超声波物位仪在煤仓煤位监控的应用研究

【摘要】随着现如今社会经济的飞速提升，为煤矿产业自动化技术发展提供了有利契机，如何在任何时间里控制调节煤井煤仓贮料情况，如何在任何时间里监控煤井煤仓贮料情况，如何在任何时间里调节煤矿运输等问题，在高效生产、自动化管理中越来越被煤炭企业所重点关注。文章通过分析超声波物位仪的理论依据、超声波物位仪的特征，探讨超声波物位仪监控性能相关影响因素，提出超声波物位仪在煤仓煤位监控中的安装要求，旨在为超声波物位仪在煤仓煤位监控的应用提供有利参考依据。

【关键词】超声波物位仪；煤仓煤位；监控；应用

引言

针对煤仓煤位监控工作，煤位检测成分通常包括煤块、煤粉、煤浆以及煤粒等。现阶段，煤仓煤位监控工作广泛采用超声波物位仪，且监控效果良好，但是若煤位成本中煤粉占比超过总体比例的70.0%，监控工作则难以有效展开，面对煤粉占比较多的煤仓煤位监控工作，通常选取雷达物位仪[1]。受煤仓煤位构成成分复杂多变影响，为了确保超声波物位仪在煤仓煤位监控中得到科学合理的应用，要求设计人员应充分剖析煤仓地质状况，结合煤位构成成分特征、相关环境以及煤位波动等真实情况，选取适宜的超声波物位仪，并进行针对的安装使用。由此可见，在煤仓煤位监控工作中，不仅要充分掌握超声波物位仪的理论依据、特征，还要研究超声波物位仪监控性能相关影响因素，从而提升监控有效性。

1.超声波物位仪的理论依据

超声波属于一类机械波，能够在各种介质中凭借多变的速度进行传播。超声波物位仪的理论依据为应用回波测距理论展开检测超声波换能器表层至探测物体表层的距离范围。物体表层经换能器发射出一系列超声波，物体表层进行回波发射回应，回波在换能器作用下变换成为电信号。

2.超声波物位仪的特征

①监控迅速、准确，超声波物位仪不会直接接触煤位构成成分，其能够迅速、准确的对煤仓煤位实行监控；②安全可靠、使用周期持久，超声波物位仪是由高级材料制成，其能够受用于不同繁杂的物理、化学环境，并能够呈现出确切、可靠以及长时间稳定的数字量煤位信号；超声波物位仪超声波不会被外界环境所干扰，其所拥有的传感器各个组成部位无法拆卸，不会出现机械摩擦损伤，造就超声波物位仪能够良好的应用于煤仓，不需要维修；③强有力软件功能，超声波物位仪信号可排除各类型的干扰，对一次一次的回波、伪回波以及煤仓噪声进行有效的自动识别，并且针对多种严苛虚假回波情况下，经声波智能功能同样能够将监控所需的回波信号进行有效提取。

3.超声波物位仪监控性能相关影响因素

3.1煤仓煤位构成成分相关特质

超声波可在煤仓煤位构成成分中传播，就好比超声波于空气中进行传播，假若存有一些杂质（粉尘、水蒸气等）于空气中，超波的传播速度变会受到一定程度的影响，同时回波的衰减、虚假回波还受介质传播方向不匀称影响，上述影响均会使得监控数据出现变化，很大程度导致监控工作无法正常运行[2]。

3.2声速影响因素

受压强、温度等因素变化影响，声音速度同样会发生改变。由此可见，在应用超声波物位仪监控煤仓煤位时，无法将声速作为永久不见的一个定量。在实时监控过程中，应当对声速因素作用于超声波传播速度的影响进行考虑，并采取相应的补偿措施。

3.3超声波衰减影响因素

受监控环境复杂多变影响，超声波传播通常会出现衰减情况，主要包括：超声波扩散型衰减、超声波散射型衰减以及超声波被介质所吸收。在大气中超声波出现传播衰减情况，主要原因为大气中振动制度持续进行互相热交换、摩擦作用等活动，使得声能量不断损失。

4.超声波物位仪在煤仓煤位监控中的安装要求

超声波物位仪有着多种严格安装要求，分别包括确保物体表层与换能器发生面平行，有效杜绝与进、出煤位接触；确保各个点电位一致性等。受煤仓工作环境复杂性影响，超声波物位仪在煤仓煤位监控中的安装还必须注意以下几点。

4.1安装安全性要求

煤矿开采的重要前提是安全生产，安全生产同样是提升自动化程度的先决条件，因此煤仓监控工作安全性是十分重要的。每一个设备部件都必须根据核对准则与防爆外壳进行有效连接；于管道内开展连接电缆铺设工作，严格按照易燃、易爆环境相关规定开展工作；开展维修检查工作是，务必要事先切断电源[3]。

4.2安装支架牢固性要求

超声波物位仪在煤仓煤位监控中的安装必须确保充分的牢固性，有效结合煤仓工作环境，对应采用螺纹连接方式、法兰连接方式或者螺栓顶紧等方式，严禁多度施加外力与仪表处；为了便于日后维修检查工作，按照过程中可对转换器进行有效保护，使转换器充分紧密的与煤仓包裹密封在一起，并确保转换器按照完毕后，使转换器可以自如转动，于调试得到满意结果后方可进行最后的固定工作[4]。

4.3安装防水、防淋及防锈要求

超声波转换器位置通常在进煤位周边范围，因此应当应用防护罩对超声波转换器进行加装防护罩处理；同时应谨慎保护防爆表层，避免由于磕磕碰碰，使得防爆面出现损伤，应有效确保防爆面清洁，达到安装防水、防淋及防锈要求[5]。

5.结语

总而言之，超声波物位仪在煤仓煤位监控的应用能够科学合理地呈现煤仓煤位的真实高度，有效避免由于带式输送机罢工、溢仓破坏设施设备等情况所形成的安全隐患，全面提升工作人员工作效率，积极促进工作环境改善，加快设施设备运转速度，实现经济效益、社会效益的双丰收；并且通过把有利煤位信息数据经超声波物位仪、输送带传导传导至地面控制中心，有效呈现煤仓煤位监控情况，为全面展开监控、管理工作提供有利条件，从而保障煤矿开采生产工作的安全性，全面促进我国煤矿事业可持续发展。

【参考文献】

[1]朱向庆，陈志雄. 带温度补偿的360°超声波测距测速系统设计[J]. 压电与声光，2011，33（2）：315-319.

[2]王 杰. 超声波物位仪在煤仓料位检测应用中的研究[J]. 北京工业职业技术学院学报，2013，12（3）：42-45.

[3]杨辉媛，涂成军，谭伟杰. 超声波测距系统的设计[J]. 重庆科技学院学报： 自然科学版，2009，11（3）：163-166.

[4]曲春英，卞 之. 超声波传感器在沙子料位检测中的应用[J]. 传感器与微系统，2011，33（9）：152-154.

[5]张攀峰，王玉萍，张健，等. 带有温度补偿的超声波测距仪的设计[J]. 计算机测量与控制，2012，20（6）：1717-1732.