超聲波傳感器在礦井中的風速測量應用

      為了了解井巷各處的風速是否符合我國礦山安全規程規定，所需風量能否滿足要求，在礦井主要風巷（總進風巷、總回風巷、主 要進風巷和主要回風巷），采區進風巷、回風巷，采掘工作面進風  巷、回風巷等處都要定期測風速。測風速工作是礦井通風管理的重要內容。

為了準確地測定風速，在礦井主要井巷，采區進風巷、回風巷均應設測風站。測風應在測風站內進行；在無測風站的巷道測風要 選擇一段沒有漏風或漏風小、無雜物堆積、井架齊全、斷面變化不  大的直線巷道，作為測風點進行測風速。由于巷道斷面內各點的風速不同，為了測得平均風速，在進行測風速時，應采用線路法或定點法。

   (1)測風速人員在一定的時間內、在巷道斷面內、按照一定的路線勻速移動風表測風，這種方法稱為線路法。根據巷道斷面大小的不同，可選擇不同的測風路線。

(2)將巷道斷面分為若干小塊，在每一個小塊中心布置測點，使用風表用相等的時間進行風速測定，然后計算出平均風速，這種方法稱為定點法，根據巷道斷面大小的不同，可劃分為不同數目的小塊。

斷面大，劃分的小塊數目就圖定點法測風速的測點布置應多些；反之，可以少些。一般來說，布置的測點越多，測出的風速就越準確。

隨著新能源節能環保的發展，風速傳感器，風速儀器使用越來越頻繁，風速傳感器作為一種典型的傳感器，主要是將空氣的流動速度變量轉換成有一定對應關系的輸出信號的裝置。被廣泛應用于煤礦井下具有瓦斯爆炸危險的各礦井通風總回風巷、風口、井下主要測風站、扇風機井口、掘進工作面、采煤工作面等處，以及相應的礦產企業。

礦井風速的監測是保證礦井安全生產的重要因素,礦井的工作條件特殊,工作環境復雜,風速測量在礦井安全中是一項重要內容,風速傳感器可連續監測上述地點的風速、風量大小，能夠對所處巷道的風速風量進行實時顯示，是礦井通風安全參數測量的重要儀表。在風速測量中，比較精確的有超聲波風速傳感器。

傳統的風速計有旋轉的機械部分。這些移動的部分容易使得傳感器損壞，超聲波傳感器設計在于避免任何的機械部分被損壞，確保更可靠的操作。此外超聲波傳感器有著長期的穩定性而不需要維護。

這是一種低成本、高精度、高穩定性的風速傳感器。該系統能實時精確地提供井下風速風量數據，可遙控設置，多樣性輸出接口便于傳感器與基站的接入。它的原理是利用超聲旋換能器來獲取風速，歐賽龍公司就在這方面研發和應用多年，在風速測量技術上有著獨到的見解。

聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風向相同，它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風向相反，它的速度會變慢。因此，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數對應。通過計算即可得到精確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風速儀檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產生的影響可以忽略不計。

由于沒有機械轉動部件，不存在機械磨損、阻塞、冰凍等問題，同時也沒有“機械慣性”，可捕捉瞬時的風速變化，不僅可測出常規風速(平均風速) ，也可測得任意方向上的風速分量，尤其可測出風速中的高頻脈動成分。

     有關風速測量相關應用技術，請咨詢歐賽龍的工程師，會得到更多的啟發。