束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)，該檢測(cè)方法包括以下步驟：獲取單獨(dú)對(duì)各根束管進(jìn)行抽氣時(shí)各根束管的流量，為第一流量；根據(jù)各根束管的流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量；根據(jù)各根束管的流量以及總流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)各根束管的流量，為第二流量；根據(jù)各根束管的內(nèi)腔體積以及第二流量計(jì)算各根束管排空所需的時(shí)間。該檢測(cè)方法得到的排空所需時(shí)間是具體的、準(zhǔn)確的時(shí)間，相對(duì)于使用經(jīng)驗(yàn)判斷，該方法能夠準(zhǔn)確獲知排空的具體時(shí)間，進(jìn)而能夠確保束管內(nèi)的殘余氣體徹底排空，從而保證氣體分析的準(zhǔn)確性；而且，降低排空泵的無線運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約能源，并且保證了后續(xù)氣體檢測(cè)的實(shí)時(shí)性，進(jìn)而提升了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
【專利說明】
束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦現(xiàn)場(chǎng)多年的防滅火經(jīng)驗(yàn)表明，煤炭自燃一旦形成火災(zāi)，滅火工作不僅需要投 入大量的人力物力，而且滅火效果不佳，因此煤炭自燃火災(zāi)的防治工作重在預(yù)防。為了做好 煤炭的預(yù)防工作，必須對(duì)煤炭自燃發(fā)火進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。煤炭自燃火災(zāi)的發(fā)生過程可 分為緩慢氧化階段、加速氧化階段和劇烈氧化階段三個(gè)不同的發(fā)展階段，不同階段對(duì)應(yīng)著 不同的氣體產(chǎn)物種類和濃度。使用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)煤礦井下的氣體成分，根據(jù)氣體成分 的存在及其濃度變化特征來識(shí)別煤自燃的發(fā)生及其發(fā)展程度，是目前煤炭自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù) 報(bào)應(yīng)用最廣泛的方法。
[0003] 傳統(tǒng)的束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將抽氣栗站和氣體分析裝置部署在地面監(jiān)測(cè)站，借助于長(zhǎng)距 離束管將煤礦井下監(jiān)測(cè)區(qū)域的氣體抽采至地面監(jiān)測(cè)站進(jìn)行分析。借助于長(zhǎng)距離的束管抽采 氣樣從氣樣進(jìn)入束管到氣樣進(jìn)入氣體分析裝置需要的時(shí)間較長(zhǎng)，降低了火災(zāi)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí) 性，目前將抽氣栗站和氣體分析裝置部署在煤礦井下，從而降低束管管路長(zhǎng)度的井下型束 管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)成為束管火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)的主流。
[0004] 為了確保束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣體分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，氣體分析裝置抽取束管內(nèi)的氣體 進(jìn)行分析前，必須對(duì)束管內(nèi)的殘余氣體進(jìn)行排空，排空的時(shí)間過長(zhǎng)將限制氣體分析的頻率， 預(yù)抽時(shí)間過短無法確保將殘余氣體全部排出影響氣體分析的準(zhǔn)確性。
[0005] 目前我們采用的束管系統(tǒng)包括：
[0006] n(n多2)個(gè)束管，分別為第一束管、第二束管、……、第n束管；
[0007] n個(gè)換向閥，分別為第一換向閥、第二換向閥、……、第n換向閥，換向閥與束管一一 對(duì)應(yīng)，第一束管與第一換向閥對(duì)應(yīng)，第二束管與第二換向閥對(duì)應(yīng)……、第n束管與第n換向閥 對(duì)應(yīng)。設(shè)i = l、2、……、n，那么，第i個(gè)束管就與第i個(gè)換向閥對(duì)應(yīng)，則，第i根束管與第i個(gè)換 向閥的進(jìn)氣口連通；
[0008] -個(gè)排氣管道，這n個(gè)換向閥的其中一個(gè)排氣口均與該排氣管道連通，該排氣管道 上串設(shè)有一個(gè)排空栗，排空栗持續(xù)工作能夠?qū)根束管內(nèi)的殘余氣體排空；
[0009] -個(gè)測(cè)量分析管路，這n個(gè)換向閥的另一個(gè)排氣口均與該測(cè)量分析管道連通，并 且，該測(cè)量分析管路上依次串設(shè)有測(cè)量氣室和測(cè)量栗，測(cè)量栗用于將束管中的待測(cè)氣體抽 取到測(cè)量氣室中，以進(jìn)行氣體檢測(cè)。
[0010] 如果假設(shè)n = 4,那么，該束管系統(tǒng)就為如圖1所示的系統(tǒng)。
[0011]在進(jìn)行排空氣體時(shí)，排空栗同時(shí)對(duì)所有的束管進(jìn)行排空，當(dāng)測(cè)量束管氣體時(shí)，測(cè)量 分析管路每次只與一根束管連通。
[0012]但是，目前基于上述的束管系統(tǒng)所使用的排空氣體所需時(shí)間的估算方法是憑借經(jīng) 驗(yàn)來估算的，這種憑借經(jīng)驗(yàn)來估算不但無法準(zhǔn)確獲知排空的具體時(shí)間；而且，由于要確保束 管內(nèi)的殘余氣體排盡，就需要比實(shí)際所需的時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間來保證氣體確實(shí)已經(jīng)排空，所 以，利用經(jīng)驗(yàn)估算排空所需時(shí)間時(shí)，往往比實(shí)際真正耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)出許多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的是提供一種束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，用以解決現(xiàn)有的束管排 空所需的時(shí)間的估算方法無法準(zhǔn)確獲取所需時(shí)間的問題。本發(fā)明同時(shí)提供一種束管排空所 需時(shí)間的檢測(cè)系統(tǒng)。
[0014] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:一種束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，包括以 下步驟：
[0015] (1 )、獲取單獨(dú)對(duì)各根束管進(jìn)行抽氣時(shí)各根束管的流量，為第一流量；
[0016] (2)、根據(jù)各根束管的第一流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量；
[0017] (3)、根據(jù)所述各根束管的第一流量以及所述總流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排 空時(shí)各根束管的流量，為第二流量；
[0018] (4)、根據(jù)各根束管的內(nèi)腔體積以及各根束管的第二流量計(jì)算各根束管排空所需 的時(shí)間。
[0019]實(shí)現(xiàn)所述步驟(2)的手段為：
[0020] 利用公式
計(jì)算所述總流量，其中，Q為總流量，Qi為第i根束管 的第一流量。
[0021] 實(shí)現(xiàn)所述步驟(3)的手段為：
[0022] 利用公式計(jì)算所述各根束管的第二流量，其中，qi為第i根束管的第 二流量。
[0023]實(shí)現(xiàn)所述步驟(4)的手段為：
[0024] 利用公式
計(jì)算各根束管排空所需的時(shí)間，其中是第i根束管排空所 需的時(shí)間，乂:是根據(jù)第i根束管的長(zhǎng)度和內(nèi)徑計(jì)算出的第i根束管在理想狀態(tài)下的內(nèi)腔體 積，lu為設(shè)置的第i根束管的內(nèi)腔體積修正系數(shù)，0 <lu < 1。
[0025] -種束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)系統(tǒng)，包括：
[0026] 第一模塊，用于獲取單獨(dú)對(duì)各根束管進(jìn)行抽氣時(shí)各根束管的流量，為第一流量；
[0027] 第二模塊，用于根據(jù)各根束管的第一流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流 量；
[0028] 第三模塊，用于根據(jù)所述各根束管的第一流量以及所述總流量計(jì)算對(duì)所有束管同 時(shí)進(jìn)行排空時(shí)各根束管的流量，為第二流量；
[0029] 第四模塊，用于根據(jù)各根束管的內(nèi)腔體積以及各根束管的第二流量計(jì)算各根束管 排空所需的時(shí)間。
[0030] 實(shí)現(xiàn)所述根據(jù)各根束管的第一流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量的 手段為：
[0031] 利用公式
L計(jì)算所述總流量，其中，Q為總流量，Qi為第i根束管 的第一流量。
[0032] 實(shí)現(xiàn)所述根據(jù)所述各根束管的第一流量以及所述總流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn) 行排空時(shí)各根束管的第二流量的手段為：
[0033] 利用公式
計(jì)算所述各根束管的第二流量，其中，qi為第i根束管的第 二流量。
[0034]實(shí)現(xiàn)所述根據(jù)各根束管的內(nèi)腔體積以及所述各根束管的第二流量計(jì)算各根束管 排空所需的時(shí)間的手段為：
[0035] 利用公式
計(jì)算各根束管排空所需的時(shí)間，其中是第i根束管排空所 需的時(shí)間，乂:是根據(jù)第i根束管的長(zhǎng)度和內(nèi)徑計(jì)算出的第i根束管在理想狀態(tài)下的內(nèi)腔體 積，lu為設(shè)置的第i根束管的內(nèi)腔體積修正系數(shù)，0 <lu < 1。
[0036] 本發(fā)明提供的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法中，首先利用測(cè)量栗獲取單獨(dú)對(duì)各根 束管進(jìn)行抽氣時(shí)各根束管的第一流量;然后，根據(jù)各根束管的流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn) 行排空時(shí)的總流量;接著，根據(jù)各根束管的第一流量以及總流量計(jì)算同時(shí)對(duì)所有束管進(jìn)行 排空時(shí)各根束管的第二流量;最后根據(jù)各根束管的內(nèi)腔體積以及各根束管的第二流量計(jì)算 各根束管排空所需的時(shí)間。這種方式通過采集必要的信息參數(shù)，然后結(jié)合相應(yīng)的計(jì)算，最終 得到每個(gè)束管排空所需的時(shí)間，該時(shí)間是具體的、準(zhǔn)確的時(shí)間，相對(duì)于使用經(jīng)驗(yàn)判斷，本發(fā) 明提供的方法能夠準(zhǔn)確獲知排空的具體時(shí)間，進(jìn)而能夠在第一時(shí)間確保束管內(nèi)的殘余氣體 徹底排空，從而保證氣體分析的準(zhǔn)確性;而且，在進(jìn)行后續(xù)的排空和氣體檢測(cè)時(shí)，只要對(duì)應(yīng) 的排空時(shí)間到來時(shí)，就可立即進(jìn)行對(duì)應(yīng)束管的氣體檢測(cè)，所以，排空所耗費(fèi)的時(shí)間小于利用 經(jīng)驗(yàn)判斷所耗費(fèi)的時(shí)間，本發(fā)明提供的檢測(cè)方法能夠降低排空栗的無效運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約能 源，并且保證了后續(xù)氣體檢測(cè)的實(shí)時(shí)性，進(jìn)而提升了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0037]圖1是束管系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置示意圖；
[0038]圖2是束管排空所需時(shí)間的估算流程示意圖；
[0039]圖3是束管系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的連接關(guān)系示意圖；
[0040] 圖4是提高礦井火情氣體監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性的控制方法的流程示意圖；
[0041] 圖5是排所需空時(shí)間之間的關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0043]檢測(cè)方法實(shí)施例
[0044] 如圖1所示，束管系統(tǒng)包括：
[0045] 四根束管，分別為束管1、束管2、束管3和束管4;
[0046] 四個(gè)換向閥，分別為換向閥5、換向閥6、換向閥7和換向閥8，換向閥與束管--對(duì) 應(yīng)，束管1與換向閥5對(duì)應(yīng)，束管2與換向閥6對(duì)應(yīng)，束管3與換向閥7對(duì)應(yīng)，束管4與換向閥8對(duì) 應(yīng)，束管1與換向閥5的進(jìn)氣口連通，束管2與換向閥6的進(jìn)氣口連通，束管3與換向閥7的進(jìn)氣 口連通，束管4與換向閥8的進(jìn)氣口連通；
[0047] -個(gè)排氣管道，換向閥5的一個(gè)排氣口、換向閥6的一個(gè)排氣口、換向閥7的一個(gè)排 氣口和換向閥8的一個(gè)排氣口均與該排氣管道連通，該排氣管道上串設(shè)有一個(gè)排空栗9,排 空栗9持續(xù)工作能夠?qū)?根束管內(nèi)的殘余氣體排空；
[0048] -個(gè)氣體監(jiān)測(cè)管路，換向閥5的另一個(gè)排氣口、換向閥6的另一個(gè)排氣口、換向閥7 的另一個(gè)排氣口和換向閥8的另一個(gè)排氣口均與該氣體監(jiān)測(cè)管路連通，并且，該氣體監(jiān)測(cè)管 路上依次串設(shè)有測(cè)量氣室11和測(cè)量栗12,測(cè)量栗12用于將束管中的待測(cè)氣體抽取到測(cè)量氣 室11中，以進(jìn)行氣體檢測(cè)。
[0049] 排空栗9和測(cè)量栗12是同型號(hào)、同功率的兩臺(tái)栗，即是兩個(gè)完全相同的兩臺(tái)栗。
[0050] 基于上述束管系統(tǒng)，本發(fā)明重點(diǎn)提供一種束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，當(dāng)然，該 檢測(cè)方法并不局限于上述束管系統(tǒng)。如圖2所示，該方法包括以下步驟：
[0051 ] (1 )、獲取單獨(dú)對(duì)各根束管進(jìn)行抽氣時(shí)各根束管的流量，為第一流量；
[0052] (2)、根據(jù)各根束管的第一流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量，計(jì)算公 式為
，其中，Q為總流量，Qi為第i根束管的第一流量；
[0053] (3)、根據(jù)各根束管的第一流量以及總流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)各根 束管的流量，為第二流量，計(jì)算公式為
其中，為第i根束管的第二流量；
[0054] (4)、根據(jù)各根束管的內(nèi)腔體積以及各根束管的第二流量計(jì)算各根束管排空所需 的時(shí)間，計(jì)算公式為
，其中是第i根束管排空所需的時(shí)間，％是根據(jù)第i根束管 的長(zhǎng)度和內(nèi)徑計(jì)算出的第i根束管在理想狀態(tài)下的內(nèi)腔體積，h為設(shè)置的第i根束管的內(nèi)腔 體積修正系數(shù)，0<ki<l，i = l、2、......、n。
[0055] 該檢測(cè)方法用于計(jì)算各根束管排空所需的時(shí)間，其應(yīng)用的場(chǎng)合很多，在本實(shí)施例 中，給出一種具體的應(yīng)用。
[0056]提供一個(gè)控制系統(tǒng)，用于控制上述束管系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)地工作，以實(shí)現(xiàn)提高礦井火 情氣體監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性。該控制系統(tǒng)包括流量檢測(cè)模塊和控制模塊，流量檢測(cè)模塊為流量傳感 器10,如圖3所示，該流量傳感器10串設(shè)在氣體監(jiān)測(cè)管路上。控制模塊13可以為工控機(jī)設(shè)備， 也可以為常規(guī)的控制芯片，比如單片機(jī)等，控制模塊13采樣連接流量傳感器10。該控制模塊 13上具有用于控制連接上述四個(gè)換向閥的控制信號(hào)輸出端口，換向閥的具體類型有以下兩 種情況:第一種，上述四個(gè)換向閥本就是電控?fù)Q向閥，能夠根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)地導(dǎo)通、 關(guān)斷和換向；第二種，如果上述四個(gè)換向閥不是電控?fù)Q向閥，而是手動(dòng)換向閥，不能根據(jù)控 制信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)地導(dǎo)通、關(guān)斷和換向，那么，就需要將這四個(gè)電控?fù)Q向閥與上述四個(gè)手動(dòng)換 向閥對(duì)應(yīng)替換。不管是上述哪一種情況，該控制系統(tǒng)均可以包含上述四個(gè)電控?fù)Q向閥，也可 以不包含上述四個(gè)電控?fù)Q向閥，控制模塊13上的控制信號(hào)輸出端口對(duì)應(yīng)控制連接這四個(gè)電 控?fù)Q向閥。
[0057] 并且，為了對(duì)排空栗9和測(cè)量栗12進(jìn)行控制，該控制模塊13還具有用于對(duì)應(yīng)控制連 接這兩個(gè)栗的控制信號(hào)輸出端口，以對(duì)這兩個(gè)栗進(jìn)行控制。另外，與上述換向閥類似，這兩 個(gè)栗可以是該控制系統(tǒng)的一部分，也可以不包含在該控制系統(tǒng)中。
[0058] 在該控制模塊13中加載相應(yīng)地軟件程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)束管系統(tǒng)的控制，該軟件程序本 質(zhì)上是本發(fā)明提供的控制方法，首先，根據(jù)流量檢測(cè)模塊檢測(cè)出各根束管的流量，控制模塊 13根據(jù)接收到的流量信息計(jì)算各根束管排空所需的時(shí)間，然后控制各根束管同時(shí)進(jìn)行排 空，當(dāng)某一根束管對(duì)應(yīng)的排空所需的時(shí)間到達(dá)時(shí)，控制與該根束管對(duì)應(yīng)的換向閥，使該根束 管與氣體監(jiān)測(cè)管路連通，以進(jìn)行對(duì)該根束管中的氣體的檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)依次對(duì)各根束管進(jìn)行 氣體的檢測(cè)。該控制方法的流程圖如圖4所示。
[0059] 以下對(duì)該控制方法的各個(gè)步驟進(jìn)行具體說明。
[0060] 首先，需要根據(jù)各根束管的流量計(jì)算出各根束管排空所需的時(shí)間，該步驟的具體 實(shí)現(xiàn)過程即為本發(fā)明提供的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，具體如下：
[0061 ]在初始狀態(tài)下，控制模塊13控制換向閥5、換向閥6、換向閥7和換向閥8將束管1、束 管2、束管3和束管4與排氣管道連通，排空栗9同時(shí)對(duì)這四根束管進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間排氣，理由是 通過較長(zhǎng)時(shí)間的排氣能夠保證束管中的其他殘余氣體有效排空;隨后控制模塊13依次控制 其中一個(gè)換向閥，使其中一根束管連通氣體監(jiān)測(cè)管路，利用測(cè)量栗12將該束管內(nèi)的氣體抽 走，同時(shí)流量傳感器10檢測(cè)該束管中的流量數(shù)據(jù)，具體為:控制模塊13首先控制換向閥5，使 束管1與氣體監(jiān)測(cè)管路連通，測(cè)量栗12抽取束管1中的氣體，同時(shí)流量傳感器10檢測(cè)束管1的 流量;然后，控制換向閥6，使束管2與氣體監(jiān)測(cè)管路連通，測(cè)量栗12抽取束管2中的氣體，同 時(shí)流量傳感器10檢測(cè)束管2的流量，以此類推，先后檢測(cè)四根束管的流量，但是需要注意的 是，在流量測(cè)量時(shí)，需要保證每次只有一根束管與氣體監(jiān)測(cè)管路連通，這樣才能夠保證檢測(cè) 的準(zhǔn)確性，而且，上述束管流量檢測(cè)的先后順序不作要求，只要能夠檢測(cè)出四根束管的流量 即可。另外，在流量檢測(cè)的同時(shí)，還可以檢測(cè)分析測(cè)量氣室11中的氣體，得到各根束管中的 氣體的數(shù)據(jù)。
[0062] 通過上述操作，能夠得到四根束管的流量，分別為:QhQsAA;
[0063] 根據(jù)各根束管的流量計(jì)算出各根束管排空所需的時(shí)間的實(shí)施步驟如圖2所示，具 體包括以下步驟：
[0064] 利用計(jì)算公另 計(jì)算所有的束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量Q;
[0065] 利用計(jì)算公式<
?計(jì)算對(duì)所有的束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)第i根束管的流量；
[0066] 最后利用計(jì)算公式+
^十算第i根束管的排空時(shí)間；
[0067] 其中，
[0068] 1是根據(jù)第i根束管長(zhǎng)度和內(nèi)徑計(jì)算出的第i根束管在理想狀態(tài)下的內(nèi)腔體積，h 為設(shè)置的第i根束管內(nèi)腔體積修正系數(shù)，設(shè)置束管內(nèi)腔體積修正系數(shù)匕的原因是對(duì)I體積進(jìn) 行修正以反映安裝現(xiàn)場(chǎng)折彎擠壓等活動(dòng)對(duì)束管提交的影響，所以，〇<1^<1，根據(jù)具體情況 進(jìn)行具體設(shè)置。
[0069] 上述各個(gè)步驟中，i = l、2、3、4。
[0070] 通過上述計(jì)算工作，能夠得到四根束管排空所需要的時(shí)間，分別為：tl、t2、t3和 t4〇
[0071] 每根束管由于長(zhǎng)度、內(nèi)徑、以及其他的因素的不同，排空所需要的時(shí)間也可能就會(huì) 不同，本實(shí)施例中，假設(shè)tl<t2<t3<t4,即束管1排空所需的時(shí)間最短，束管4所需的時(shí)間 最長(zhǎng)。
[0072] 由于在每次氣體檢測(cè)時(shí)，均需要先排空束管中的殘余氣體，然后再檢測(cè)束管中的 氣體數(shù)據(jù)，所以，從開始對(duì)所有的束管同時(shí)進(jìn)行排空到檢測(cè)完成最長(zhǎng)的排空所需時(shí)間對(duì)應(yīng) 的束管中的氣體這一過程定為一次檢測(cè)過程。
[0073] 那么，對(duì)于一次檢測(cè)過程來說，
[0074] 首先，控制四個(gè)換向閥使四個(gè)束管均與排氣管道連通，并同時(shí)控制排空栗9開始同 時(shí)對(duì)四根束管進(jìn)行排氣，并同時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)，由于1:1<^2<^3<^4，所以，1:1時(shí)間先到來，當(dāng)1:1 時(shí)間到來時(shí)，控制換向閥5進(jìn)行換向，并控制測(cè)量栗12進(jìn)行抽氣，在測(cè)量氣室11中對(duì)束管1中 的氣體進(jìn)行檢測(cè)，與此同時(shí)，排空栗9一直對(duì)其他束管進(jìn)行排氣；當(dāng)對(duì)束管1中的氣體進(jìn)行檢 測(cè)完成后，控制換向閥5進(jìn)行換向，繼續(xù)對(duì)束管1中的氣體進(jìn)行排空，并且束管1不再參與本 次檢測(cè)，另外，為了節(jié)約電能，從檢測(cè)完成束管1中的氣體開始，控制測(cè)量栗12停止轉(zhuǎn)動(dòng);過 一段時(shí)間之后，當(dāng)t2時(shí)間到來時(shí)，控制換向閥6進(jìn)行換向，并控制測(cè)量栗12進(jìn)行抽氣，在測(cè)量 氣室11中對(duì)束管2中的氣體進(jìn)行檢測(cè)，與此同時(shí)，排空栗9一直對(duì)其他束管進(jìn)行排氣；當(dāng)對(duì)束 管2中的氣體進(jìn)行檢測(cè)完成后，控制換向閥6進(jìn)行換向，繼續(xù)對(duì)束管2中的氣體進(jìn)行排空，并 且束管2不再參與本次檢測(cè)，另外，為了節(jié)約電能，從檢測(cè)完成束管2中的氣體開始，控制測(cè) 量栗12停止轉(zhuǎn)動(dòng);過一段時(shí)間之后，當(dāng)t3時(shí)間到來時(shí)，控制換向閥7進(jìn)行換向，并控制測(cè)量栗 12進(jìn)行抽氣，在測(cè)量氣室11中對(duì)束管3中的氣體進(jìn)行檢測(cè)，與此同時(shí)，排空栗9 一直對(duì)其他束 管進(jìn)行排氣；當(dāng)對(duì)束管3中的氣體進(jìn)行檢測(cè)完成后，控制換向閥7進(jìn)行換向，繼續(xù)對(duì)束管3中 的氣體進(jìn)行排空，并且束管3不再參與本次檢測(cè)，另外，為了節(jié)約電能，從檢測(cè)完成束管3中 的氣體開始，控制測(cè)量栗12停止轉(zhuǎn)動(dòng);過一段時(shí)間之后，當(dāng)t4時(shí)間到來時(shí)，控制換向閥8進(jìn)行 換向，并控制測(cè)量栗12進(jìn)行抽氣，在測(cè)量氣室11中對(duì)束管4中的氣體進(jìn)行檢測(cè)，與此同時(shí)，由 于本輪檢測(cè)(本次檢測(cè)過程）中已沒有還未檢測(cè)的束管，那么，為了節(jié)約電能，可以控制排空 栗9停止排氣；當(dāng)對(duì)束管4中的氣體進(jìn)行檢測(cè)完成后，本次檢測(cè)過程正式結(jié)束，可以控制測(cè)量 栗12也停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0075] 上述是一次完整的檢測(cè)過程，過一段時(shí)間之后，如果還要進(jìn)行下一次檢測(cè)，那么， 下次檢測(cè)過程以及后續(xù)的每次檢測(cè)過程均按照上述檢測(cè)過程的步驟進(jìn)行檢測(cè)。
[0076] 而且，該檢測(cè)過程中的時(shí)間是從最少的時(shí)間依次流動(dòng)到最多的時(shí)間，四個(gè)時(shí)間的 關(guān)系如圖5所示，總的時(shí)間并非是四個(gè)時(shí)間的累加，所以，這種檢測(cè)過程所花費(fèi)的總時(shí)間為 最長(zhǎng)的排空時(shí)間加上一次氣體檢測(cè)時(shí)間，與傳統(tǒng)的檢測(cè)時(shí)間相比，少了很多。
[0077] 另外，如果由于采礦位置的更改，或者其他的因素導(dǎo)致束管發(fā)生了變化，比如某一 根束管長(zhǎng)度發(fā)生了變化，這時(shí)該束管的體積就發(fā)生改變，最終導(dǎo)致該束管排空所花費(fèi)的時(shí) 間也相應(yīng)地改變，這時(shí)就需要重新計(jì)算相應(yīng)束管排空所花費(fèi)的時(shí)間，然后進(jìn)行重新控制。
[0078] 針對(duì)上述控制過程，以下給出一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例。
[0079] 初始狀態(tài)下，首先，所有換向閥將所有束管與排空栗9導(dǎo)通，排空栗9運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間 對(duì)四根束管進(jìn)行排空，其次，測(cè)量栗12依次抽取四根束管內(nèi)的氣體進(jìn)入測(cè)量氣室11進(jìn)行測(cè) 量，同時(shí)流量傳感器10測(cè)定測(cè)量栗12抽取束管內(nèi)的氣體時(shí)束管1、束管2、束管3、束管4內(nèi)氣 體的流量分別為6. lL/min、8.0L/min、6.9L/min、6.7L/min。
[0080] 然后，計(jì)算排空栗9對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量Q，
[0081 ]將上述數(shù)據(jù)帶入
，得到排空栗對(duì)所有束管進(jìn)行排空時(shí)各束管的流量分別 為3?9L/min、4.4L/min、4.3L/min、5?lL/min〇
[0082] 束管長(zhǎng)度為4000m、3200m、2800m、1600m，內(nèi)徑均為8mm時(shí)，束管在理想狀態(tài)下的內(nèi) 腔體積分別為200.8L、160.8L、140.8L、80.4L，設(shè)置束管內(nèi)腔體積修正系數(shù)為0.9，則各束管 修正后的實(shí)際體積為180.8L、144.8L、126.8L、72.4L，則各束管的排空時(shí)間估算結(jié)果分別為 45?4min、32?9min、29?5min、14.2min〇
[0083] 最后，在以后每次進(jìn)行排空和測(cè)量的過程中，換向閥依次將束管3、束管4、束管2、 束管1與氣體監(jiān)測(cè)管路導(dǎo)通，測(cè)量栗依次實(shí)現(xiàn)對(duì)四根束管氣體的抽取以進(jìn)行氣體檢測(cè)。
[0084] 上述實(shí)施例中，給出了一種束管排空所需的時(shí)間的具體計(jì)算方法，作為其他的實(shí) 施例，如果事先知道每根束管排空所需的時(shí)間，那么，該控制方法中就無需包括上述計(jì)算方 法，而直接將這些事先知曉的時(shí)間數(shù)據(jù)拿來使用即可。
[0085] 上述實(shí)施例中，當(dāng)對(duì)某一根束管中的氣體進(jìn)行檢測(cè)完成后，控制對(duì)應(yīng)換向閥進(jìn)行 換向，繼續(xù)對(duì)該束管中的氣體進(jìn)行排空，作為其他的實(shí)施例，當(dāng)對(duì)某一根束管中的氣體進(jìn)行 檢測(cè)完成后，還可以控制對(duì)應(yīng)換向閥閉合，不繼續(xù)對(duì)該束管中的氣體進(jìn)行排空。這種方式 下，由于條件發(fā)生了改變，就需要對(duì)束管排空時(shí)間進(jìn)行重新計(jì)算，具體計(jì)算的方式可以采用 本實(shí)施例給出的方式，也可以是其他的方式，由于具體計(jì)算的方式不是本發(fā)明所保護(hù)的重 點(diǎn)，這里不再說明，但是，不管計(jì)算方式是什么，控制方法基于的原理是相同的，均是根據(jù)束 管排空所花費(fèi)的時(shí)間來進(jìn)行排空和氣體監(jiān)測(cè)。
[0086] 上述實(shí)施例中，束管系統(tǒng)包括四根束管，相應(yīng)地，換向閥也有四個(gè)，檢測(cè)過程包括 四個(gè)小過程，作為其他的實(shí)施例，束管系統(tǒng)中并不局限于四根束管，其還可以是其他個(gè)數(shù)， 以n表示，n多2，n根束管的具體布置方式與上述4根束管的方式類似，布置的原理是相同的， 即，假設(shè)i = l、2、……、n，那么，第i根束管就與第i個(gè)換向閥對(duì)應(yīng)，則，第i根束管與第i個(gè)換 向閥的進(jìn)氣口連通;這n個(gè)換向閥的其中一個(gè)排氣口均與排氣管道連通，該排氣管道上串設(shè) 有一個(gè)排空栗;這n個(gè)換向閥的另一個(gè)排氣口均與氣體監(jiān)測(cè)管路連通。具體的控制過程與上 述實(shí)施例中的原理相同，只是相應(yīng)地，上述計(jì)算公式中的i就需要等于1、2、......、n-l、n。
[0087] 上述實(shí)施例中，對(duì)于束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法中的各個(gè)步驟均給出了具體的 計(jì)算公式，這只是一種【具體實(shí)施方式】，在能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算目的的前提下，該檢測(cè)方法并不局限 于上述具體的計(jì)算公式。
[0088] 上述實(shí)施例中給出了本發(fā)明的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法的一種應(yīng)用實(shí)例，但 是，本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，所以該束管排空所需時(shí)間的檢測(cè) 方法并不局限于應(yīng)用在上述環(huán)境中，作為其他的實(shí)施例，其還可以應(yīng)用在其他地方。
[0089]檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例
[0090] 該檢測(cè)系統(tǒng)包括四個(gè)模塊:第一至第四模塊，其中，第一模塊用于獲取單獨(dú)對(duì)各根 束管進(jìn)行抽氣時(shí)各根束管的流量，為第一流量;第二模塊用于根據(jù)各根束管的第一流量計(jì) 算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量;第三模塊用于根據(jù)各根束管的第一流量以及總流 量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)各根束管的流量，為第二流量;第四模塊用于根據(jù)各根 束管的內(nèi)腔體積以及各根束管的第二流量計(jì)算各根束管排空所需的時(shí)間。所以，該檢測(cè)系 統(tǒng)中的各個(gè)模塊為軟件模塊，核心在于對(duì)應(yīng)的功能，即該檢測(cè)系統(tǒng)本質(zhì)上還是檢測(cè)方法，通 過將該方法加載在控制器中以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，由于該檢測(cè)系統(tǒng)在上述方法實(shí)施例中已經(jīng) 有了詳細(xì)的描述，這里不再具體闡述。
[0091] 以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基 本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變 形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì) 實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，其特征在于，包括W下步驟： (1 )、獲取單獨(dú)對(duì)各根束管進(jìn)行抽氣時(shí)各根束管的流量，為第一流量； (2) 、根據(jù)各根束管的第一流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量； (3) 、根據(jù)所述各根束管的第一流量W及所述總流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí) 各根束管的流量，為第二流量； (4) 、根據(jù)各根束管的內(nèi)腔體積W及各根束管的第二流量計(jì)算各根束管排空所需的時(shí) 間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述步驟 (2) 的手段為： 利用公式計(jì)算所述總流量，其中，Q為總流量，Qi為第i根束管的第 一流量。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述步驟 (3) 的手段為： 利用公式計(jì)算所述各根束管的第二流量，其中，qi為第i根束管的第二流 量。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述步驟 (4) 的手段為： 利用公^!計(jì)算各根束管排空所需的時(shí)間，其中，ti是第i根束管排空所需的 時(shí)間，Vi是根據(jù)第i根束管的長(zhǎng)度和內(nèi)徑計(jì)算出的第i根束管在理想狀態(tài)下的內(nèi)腔體積，ki為 設(shè)置的第i根束管的內(nèi)腔體積修正系數(shù)，〇<ki<l。5. -種束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 第一模塊，用于獲取單獨(dú)對(duì)各根束管進(jìn)行抽氣時(shí)各根束管的流量，為第一流量； 第二模塊，用于根據(jù)各根束管的第一流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量； 第=模塊，用于根據(jù)所述各根束管的第一流量W及所述總流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn) 行排空時(shí)各根束管的流量，為第二流量； 第四模塊，用于根據(jù)各根束管的內(nèi)腔體積W及各根束管的第二流量計(jì)算各根束管排空 所需的時(shí)間。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述根據(jù)各 根束管的第一流量計(jì)貸對(duì)所有巧管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)的總流量的手段為： 利用公3計(jì)算所述總流量，其中，Q為總流量，Qi為第i根束管的第 一流量。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述根據(jù)所 述各根束管的第一流量W及所述總流量計(jì)算對(duì)所有束管同時(shí)進(jìn)行排空時(shí)各根束管的第二 流量的手段為： 利用公： h算所述各根束管的第二流量，其中，qi為第i根束管的第二流量。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的束管排空所需時(shí)間的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述根據(jù)各 根束管的內(nèi)腔心心W 75 Kf述各根束管的第二流量計(jì)算各根束管排空所需的時(shí)間的手段為： 利用公式 '算各根束管排空所需的時(shí)間，其中，ti是第i根束管排空所需的 時(shí)間，Vi是根據(jù)第i根束管的長(zhǎng)度和內(nèi)徑計(jì)算出的第i根束管在理想狀態(tài)下的內(nèi)腔體積，ki為 設(shè)置的第i根束管的內(nèi)腔體積修正系數(shù)，〇<ki<l。
【文檔編號(hào)】G01D21/00GK105910640SQ201610319774
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】趙彤宇, 劉杰, 龔俊, 陳志輝, 阮振偉, 李軍偉
【申請(qǐng)人】鄭州光力科技股份有限公司