專利名稱：礦井環境參數測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦井環境參數測量裝置。
背景技術：
煤礦井下為了保證空氣流通，降低煤礦災害發生的風險，需要對礦井進行通風，同時要安裝風速傳感器對風速進行監測。煤礦井下的風速通常較低以防止吹起大量的粉塵，而一般的風速傳感器的測量下限通常比較高，這樣一來，一般的風速傳感器對煤礦井下的風速監測效果就不是很好，其測量精度較低，而如果選用高精度的風速傳感器的話，又額外增加了生產成本。事實上，在現有技術中也有采用其他方方式如超聲波換能器或超聲波探頭測量風速的，如授權公告號為CN102288781AU的中國發明專利申請中公開了一種利用超聲波測量風速風向的反射式超聲波風速風向儀，包括安裝座和布置在安裝上方的反射蓋，反射蓋上具有朝向安裝座的超聲波反射面，在安裝座上固設有4個收發一體的超聲波探頭，4個超聲波探頭兩兩構成一組，兩組超聲波探頭分別布置于正交的兩條軸線上，超聲波探頭的發射方向均與安裝座的平面呈45°夾角，兩個對應構成一組的超聲波探頭呈V型反射結構布置。測量時，由超聲波探頭朝向反射蓋的超聲波反射面發射超聲波信號，由同一組內的另一個超聲波探頭接收由超聲波反射面反射的超聲波信號，從而可以測量出每組超聲波探頭的超聲波信號傳播時間，將測量得到的時間帶入相應計算公式中即可計算得到待測的風速值。這種風速儀的測量精度較高，可以應用到煤礦井下對風速進行測量。另外，由于煤礦井下散發的氣體中多含有CO氣體，為降低風險，需要對煤礦巷道中的CO濃度進行監測，多采用CO傳感器監測礦井中的CO濃度。目前，在煤礦井下多是采用分別單獨安裝風速傳感器和CO傳感器的方式對風速及CO濃度進行檢測，這增加了安裝工人的工作量。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種集成度高的用于同時檢測風速和CO濃度的礦井環
境參數測量裝置。為實現上述目的，本實用新型所提供的礦井環境參數測量裝置的技術方案是:礦井環境參數測量裝置，包括安裝座，安裝座上固設有用于檢測風速的風速儀以及用于檢測礦井中CO濃度的CO傳感器，其中，風速儀包括固設在安裝座上方的頂蓋，頂蓋具有朝向安裝座的超聲波反射面，風速儀還包括固設在安裝座上的至少一個用于測量超聲波順風傳播時的順流時間及逆流傳播時的逆流時間以測量風速的超聲波換能器組，每個超聲波換能器組均由呈V型反射結構布置的兩個收發一體、且相互交替的作為發射和接收元件的超聲波換能器構成，每個超聲波換能器均具有朝向所述超聲波反射面的發射接收端。所述的 CO傳感器布置在同一組的兩超聲波換能器之間，頂蓋的超聲波反射面上具有所述同一組的兩超聲波換能器的發射接收端對應的反射區，所述CO傳感器位于所述反射區的正下方。所述的CO傳感器為電化學式CO傳感器。所述的頂蓋通過支架支撐固設在所述安裝座上。本實用新型的有益之處是:本實用新型所提供的測量裝置上既有用于測量風速的風速儀，又有用于測量礦井中CO濃度的CO傳感器，速儀在測量時通過超聲波換能器組可以測量出超聲波在順風傳播時的順流時間以及超聲波在逆風傳播時的逆流時間，得到超聲波時間差，進而利用現有的超聲波時差法測流體速度的原理，進而可以測得礦井內的風速大小，這種風 速儀采用超聲波測量，其測量下限較低，測量精度高，分辨力較強。本實用新型所提供的測量裝置在測量風速的同時還可以測量礦井中CO的濃度，整個測量裝置的集成度高，便于工人的安裝，減輕了工人的勞動量。
圖1是本實用新型所提供的礦井環境參數測量裝置一種實施例的結構示意圖；圖2是圖1中所示測量裝置中的風速儀的測量原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種礦井環境參數測量裝置的實施例，該實施例中的測量裝置包括安裝座4，安裝座4的頂部具有安裝平面41，安裝座4上固設有用于檢測風速的風速儀以及用于檢測礦井中CO濃度的CO傳感器2，該CO傳感器2為電化學式CO傳感器。此處的風速儀包括通過支架5支撐固設在安裝座4上方的頂蓋1，頂蓋I具有朝向安裝座的超聲波反射面11，風速儀還包括固設在安裝座4的安裝平面41上的超聲波換能器組，該超聲波換能器組用于測量超聲波順風傳播時的順流時間及逆流傳播時的逆流時間以測量風速，超聲波換能器組由呈V型反射結構布置的兩個收發一體、且相互交替的作為發射和接收元件的超聲波換能器3構成，每個超聲波換能器3均具有朝向所述超聲波反射面11的發射接收端，在頂蓋的超聲波反射面上具有與兩超聲波換能器的發射接收端對應的反射區，每個超聲波換能器3的軸線與安裝座4的安裝平面41的夾角為30°。因為CO傳感器壁超聲波換能器的體積大，為節約安裝空間，將CO傳感器2布置在兩個超聲波換能器3之間，且該CO傳感器2位于頂蓋的超聲波反射面的反射區的正下方。如圖2所示，兩超聲波換能器3呈V形反射結構布置，每個超聲波換能器3的發射接收端與頂蓋I的超聲波反射面11上的對應反射點的距離為L，超聲波傳播速度為Cf，風速為V，聲道角Θ，測量時，兩個超聲波換能器相互交替的作為發射和接受元件，這樣可以測量超聲波在順風傳播時的順流時間h以及超聲波在逆風傳播時的逆流時間t2，得到超聲波.2v/,cos 沒
時間差At，，此時，根據時差法超聲波測量流速的基本公式Δ/= 2 (其中，
L,/
2Lcos Θ為根據超聲波換能器組中超聲波換能器的布局所測量得到的超聲波傳播聲程)，上述時間差At由高精度的計時芯片測量，而超聲波傳播速度SCf則可根據補償計算得到，進而可以計算得到風速V的大小。利用時差法超聲波測量風速的風速儀的測量下限較低，提高了對風速的分辨力，實現0.lm/s-20m/s范圍內的風速可靠測量，測量誤差可達2%FS。而使用電化學式CO傳感器可以測量礦井中CO濃度，這種電化學式CO傳感器可實現0-500ppm范圍內的CO測量,并可擴展至IOOOppm,可實現Ippm的分辨力。利用本實用新型所提供的測量裝置對礦井環境進行測量時，可以同時對風速及CO濃度進行測量，集成度較高，便于在礦井中進行安裝。且本實施例所提供的測量的各部件均固設在安裝座上，無可動部件，可有效避免長期使用過程中因結構松動而導致測量誤差增加的問題。在本實施例中，CO傳感器布置在兩超聲波換能器之間，且位于與兩超聲波換能器3的發射接收端對應的反射區的正下方，這樣可以對同一區域內的環境進行風速和CO濃度的測量，進而可以提高本實施例所提供的測量裝置對礦井環境的檢測效果。在其他實施例中，也可以將此處，將CO傳感器固設在安裝座的安裝平面的其他位置處，同樣可以起到同時檢測風速和CO濃度的效果。在本實施例中，在安裝座的安裝平面上僅設置有一個超聲波換能器組，在其他實施例中，也可以如現有技術中設置兩個或多個超聲波換能器組，此時，可以對各組所測量計算得到的風速取平均值，進而可以提高風速儀的測量精度。在本實施例中，超聲波換能器的軸線與安裝座的安裝平面之間的夾角為30°，在其他實施例中，超聲波換能器的軸線與安裝座的安裝平面之間的夾角也可以為45°或其他角度，只要能夠 進行正常測量即可。
權利要求1.礦井環境參數測量裝置，其特征在于:包括安裝座，安裝座上固設有用于檢測風速的風速儀以及用于檢測礦井中CO濃度的CO傳感器，其中，風速儀包括固設在安裝座上方的頂蓋，頂蓋具有朝向安裝座的超聲波反射面，風速儀還包括固設在安裝座上的至少一個用于測量超聲波順風傳播時的順流時間及逆流傳播時的逆流時間以測量風速的超聲波換能器組，每個超聲波換能器組均由呈V型反射結構布置的兩個收發一體、且相互交替的作為發射和接收元件的超聲波換能器構成，每個超聲波換能器均具有朝向所述超聲波反射面的發射接收端。
2.根據權利要求1所述的礦井環境參數測量裝置，其特征在于:所述的CO傳感器布置在同一組的兩超聲波換能器之間，頂蓋的超聲波反射面上具有所述同一組的兩超聲波換能器的發射接收端對應的反射區，所述CO傳感器位于所述反射區的正下方。
3.根據權利要求1或2所述的礦井環境參數測量裝置，其特征在于:所述的CO傳感器為電化學式CO傳感器。
4.根據權利要求1或2所述的礦井環境參數測量裝置，其特征在于:所述的頂蓋通過支架支撐固設在所 述 安裝座上。
專利摘要本實用新型公開了一種礦井環境參數測量裝置，包括安裝座，安裝座上固設有用于檢測風速的風速儀以及用于檢測礦井中CO濃度的CO傳感器，風速儀包括固設在安裝座上方的頂蓋，頂蓋具有朝向安裝座的超聲波反射面，風速儀還包括固設在安裝座上的至少一個用于測量超聲波順風傳播時的順流時間及逆流傳播時的逆流時間以測量風速的超聲波換能器組，每個超聲波換能器組均由呈V型反射結構布置的兩個收發一體、且相互交替的作為發射和接收元件的超聲波換能器構成，每個超聲波換能器均具有朝向所述超聲波反射面的發射接收端。上述測量裝置在測量風速的同時還可以測量礦井中CO的濃度，整個測量裝置的集成度高，便于工人的安裝，減輕了工人的勞動量。
文檔編號G01N27/26GK203117223SQ20132012545
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者劉東旭, 李波, 趙靜濤, 黎智 申請人:鄭州光力科技股份有限公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
