基于超声阵列的输送带动态煤量检测系统

作者：郝洪涛; 王凯^*; 丁文捷

来源：工矿自动化, 2023, 49(04): 120-127.

DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2022080048

• 带式输送机
• 煤量检测
• 超声阵列
• 多超声波对向检测法
• 横截面切片法
• 超声波测距

输送带动态煤量检测是实现顺煤流启动和自动调速等多级带式输送机能耗优化措施的基础和关键。针对现有基于超声波的煤量检测方法精度较低、多超声波传感器之间易受干扰等问题，设计了基于超声阵列的输送带动态煤量检测系统。利用超声波测距原理，通过超声阵列实时检测各超声波传感器阵元对应检测点的煤料高度，采用横截面切片法计算单位时间内输送带上通过煤料的总体积，结合煤料堆积密度计算输送带实时煤流量及总煤量。为降低同频声波串扰及超声波在井下恶劣环境中衰减带来的误差，选用10路中心频率不同的超声波传感器阵元，布置为2×5线性阵列形式，通过多行超声波传感器对采集的煤高数据进行补偿，以提高煤高数据检测准确性。实时性分析结果表明，超声阵列检测速度在理论上满足带速为5 m/s的带式输送机煤量检测要求。实验结果表明：在0.125,0.170 m/s带速下，规则物料体积检测的平均相对误差分别为4.99%,5.16%；模拟实际工况条件下，煤量检测的平均相对误差为5.56%。在低带速状态下，该系统对规则物料和煤料的测量准确度达94%以上，基本实现了输送带动态煤量实时准确检测，满足带式输送机煤量检测需求。

• 单位
  宁夏大学