j-^-^(I)其中，Q為風(fēng)量，單位為m3/s ; α為熱功耗系數(shù),取值為O. 94 O. 96 ; Δ hs為所述第一測壓點(diǎn)SI、所述第二測壓點(diǎn)S2兩點(diǎn)的靜壓差，單位為Pa ;P為空氣密度，單位為kg/m3 ；k為斷面變化系數(shù)，k = S2/S1 ;S1、S2在公式(I)中分別代表所述第一測壓點(diǎn)SI、所述第二測壓點(diǎn)S2兩處的斷面面積，單位為m2。所述第一測壓點(diǎn)SI取自礦井自帶的U型計(jì)處，所述U型計(jì)連接到巷道測風(fēng)壓裝置，由將所述U型計(jì)的皮托管接到壓力傳感器獲得。所述第二測壓點(diǎn)S2取自在所述風(fēng)機(jī)的入口機(jī)體上加工布置的環(huán)形測壓裝置處，所述環(huán)形測壓裝置包括環(huán)形取壓管和取壓口，所述取壓口與所述環(huán)形取壓管的相通，所述環(huán)形取壓管與所述風(fēng)機(jī)的入口相通。所述環(huán)形取壓管上還設(shè)有帶密封蓋的排污口，所述排污口設(shè)置在朝向地面的方向上。所述環(huán)形取壓管通過等角間距設(shè)置4個(gè)連通口與所述風(fēng)機(jī)的入口相通。所述風(fēng)機(jī)有兩個(gè)，每個(gè)所述風(fēng)機(jī)的入口機(jī)體上均加工布置的一個(gè)環(huán)形測壓裝置。 在所述第二步中，測量所得的所述第一測壓點(diǎn)SI的靜壓值或所述第二測壓點(diǎn)S2的靜壓值，先經(jīng)低通濾波處理后，再進(jìn)入所述第三步，所述低通濾波處理的應(yīng)用的公式如下Yn = a*Xn+(l-a)*Yn_l其中，Xn為本次采樣值，Yn-I為上次的濾波輸出值；a為濾波系數(shù),其值通常遠(yuǎn)小于I ;Yn為本次濾波的輸出值。本發(fā)明中的巷道測風(fēng)壓裝置為風(fēng)機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)自帶，用于接U型計(jì)進(jìn)行負(fù)壓觀測。本發(fā)明的基本原理為，根據(jù)空氣流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)理論，利用兩端面靜壓變化測定法計(jì)算風(fēng)量。本發(fā)明在風(fēng)機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)或檢測時(shí)，通過靜壓差法得到的靜壓值往往不夠穩(wěn)定，本發(fā)明通過低通數(shù)字濾波法對(duì)靜壓值進(jìn)行處理，可以得到穩(wěn)定的靜壓值。濾波的C程序如下
Float old_value;//已有值，每次濾波程序完后，將計(jì)算結(jié)果賦予此值
Float newvalue; //新米樣值
Float a=0.01； //濾波系數(shù)，可根據(jù)濾波效果修改
char filter()
{
return (a*new_value+(l-a)*old—value);
}本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于1，本具有很好的通用性，可以應(yīng)用到所有風(fēng)機(jī)檢測或在線監(jiān)控時(shí)風(fēng)量的測量，測量精度高，安裝方便，易于操作。2，本發(fā)明運(yùn)用低通數(shù)字濾波法對(duì)靜壓值進(jìn)行處理，可以得到穩(wěn)定的靜壓值。


圖I為本發(fā)明實(shí)例的示意；
圖2為一種結(jié)構(gòu)形式的環(huán)形取壓環(huán)放大的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為另一種結(jié)構(gòu)形式的環(huán)形取壓環(huán)放大的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。以下將參考圖I至圖3，對(duì)本發(fā)明的一種靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法的具體實(shí)施中的各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)描述。一種靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，第一步，在巷道I和風(fēng)門9后的風(fēng)機(jī)入口 2處分別取第一測壓點(diǎn)SI、第二測壓點(diǎn)S2兩個(gè)測壓點(diǎn)；第二步，分別測得所述第一測壓點(diǎn)SI、第二測壓點(diǎn)S2兩點(diǎn)的靜壓值；所述第一測壓點(diǎn)SI取自礦井自帶的U型計(jì)3處，所述U型計(jì)3連接巷道測風(fēng)壓裝置10，由將所述U型計(jì)3的皮托管接到壓力傳感器獲得；所述第二測壓點(diǎn)S2取自在所述風(fēng)機(jī)入口 2的機(jī)體上加工布置的環(huán)形測壓裝置處，所述風(fēng)機(jī)4有兩個(gè)，每個(gè)所述風(fēng)機(jī)4的入口機(jī)體上均加工布置的一個(gè)環(huán)形測壓裝置；所述環(huán)形測壓裝置包括環(huán)形取壓管5和取壓口 6，所述取壓口 6與所述環(huán)形取壓管5的相通，所述環(huán)形取壓管5上還設(shè)有帶密封蓋的排污口 7，所述排污口 7設(shè)置在朝向地面的方向上；所述環(huán)形取壓管5通過等角間距設(shè)置4個(gè)連通口 8與所述風(fēng)機(jī)入口2相通，本實(shí)施例中，例如S2處環(huán)形取壓管5的靜壓值為Pl，P2，P3，P4處的平均值，將壓力傳感器接到所述取壓口 6，得到的即為S2處的靜壓值；在所述第二步中，測量所得的所述第一測壓點(diǎn)SI的靜壓值或所述第二測壓點(diǎn)S2的靜壓值，先經(jīng)低通濾波處理后，再進(jìn)入所述第三步，所述低通濾波處理的應(yīng)用的公式如下Yn = a*Xn+(l-a)*Yn_l其中，Xn為本次采樣值，Yn-I為上次的濾波輸出值；a為濾波系數(shù),其值通常遠(yuǎn)小于I ;Yn為本次濾波的輸出值；第三步，按照公式(I)計(jì)算風(fēng)量，
權(quán)利要求
1.ー種靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，其特征在于，包括如下步驟 第一歩，在巷道和風(fēng)機(jī)入口處分別取第一測壓點(diǎn)SI、第二測壓點(diǎn)S2兩個(gè)測壓點(diǎn)； 第二步，分別測得所述第一測壓點(diǎn)SI、第二測壓點(diǎn)S2兩點(diǎn)的靜壓值； 第三步，按照公式(I)計(jì)算風(fēng)量，叫為⑴ 其中，Q為風(fēng)量，單位為m3/s ； α為熱功耗系數(shù),取值為O. 94 O. 96 ; Δ hs為所述第一測壓點(diǎn)SI、所述第二測壓點(diǎn)S2兩點(diǎn)的靜壓差，單位為Pa ； P為空氣密度，單位為kg/m3 ；k為斷面變化系數(shù)，k = S2/S1 ;S1、S2在公式(I)中分別代表所述第一測壓點(diǎn)SI、所述第二測壓點(diǎn)S2兩處的斷面面積，単位為m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，其特征在于所述第一測壓點(diǎn)SI取自礦井自帶的U型計(jì)處，所述U型計(jì)連接到巷道測風(fēng)壓裝置，由將所述U型計(jì)的皮托管接到壓カ傳感器獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，其特征在于所述第二測壓點(diǎn)S2取自在所述風(fēng)機(jī)的入口機(jī)體上加工布置的環(huán)形測壓裝置處，所述環(huán)形測壓裝置包括環(huán)形取壓管和取壓ロ，所述取壓ロ與所述環(huán)形取壓管的相通，所述環(huán)形取壓管與所述風(fēng)機(jī)的入ロ相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，其特征在于所述環(huán)形取壓管上還設(shè)有帶密封蓋的排污ロ，所述排污ロ設(shè)置在朝向地面的方向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，其特征在于所述環(huán)形取壓管通過等角間距設(shè)置4個(gè)連通ロ與所述風(fēng)機(jī)的入口相通。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，其特征在于所述風(fēng)機(jī)有兩個(gè)，每個(gè)所述風(fēng)機(jī)的入口機(jī)體上均加工布置的ー個(gè)環(huán)形測壓裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任意之一所述的靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，其特征在于在所述第二步中，測量所得的所述第一測壓點(diǎn)SI的靜壓值或所述第二測壓點(diǎn)S2的靜壓值，先經(jīng)低通濾波處理后，再進(jìn)入所述第三步，所述低通濾波處理的應(yīng)用的公式如下
全文摘要
一種靜壓差測風(fēng)機(jī)風(fēng)量的方法，包括如下步驟第一步，在巷道和風(fēng)機(jī)入口處分別取第一測壓點(diǎn)S1、第二測壓點(diǎn)S2兩個(gè)測壓點(diǎn)；第二步，分別測得所述第一測壓點(diǎn)S1、第二測壓點(diǎn)S2兩點(diǎn)的靜壓值；第三步，按照設(shè)定的公式計(jì)算風(fēng)量。本發(fā)明具有很好的通用性，可以應(yīng)用到所有風(fēng)機(jī)檢測或在線監(jiān)控時(shí)風(fēng)量的測量，測量精度高，安裝方便，易于操作；本發(fā)明運(yùn)用低通數(shù)字濾波法對(duì)靜壓值進(jìn)行處理，可以得到穩(wěn)定的靜壓值。
文檔編號(hào)G01F1/34GK102680031SQ20111014528
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者李長剛, 焦山林, 王桂梅, 胡志軍 申請(qǐng)人:河北工程大學(xué), 邯鄲市康創(chuàng)電氣有限公司