煤粉尘大气颗粒物防控降尘控尘控制方法及系统与流程

本发明涉及大气颗粒物防控的空气环保领域，特别是涉及煤粉尘大气颗粒物防控降尘控尘控制方法及系统。

背景技术：

降尘反映颗粒物的自然沉降量，用每月沉降于单位面积上颗粒物的重量表示(单位:t/km2·月),在空气中沉降较快，故不易吸入呼吸道,其自然沉降能力主要取决于自重和粒径大小。是反映大气尘粒污染的主要指标之一,降尘易导致土地沙化。

为了能够对煤粉尘颗粒阶梯分布进行精准分析，需要开发一款与其相匹配的系统进行控制，通过该系统对粉尘阶梯分布进行检测，获取粉尘分布信息，然后进行修正处理，使得粉尘浓度始终处于合理的预定范围内，但是在进行控制过程中，如何实现精准控制的同时，实现对粉尘分布信息的精准检测及修正都是亟不可待要解决的问题。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供了煤粉尘大气颗粒物防控降尘控尘控制方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种煤粉尘大气颗粒物防控降尘控尘控制方法，包括以下步骤：

通过传感器获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

根据初始粉尘分布信息，建立降尘处理方式，得到降尘处理信息；

通过降尘处理信息控制喷头喷洒进行降尘，通过传感器再次获取处理后的粉尘分布信息，通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到偏差信息，计算粉尘分布信息偏差率；

当粉尘分布信息偏差率大于预定阈值时，获取修正处理信息；

通过修正处理信息对粉尘分布信息进行修正，得到修正后的粉尘分布信息；

比对修正后的粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到修正偏差信息，获取修正偏差率；

当修正偏差率大于预定阈值时，进行粉尘的二次修正，直至修正偏差率小于预定阈值；

传感器设置在矿道内壁上，且传感器沿矿道顶部间隔设置，矿道内壁顶端设置有至少一个导轨，导轨上设置有至少一个喷头，所述喷头能够沿导轨移动，所述喷头喷洒速率及喷洒雾化率能够根据所述传感器检测到的粉尘分布信息进行调整。

本发明一个较佳实施例中，获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

具体包括：获取粉尘密集度及梯度信息，同时获取粉尘湿度及温度信息，建立信息表；

在同一湿度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

在同一温度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

将粉尘密集度曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘密集度曲线；

将粉尘梯度信息曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘梯度曲线；

通过总粉尘密集度曲线与总粉尘梯度曲线，得到初始粉尘分布信息。

本发明一个较佳实施例中，获取粉尘分布信号,建立粉尘分布模型,得到初始粉尘分布信息，并将粉尘分布信息存储至数据库；具体包括：

获取粉尘颗粒阶梯分布，建立粉尘颗粒阶梯分布信息，得到粉尘颗粒阶梯分布曲线；

对粉尘颗粒阶梯分布曲线进行切割分析，剔除偏移点；

然后进行聚合模拟，得到新的粉尘颗粒阶梯分布曲线；

通过阶梯分布曲线建立粉尘颗粒分布节点信息；

将节点信息录入数据库；

当下次进行粉尘颗粒分布检测时，将检测数据同数据库内的原始数据进行比对；

检测数据与原始数据偏差较大时，检测数据替代原始数据，同时进行数据库刷新。

本发明一个较佳实施例中，粉尘分布信息包括粉尘浓度、粉尘悬浮颗粒浓度、粉尘悬浮颗粒粒径、粉尘分散度、粉尘颗粒阶梯分布、粉尘浓度阶梯分布、粉尘紊动程度中的一种或两种以上的组合。

本发明第二方面提供了一种煤粉尘阶梯分布分析降尘控制系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括降尘控制方法程序，所述降尘控制方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

通过传感器获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

根据初始粉尘分布信息，建立降尘处理方式，得到降尘处理信息；

通过降尘处理信息控制喷头喷洒进行降尘，通过传感器再次获取处理后的粉尘分布信息，通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到偏差信息，计算粉尘分布信息偏差率；

当粉尘分布信息偏差率大于预定阈值时，获取修正处理信息；

通过修正处理信息对粉尘分布信息进行修正，得到修正后的粉尘分布信息；

比对修正后的粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到修正偏差信息，获取修正偏差率；

当修正偏差率大于预定阈值时，进行粉尘的二次修正，直至修正偏差率小于预定阈值；

传感器设置在矿道内壁上，且传感器沿矿道顶部间隔设置，矿道内壁顶端设置有一个导轨，导轨上设置有两个喷头，两个所述喷头能够沿导轨移动，所述喷头喷洒速率及喷洒雾化率能够根据所述传感器检测到的粉尘分布信息进行调整。

本发明一个较佳实施例中，获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

具体包括：获取粉尘密集度及梯度信息，同时获取粉尘湿度及温度信息，建立信息表；

在同一湿度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

在同一温度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

将粉尘密集度曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘密集度曲线；

将粉尘梯度信息曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘梯度曲线；

通过总粉尘密集度曲线与总粉尘梯度曲线，得到初始粉尘分布信息。

本发明一个较佳实施例中，所述喷头能够旋转。

本发明一个较佳实施例中，所述喷头上设置有若干个喷孔，若干个所述喷孔阵列分布。

本发明一个较佳实施例中，当所述喷头为复数个时，复数个所述喷头沿所述导轨长度方向间隔分布，且复数个所述喷头能够联动配合喷洒。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

1、通过传感器检测矿道内的粉尘颗粒阶梯分布，并进行降尘控尘操作，通过粉尘分布模型及初始粉尘分布信息；建立降尘处理方式与降尘处理信息进行降尘，在监测粉尘分布信息的同时，实时调整降尘处理方式，具有同步性，降尘控尘效果较好。

2、通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到偏差信息，根据偏差信息，确定降尘后的粉尘颗粒阶梯分布信息，使降尘控尘后的粉尘浓度处于合理范围，当降尘控尘后的粉尘分布偏差信息超过预设阈值时，进行降尘处理方式的修正，直至将粉尘分布偏差信息降低至合理区间，此种方式，可以在降尘控尘的同时进行实时调整降尘处理方式，系统不会存在滞后性。

3、通过在湿度或温度单一变量下，获取粉尘密集度信息及粉尘梯度信息，能够判断空气温度与湿度对降尘的影响，以此针对不同空气温度或湿度条件下制定不同的降尘方式，通过初始粉尘分布信息，获取降尘处理信息，此种分析方式，分析速度较快，聚合模拟后的粉尘分布信息更加贴近实际，使得降尘处理效果较好。

4、通过降尘处理信息进行粉尘处理，获取处理后的粉尘分布信息，通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，当进行降尘处理后，粉尘分布信息依然大于预定密度时，通过修正降尘处理信息，对粉尘进行二次降尘，直至将粉尘密度将至安全范围或预定范围内，降尘效果较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1是本发明的一种煤粉尘大气颗粒物防控降尘控尘控制方法的框图。

图2是本发明的初始粉尘分布信息方法流程图。

图3是本发明的数据库更新方法流程图。

图4是本发明的降尘处理信息方法流程图。

图5是本发明的一种煤粉尘阶梯分布分析降尘控制系统的框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明公开了一种煤粉尘大气颗粒物防控降尘控尘控制方法的框图。

需要说明的是，一种煤粉尘大气颗粒物防控降尘控尘控制方法，包括以下步骤：

s102，通过传感器获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

s104，根据初始粉尘分布信息，建立降尘处理方式，得到降尘处理信息；

s106，通过降尘处理信息控制喷头喷洒进行降尘，通过传感器再次获取处理后的粉尘分布信息，通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到偏差信息，计算粉尘分布信息偏差率；

s108，当粉尘分布信息偏差率大于预定阈值时，获取修正处理信息；

s110，通过修正处理信息对粉尘分布信息进行修正，得到修正后的粉尘分布信息；

s112，比对修正后的粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到修正偏差信息，获取修正偏差率；

s114，当修正偏差率大于预定阈值时，进行粉尘的二次修正，直至修正偏差率小于预定阈值；

传感器设置在矿道内壁上，且传感器沿矿道顶部间隔设置，矿道内壁顶端设置有至少一个导轨，导轨上设置有至少一个喷头，所述喷头能够沿导轨移动，所述喷头喷洒速率及喷洒雾化率能够根据所述传感器检测到的粉尘分布信息进行调整。

具体而言，通过传感器检测矿道内的粉尘颗粒阶梯分布，并进行降尘控尘操作，通过粉尘分布模型及初始粉尘分布信息；建立降尘处理方式与降尘处理信息进行降尘，在监测粉尘分布信息的同时，实时调整降尘处理方式，具有同步性，降尘控尘效果较好，根据粉尘分布密度控制不同的喷头进行区域性喷洒降尘，控制比较精准，在进行区域精准降尘的过程中，不会造成矿道内湿度增加，对矿工的身体承受起到一定的益处。

如图2所示，本发明公开了初始粉尘分布信息方法流程图。

根据本发明实施例，获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

具体包括：

s202，获取粉尘密集度及梯度信息，同时获取粉尘湿度及温度信息，建立信息表；

s204，在同一湿度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

s206，在同一温度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

s208，将粉尘密集度曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘密集度曲线；

s210，将粉尘梯度信息曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘梯度曲线；

s212，通过总粉尘密集度曲线与总粉尘梯度曲线，得到初始粉尘分布信息。

需要说明的是，通过在湿度或温度单一变量下，获取粉尘密集度信息及粉尘梯度信息，能够判断空气温度与湿度对降尘的影响，以此针对不同空气温度或湿度条件下制定不同的降尘方式，通过初始粉尘分布信息，获取降尘处理信息，此种分析方式，分析速度较快，聚合模拟后的粉尘分布信息更加贴近实际，使得降尘处理效果较好。

如图3所示，本发明公开了数据库更新方法流程图。

根据本发明实施例，获取粉尘分布信号,建立粉尘分布模型,得到初始粉尘分布信息，并将粉尘分布信息存储至数据库；具体包括：

s302，获取粉尘颗粒阶梯分布，建立粉尘颗粒阶梯分布信息，得到粉尘颗粒阶梯分布曲线；

s304，对粉尘颗粒阶梯分布曲线进行切割分析，剔除偏移点；

s306，然后进行聚合模拟，得到新的粉尘颗粒阶梯分布曲线；

s308，通过阶梯分布曲线建立粉尘颗粒分布节点信息，将节点信息录入数据库；

s310，当下次进行粉尘颗粒分布检测时，将检测数据同数据库内的原始数据进行比对；

s312，检测数据与原始数据偏差较大时，检测数据替代原始数据，同时进行数据库刷新。

需要说明的是，通过检测数据能够实现数据库的刷新，保证数据库内的数据具有较高的参考性，数据库内存储时间较长的数据可参考价值较低，在获取到新的检测数据后，进行同步数据库的同步更新替换。

如图4所示，本发明公开了降尘处理信息方法流程图。

根据本发明实施例，根据初始粉尘分布信息，建立降尘处理方式，得到降尘处理信息；还包括：

s402，将预设区域划分为n个不同的子区域；

s404，计算每个子区域的粉尘浓度及阶梯分布特征，得到特征值；

s406，比较每个不同的子区域的特征值差别率；

s408，将小于特征值差别率阈值的子区域归于同类别区域；

s410，获取同类别区域的粉尘浓度及阶梯分布信息；

s412，根据所述粉尘浓度及阶梯分布信息计算修正参数；

s414，根据所述修正参数和粉尘阶梯分布信息，得到降尘处理信息。

需要说明的是，将降尘处理信息分别存储在不同的子区域内，各个子区域单独运算，运算速度较快，将各个子区域单独运算的结果进行整合，得到整体运算结构，进行粉尘浓度分布信息的修正，误差较小。

根据本发明实施例，粉尘分布信息包括粉尘浓度、粉尘悬浮颗粒浓度、粉尘悬浮颗粒粒径、粉尘分散度、粉尘颗粒阶梯分布、粉尘浓度阶梯分布、粉尘紊动程度中的一种或两种以上的组合。

需要说明的是，根据监测到的粉尘参数，进行有效的降尘操作，针对粉尘浓度较高的区域，通过对应区域内的喷头进行喷洒降尘，粉尘紊动程度是监测粉尘爆炸的一个重要指标，在喷洒过程中，也会造成一定程度上的粉尘紊动，因此通过粉尘紊动指标，能够调整喷头喷洒流量及喷洒压力，使粉尘紊动程度控制在安全范围内。

通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到偏差信息，根据偏差信息，确定降尘后的粉尘颗粒阶梯分布信息，使降尘控尘后的粉尘浓度处于合理范围，当降尘控尘后的粉尘分布偏差信息超过预设阈值时，进行降尘处理方式的修正，直至将粉尘分布偏差信息降低至合理区间，此种方式，可以在降尘控尘的同时进行实时调整降尘处理方式，系统不会存在滞后性。

如图5所示，本发明公开了一种煤粉尘阶梯分布分析降尘控制系统的框图。

本发明第二方面提供了一种煤粉尘阶梯分布分析降尘控制系统，该系统5包括：存储器51、处理器52，所述存储器51中包括降尘控制方法程序，所述降尘控制方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

通过传感器获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

根据初始粉尘分布信息，建立降尘处理方式，得到降尘处理信息；

通过降尘处理信息控制喷头喷洒进行降尘，通过传感器再次获取处理后的粉尘分布信息，通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到偏差信息，计算粉尘分布信息偏差率；

当粉尘分布信息偏差率大于预定阈值时，获取修正处理信息；

通过修正处理信息对粉尘分布信息进行修正，得到修正后的粉尘分布信息；

比对修正后的粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到修正偏差信息，获取修正偏差率；

当修正偏差率大于预定阈值时，进行粉尘的二次修正，直至修正偏差率小于预定阈值；

传感器设置在矿道内壁上，且传感器沿矿道顶部间隔设置，矿道内壁顶端设置有一个导轨，导轨上设置有两个喷头，两个所述喷头能够沿导轨移动，所述喷头喷洒速率及喷洒雾化率能够根据所述传感器检测到的粉尘分布信息进行调整。

需要说明的是，当喷头为复数个时，复数个喷头沿所述导轨长度方向间隔分布，且复数个喷头能够联动配合喷洒，喷头能够360度旋转，通过喷头的旋转灵活性方便调整喷头的角度，喷头上设置有若干个喷孔，若干个所述喷孔阵列分布，喷孔阵列的形状能够是圆形，方形或其他形状，当需要两个喷头进行喷洒时，调整两个喷头的喷洒量及喷洒速率，使两个喷头实现配合喷洒，两个喷头的喷洒量及喷洒速率能够相同或不同。

根据本发明实施例，获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

具体包括：获取粉尘密集度及梯度信息，同时获取粉尘湿度及温度信息，建立信息表；

在同一湿度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

在同一温度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

将粉尘密集度曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘密集度曲线；

将粉尘梯度信息曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘梯度曲线；

通过总粉尘密集度曲线与总粉尘梯度曲线，得到初始粉尘分布信息。

需要说明的是，通过在湿度或温度单一变量下，获取粉尘密集度信息及粉尘梯度信息，能够判断空气温度与湿度对降尘的影响，以此针对不同空气温度或湿度条件下制定不同的降尘方式，通过初始粉尘分布信息，获取降尘处理信息，此种分析方式，分析速度较快，聚合模拟后的粉尘分布信息更加贴近实际，使得降尘处理效果较好。

需要说明的是，通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到偏差信息，根据偏差信息，确定降尘后的粉尘颗粒阶梯分布信息，使降尘控尘后的粉尘浓度处于合理范围，当降尘控尘后的粉尘分布偏差信息超过预设阈值时，进行降尘处理方式的修正，直至将粉尘分布偏差信息降低至合理区间，此种方式，可以在降尘控尘的同时进行实时调整降尘处理方式，系统不会存在滞后性。

根据本发明实施例，根据初始粉尘分布信息，建立降尘处理方式，得到降尘处理信息；还包括：

将预设区域划分为n个不同的子区域；

计算每个子区域的粉尘浓度及阶梯分布特征，得到特征值；

比较每个不同的子区域的特征值差别率；

将小于特征值差别率阈值的子区域归于同类别区域；

获取同类别区域的粉尘浓度及阶梯分布信息；

根据所述粉尘浓度及阶梯分布信息计算修正参数；

根据所述修正参数和粉尘阶梯分布信息，得到降尘处理信息。

需要说明的是，将降尘处理信息分别存储在不同的子区域内，各个子区域单独运算，运算速度较快，将各个子区域单独运算的结果进行整合，得到整体运算结构，进行粉尘浓度分布信息的修正，误差较小。

根据本发明实施例，获取粉尘分布信号，建立粉尘分布模型，得到初始粉尘分布信息；

具体包括：获取粉尘密集度及梯度信息，同时获取粉尘湿度及温度信息，建立信息表；

在同一湿度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

在同一温度信息条件下，建立粉尘密集度曲线及梯度信息曲线；

将粉尘密集度曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘密集度曲线；

将粉尘梯度信息曲线通过数学模型进行合成，建立总粉尘梯度曲线；

通过总粉尘密集度曲线与总粉尘梯度曲线，得到初始粉尘分布信息。

通过传感器检测矿道内的粉尘颗粒阶梯分布，并进行降尘控尘操作，通过粉尘分布模型及初始粉尘分布信息；建立降尘处理方式与降尘处理信息进行降尘，在监测粉尘分布信息的同时，实时调整降尘处理方式，具有同步性，降尘控尘效果较好。

通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，得到偏差信息，根据偏差信息，确定降尘后的粉尘颗粒阶梯分布信息，使降尘控尘后的粉尘浓度处于合理范围，当降尘控尘后的粉尘分布偏差信息超过预设阈值时，进行降尘处理方式的修正，直至将粉尘分布偏差信息降低至合理区间，此种方式，可以在降尘控尘的同时进行实时调整降尘处理方式，系统不会存在滞后性。

通过在湿度或温度单一变量下，获取粉尘密集度信息及粉尘梯度信息，能够判断空气温度与湿度对降尘的影响，以此针对不同空气温度或湿度条件下制定不同的降尘方式，通过初始粉尘分布信息，获取降尘处理信息，此种分析方式，分析速度较快，聚合模拟后的粉尘分布信息更加贴近实际，使得降尘处理效果较好。

通过降尘处理信息进行粉尘处理，获取处理后的粉尘分布信息，通过比对初始粉尘分布信息与处理后的粉尘分布信息，当进行降尘处理后，粉尘分布信息依然大于预定密度时，通过修正降尘处理信息，对粉尘进行二次降尘，直至将粉尘密度将至安全范围或预定范围内，降尘效果较好。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。