一种防止堵煤的超声波监控装置及其监控方法与流程

本发明涉及输煤自动化，尤其是涉及一种防止堵煤的超声波监控装置及其监控方法。

背景技术：

1、在煤矿、能源生产和工业领域，煤粉输送过程中的堵煤问题一直是一个重要的技术挑战。堵煤不仅影响生产效率，还可能导致设备损坏、停工以及安全隐患。因此，开发一种可靠的监控装置以及监控方法成为确保生产连续性和安全性的关键任务。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能够有效监控下煤筒堵塞的装置及其监控方法。

2、本发明公开了一种防止堵煤的超声波监控装置，包括：

3、若干机壳，设置于下煤筒侧壁，与下煤筒侧壁连接的一端设置有探测开口；

4、若干超声波传感器，设置于机壳内部，并将探测方向定位于所述探测开口方向；

5、超声波分析模块，与所述超声波传感器连接，用于对超声波传感器探测到的传感器信号进行分析。

6、在本发明公开的一些实施例中，所述机壳包括固定板和安装壳，所述固定板中部设置有探测开口，所述安装壳设置于所述固定板对应所述探测开口的位置。

7、在本发明公开的一些实施例中，所述固定板侧部通过合页连接于所述煤筒的侧壁，所述固定板侧部还设置有第一挂耳结构，所述第一挂耳结构用于将固定板锁死于所述下煤筒的侧部。

8、在本发明公开的一些实施例中，所述固定板上还转动连接有旋转挡板，所述旋转挡板的转轴贯穿所述固定板，并连接有旋钮。

9、在本发明公开的一些实施例中，还公开有一种防止堵煤的超声波监控方法，所述超声波监控方法包括：

10、获取单一超声波传感器的采集信号，并对超声波传感器的采集信号进行分析，确定遮挡物持续存在的第一持续时间；

11、比对第一持续时间和第一预设警戒时间的大小，若第一持续时间大于等于第一预设警戒时间，则认定出现堵煤情况。

12、在本发明公开的一些实施例中，所述超声波监控方法还包括：

13、对下煤筒的结构进行分析，并构建下煤筒三维模型；

14、对煤筒三维模型介入有限元分析模型，生成煤筒仿真模型；

15、基于堵煤影响因子，动态生成若干第一堵煤影响因子测试集，并以第一堵煤影响因子测试集为输入参数，由煤筒仿真模型进行运算表达，若出现堵塞表达特征，则将此时的堵塞表达特征和应用的第一堵煤影响因子测试集进行记录，并将第一堵煤影响因子测试集记为需关注堵煤影响因子测试集；

16、基于需关注堵煤影响因子测试集进行实际堵煤测试，并将实际堵煤测试结果与堵煤表达特征进行吻合比对，若判断相吻合，则认定需关注堵煤影响因子测试集的准确；

17、获取实际堵煤测试中的每一超声波传感器的第一连续探测信号，并对第一连续探测信号进行特征分析，构建生成第一探测信号特征组，并将若干实际堵煤测试过程中生成的第一探测信号特征组构建为第一探测信号特征集；

18、将下煤筒实际运行过程中的每一超声波传感器采集的第二连续探测信号代入第一探测信号特征集，若存在对应的第一探测信号特征组，则进行预报警。

19、在本发明公开的一些实施例中，将实际堵煤测试结果与堵煤表达特征进行吻合比对的方法包括：

20、以煤料粘连于下煤筒筒壁的粘连速率大于预设值为堵煤起始节点判断依据，确定实际堵煤测试结果的第一堵煤起始节点和堵煤表达特征的第二堵煤起始节点；

21、获取实际堵煤测试中从第一堵煤起始节点起到实际出现堵煤情况的第一堵煤时间长度，并获取堵煤表达特征中从第二堵煤起始节点到出现堵煤情况的第二堵煤时间长度；

22、比对实际堵煤测试中和煤筒仿真模型运算表达中堵煤起始节点后的煤料粘连速率差异特征，并结合第一堵煤时间长度和第二堵煤时间长度的堵煤时间长度差异量，确定实际堵煤测试结果与堵煤表达特征的吻合程度，若吻合程度大于预设值，则认定实际堵煤测试结果与堵煤表达特征相吻合。

23、在本发明公开的一些实施例，计算实际堵煤测试结果与堵煤表达特征的吻合程度的表达式为：

24、

25、其中，w为吻合程度对应值，v2～n为第n个时间节点的煤筒仿真模型运算表达的煤料粘连速率，v1～n为第n个时间节点的是实际堵煤测试中的煤料粘连速率，b1为粘连速率调整常数，t2为第二堵煤时间长度，t1为第一堵煤时间长度，b2为时间调整常数，r1为第一吻合程度转换系数，r2为第二吻合程度转换系数。

26、在本发明公开的一些实施例中，对第一连续探测信号进行特征分析的方法包括：

27、基于每一超声波传感器的第一连续探测信号，确定每一超声波传感器在不同时间节点的信号强度，并基于每一超声波传感器在不同时间节点的信号强度，针对每一超声波传感器的信号强度构建信号强度曲线；

28、对不同信号强度曲线在下煤筒出现堵塞情况时的曲率变化和曲线峰值变化进行截取，并将曲率变化和曲线峰值变化定义为第一连续探测信号的特征。

29、在本发明公开的一些实施例中，堵影响因子包括煤料颗粒结构参数、煤料湿度参数和煤料投料速率。

30、本发明公开了一种防止堵煤的超声波监控装置及其监控方法，涉及输煤自动化技术领域，具体公开了超声波传感器和超声波分析模块，超声波传感器用于向煤料发送超声波信号，并采集返回的超声波信号生成探测信号，经由超声波分析模块对探测信号进行分析，对下煤筒的堵塞情况进行判断或预警，本发明的上述技术方案有效避免了因堵煤而导致生产隐患等问题。

31、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种防止堵煤的超声波监控装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种防止堵煤的超声波监控装置，其特征在于，所述机壳包括固定板和安装壳，所述固定板中部设置有探测开口，所述安装壳设置于所述固定板对应所述探测开口的位置。

3.根据权利要求2所述的一种防止堵煤的超声波监控装置，其特征在于，所述固定板侧部通过合页连接于所述煤筒的侧壁，所述固定板侧部还设置有第一挂耳结构，所述第一挂耳结构用于将固定板锁死于所述下煤筒的侧部。

4.根据权利要求2所述的一种防止堵煤的超声波监控装置，其特征在于，所述固定板上还转动连接有旋转挡板，所述旋转挡板的转轴贯穿所述固定板，并连接有旋钮。

5.一种防止堵煤的超声波监控方法，其特征在于，应用于权利要求1中的超声波分析模块，所述超声波监控方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种防止堵煤的超声波监控方法，其特征在于，所述超声波监控方法还包括：

7.根据权利要求5所述的一种防止堵煤的超声波监控方法，其特征在于，将实际堵煤测试结果与堵煤表达特征进行吻合比对的方法包括：

8.根据权利要求7所述的一种防止堵煤的超声波监控方法，其特征在于，计算实际堵煤测试结果与堵煤表达特征的吻合程度的表达式为：

9.根据权利要求6所述的一种防止堵煤的超声波监控方法，其特征在于，对第一连续探测信号进行特征分析的方法包括：

10.根据权利要求6所述的一种防止堵煤的超声波监控方法，其特征在于，堵影响因子包括煤料颗粒结构参数、煤料湿度参数和煤料投料速率。

技术总结
本发明公开了一种防止堵煤的超声波监控装置及其监控方法，涉及输煤自动化技术领域，具体公开了超声波传感器和超声波分析模块，超声波传感器用于向煤料发送超声波信号，并采集返回的超声波信号生成探测信号，经由超声波分析模块对探测信号进行分析，对下煤筒的堵塞情况进行判断或预警，本发明的上述技术方案有效避免了因堵煤而导致生产隐患等问题。

技术研发人员：徐海,郝纪尹,单军
受保护的技术使用者：华能临沂发电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13