一种检测装置和检测方法与流程

本公开涉及测控技术领域，更具体地，涉及一种检测装置和检测方法。

背景技术：

煤矿瓦斯灾害是严重影响煤矿安全生产的重要灾害之一，瓦斯事故的发生直接威胁到井下煤矿职工的人身安全。瓦斯的防治一直是煤矿安全管理的重点。

矿井瓦斯是指煤矿井下以甲烷为主体的有毒、有害气体，通常单独指甲烷。瓦斯防治的有效方法就是对甲烷气体进行有效、持续的检测，其中最重要的检测设备就是甲烷传感器。目前，甲烷传感器的安装完全靠人工判断和保证，随意性较强，特别是检测地点需要经常调整的地方，给煤矿安全生产带来很大的隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提出了一种检测装置和方法，以检测矿井巷道中的传感器的安装是否符合安装要求。

根据本公开的一方面，提供了一种检测装置，用于检测矿井巷道中的传感器的安装是否符合安装要求，包括：

测距模块，其设置在所述传感器上，并用于测量所述传感器与矿井巷道之间的距离；

测角模块，其设置在所述传感器上，并用于测量所述传感器与参考平面之间的角度；

检测模块，用于根据所述距离和角度判断所述传感器的安装是否符合安装要求。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置还包括：

定时模块，用于根据预设时间执行计时操作，并在达到所述预设时间时向所述测距模块和所述测角模块中的至少一个发送第一信号；

所述测距模块还用于根据接收的所述第一信号测量所述传感器距离矿井巷道的距离；

所述测角模块还用于根据接收的所述第一信号测量所述传感器与参考平面之间的角度。

在一种可能的实施方式中，所述测距模块，包括：

第一测距单元，用于测量所述传感器与悬挂所述传感器的巷道顶面之间的第一距离；

第二测距单元，用于测量所述传感器与巷道侧壁之间的第二距离。

在一种可能的实施方式中，所述第一测距单元和所述第二测距单元分别为激光距离传感器。

在一种可能的实施方式中，所述检测模块，包括：

判断单元，用于判断所述测距模块传输的所述距离与预设距离是否匹配，以及所述测角模块传输的所述角度与预设角度是否匹配，在所述距离与所述预设距离相匹配，以及所述角度与预设角度相匹配的情况下，判断所述传感器的安装符合安装要求，在所述距离与所述预设距离不匹配或者所述角度与预设角度不匹配的情况下，判断所述传感器的安装不符合安装要求。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置还包括：

报警模块，用于在所述检测模块判断出所述传感器的安装不符合安装要求的情况下，执行报警操作。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置还包括：

通信模块，其用于与检测模块连接，并用于将所述距离、所述角度以及所述是否符合安装要求的判断结果中的至少一种发送至连接的终端。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置集成在所述传感器中。

根据本公开的另一方面，提供了一种检测方法，用于检测矿井巷道中的传感器的安装是否符合安装要求，包括：

利用测距模块测量所述传感器与矿井巷道之间的距离，所述测距模块设置在所述传感器上；

利用测角模块测量所述传感器与参考平面之间的角度，所述测角模块设置在所述传感器上；

利用检测模块根据所述距离和所述角度判断所述传感器的安装是否符合安装要求。

在一种可能的实施方式中，所述利用检测模块根据所述距离和所述角度判断所述传感器的安装是否符合安装要求，包括：

利用判断单元判断所述测距模块传输的所述距离与预设距离是否匹配，以及所述测角模块传输的所述角度与预设角度是否匹配；

响应于所述距离与所述预设距离相匹配，以及所述角度与预设角度相匹配，判断所述传感器的安装符合安装要求；

响应于所述距离与所述预设距离不匹配或者所述角度与预设角度不匹配，判断所述传感器的安装不符合安装要求。

本公开实施例通过在传感器中增加测距模块和测角模块，使得传感器自身具备了判断其安装位置和安装姿态的功能，进而可以判断传感器安装是否合规，本公开实施例可以有效避免目前传感器安装中存在的问题，保证了检测结果的准确性，并且该装置具有结构简单、低成本、高可靠性等特点。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出根据本公开一实施例示出的检测装置的示意图；

图2示出根据本公开一实施例示出的检测装置的另一示意图；

图3示出根据本公开一实施例示出的检测方法的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例示出的检测装置的示意图。图2示出根据本公开一实施例示出的检测装置的另一示意图。该检测装置可用于检测矿井巷道中的传感器的安装是否符合安装要求。如图1、图2所示，该检测装置可以包括：

测距模块201设置在所述传感器104上，并用于测量所述传感器104距离矿井巷道的距离；测角模块202设置在所述传感器104上，并用于测量所述传感器104与参考平面之间的角度θ；检测模块203用于根据所述距离和所述角度θ判断所述传感器104的安装是否符合安装要求。

需要说明的是，本公开实施例的传感器可以为甲烷传感器，或者也可以为回风传感器、CO传感器、温度传感器等，在此不做具体限定。

目前，传感器的安装完全靠人工判断和保证，随意性较强，特别是检测地点需要经常调整的地方，比如采煤工作面一直向前推进，瓦斯传感器需要随工作面的推进进行调整，工人为了赶工，将瓦斯(甲烷)传感器进行随意安装，往往达不到规范要求，甚至有些矿工担心甲烷传感器检测到甲烷超限后断电影响生产，将甲烷传感器故意放在偏僻角落躲避检测，给煤矿安全生产带来很大的隐患。

需要说明的是，巷道是地下采矿时，为采矿提升、运输、通风、排水、动力供应等而掘进的通道。巷道断面形状多为拱形、梯形或矩形，围岩松软的为圆形、椭圆形或马蹄形，在此不做具体限定。

需要说明的是，所述参考平面可以为巷道水平面。

根据本公开实施例所提供的检测装置可以用于检测矿井巷道中的传感器的安装是否符合安装要求，传感器的安装可以包括传感器的安装位置和安装姿态。其中，安装位置可以包括传感器距离矿井巷道的距离，安装姿态可以包括传感器与巷道水平面之间的角度。另外，本公开实施例既可以将传感器的安装是否符合安装要求的结果在本地进行报警操作，也可以将传感器的安装是否符合安装要求的结果通过通信模块远程通知调度室人员进行处理。

如上所述，通过测距模块201测量传感器104与矿井巷道之间的距离可以准确地确定传感器的安装位置，通过测角模块202测量传感器104与巷道水平面之间的角度θ可以准确地确定传感器的安装姿态。

根据本公开实施例的检测装置，可根据测距模块201测量得到的传感器104与矿井巷道之间的距离以及测角模块202测量到的传感器104与巷道水平面之间的角度θ判断传感器104的安装是否符合安装要求。有效避免了目前安装中存在的问题，保证了检测结果的准确性，并且该装置具有结构简单、低成本、高可靠性等特点。

在一种可能的实施方式中，所述测距模块201可以通过串口信号线将所述距离发送给所述传感器104。

在一种可能的实施方式中，所述测角模块202可以通过串口信号线将所述角度θ发送给所述传感器104。

在一种可能的实施方式中，所述检测装置可以集成在所述传感器104中，可以在不影响传感器的体积的前提下，对传感器的安装位置进行检测。本领域技术人员也可以根据实际需求设置检测装置与传感器104的位置关系，在此不做具体限定。

另外，本公开实施例也可以通过定时模块定时测量传感器与矿井巷道之间的距离以及传感器与参考平面之间的角度，进而获取传感器的安装位置和安装姿态。

作为该实施方式的一个实例，定时模块用于根据预设时间执行计时操作，并在达到所述预设时间时向所述测距模块201和所述测角模块202中的至少一个发送第一信号；其中第一信号可以用于表征预设时间的计时完成，即到达预设的计时时间，在发送第一信号的情况下，定时模块可以重新计时，到达预设时间时，再次发送第一信号，从而可以使得测距模块和测角模块在接收到第一信号时执行测距和测角操作。

所述测距模块201还用于根据接收的所述第一信号测量所述传感器104距离矿井巷道的距离；

所述测角模块202还用于根据接收的所述第一信号测量所述传感器104与参考平面之间的角度θ。

在一种可能的实施方式中，所述预设时间可以根据实际情况进行设定，例如，可以设置为0.5分钟～30分钟，在此不做具体限定。

需要说明的是，该定时模块可以分别集成于所述测距模块201与测角模块202的内部，也可以集成在所述检测模块203中，也可以直接集成在所述传感器104中，并不需要占据独立的安装控件，其具体位置在此不作具体限定。

根据本实施例测距模块201可以按一定时间间隔定时进行距离测量，测角模块202也可以按一定时间间隔定时进行角度测量，并且与测距模块201的时间间隔一致。定时模块可以同时向测距模块201和测角模块202发送第一信号，同时测量传感器104距离矿井巷道的距离以及传感器104与巷道水平面之间的角度，同时获得所述传感器104的安装位置和安装姿态。

在一种可能的实施方式中，所述测距模块201，包括：

第一测距单元2011，用于测量所述传感器104与悬挂所述传感器的巷道顶面105之间的第一距离D1；

第二测距单元2012，用于测量所述传感器104与巷道侧壁106之间的第二距离D2。

在一种可能的实施方式中，所述第一测距单元2011和所述第二测距单元2012分别为激光距离传感器。

需要说明的是，激光距离传感器是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。在激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向个方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上，记录并处理从光脉冲发出到返回被接受所经历的时间，即可测定目标距离。

在一种可能的实施方式中，所述激光距离传感器可以包括激光测距芯片和激光收发器。

在一种可能的实施方式中，所述测距模块通过串口信号线将所述第一距离和所述第二距离发送给所述传感器。

在一种可能的实施方式中，所述检测模块203，包括：

判断单元2031，用于判断所述测距模块201传输的所述距离与预设距离是否匹配，以及所述测角模块202传输的所述角度2021与预设角度是否匹配，在所述距离与所述预设距离相匹配，以及所述角度2021与预设角度相匹配的情况下，判断所述传感器的安装符合安装要求，在所述距离与所述预设距离不匹配或者所述角度2021与预设角度不匹配的情况下，判断所述传感器104的安装不符合安装要求。其中，如上所述，测距模块可以包括第一测距单元和第二测距单元，本公开实施例的判断单元可以判断第一测距单元检测到的第一距离与第一预设距离是否相匹配，以及检测第二测距单元检测到的第二距离与第二预设距离是否相匹配，从而判断测距模块检测到的距离与预设距离是否相匹配。

其中，第一预设距离和第二预设距离可以相同，也可以不同，具体可以根据具体的安装规范进行设定。其中第一预设距离和第二预设距离可以表示距离范围，在检测到的第一距离在第一预设距离的距离范围内时，确定第一距离与第一预设距离相匹配，在检测到的第二距离在第二预设距离的距离范围内时，确定第二距离与第二预设距离相匹配。而且在第一距离与第一预设距离相匹配且第二距离与第二预设距离相匹配时，可以确定的检测距离与预设距离相匹配。如果第一距离与第一预设距离不匹配或者第二距离与第二预设距离不匹配，则表示距离与预设距离不匹配。

对应的，预设角度也可以表示为角度范围，在测角模块检测到的角度值在预设角度对应的角度数值范围内时，确定角度与预设角度匹配，否则角度与预设角度不匹配。

在一个示例中，对于甲烷传感器的安装，在《煤矿安全规程》和《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中都有具体的规定：甲烷传感器应垂直悬挂(传感器与参考平面之间的角度为90°)，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。在其他实施例中，第一预设距离和第二预设距离的距离范围可以为其他范围数值。

在一种可能的实施方式中，可以依次将所述第一距离D1、所述第二距离D2、所述角度θ与所述传感器104的使用规范中的数值进行比较，通过比较结果，可以判断所述测距模块201传输的所述距离与预设距离是否匹配。若所述距离与所述角度θ均在所述传感器104的使用规范规定的预设距离和预设角度对应的数值范围中，则判断所述距离与所述预设距离相匹配，以及所述角度θ与预设角度相匹配，所述传感器104的安装符合安装要求；若所述距离不在所述传感器104的使用规范规定的预设距离的数值范围内或者所述角度θ不在所述传感器104的使用规范规定的预设角度的数值范围内，则判断所述距离与所述预设距离不匹配或者所述角度θ与所述预设角度不匹配，所述传感器的安装不符合安装要求。例如当所述第一距离D1为264mm，所述第二距离D2为222mm，所述角度θ为90°时，判断所述距离与所述预设距离相匹配，以及所述角度θ与预设角度相匹配，所述传感器104的安装符合安装要求；当所述第一距离D1为264mm，所述第二距离D2为164mm，所述角度θ为90°时，判断所述距离与所述预设距离不匹配，所述角度θ与所述预设角度匹配，所述传感器104的安装不符合安装要求。

在一种可能的实施方式中，如图2所示，所述检测装置还包括：

报警模块205，用于在所述检测模块203判断出所述传感器104的安装不符合安装要求的情况下，执行报警操作。

在一种可能的实施方式中，所述报警模块包括声音报警器、报警灯、振动器等中的至少一种，从而实现不同方式的报警操作。

在一种可能的实施方式中，所述报警操作可以为通过所述报警模块205中的警报装置，向现场发送安装不合格的报警信息，以通知现场人员及时停止作业、断电、通知相关工作人员撤离，并进行传感器安装位置的调整等，在此不做具体限定。

在一种可能的实施方式中，如图1所示，所述检测装置还包括：

通信模块206，其用于与检测模块203连接，并用于将所述距离、所述角度θ以及所述是否符合安装要求的判断结果中的至少一种发送至连接的终端。

在一种可能的实施方式中，所述通信模块一般包括DIO(数字输入输出电路)、DI(数字输入端口)、DO(数字输出端口)，一般具有通信功能，支持GPRS和短消息双通道传输数据、支持多中心数据通信等；采用功能，采集串口设备数据，如串口仪表、采集器、PLC等；远程管理功能，支持远程参数设置、程序升级等。

在一种可能的实施方式中，通过所述通信模块206可以将所述距离、所述角度θ发送给所述传感器。

在一种可能的实施方式中，通过所述通信模块206可以将报警信息远程发送给地面调度室，以通知调度室调度员进行相应的处理，例如可以通知相关人员进行传感器安装位置的调整等，在此不做具体限定。

图3示出根据本公开实施例的检测方法的流程图，如图所示，所述检测方法包括：

在步骤S1中，利用测距模块测量所述传感器与矿井巷道之间的距离；

在步骤S2中，利用测角模块测量所述传感器与参考平面之间的角度；

在步骤S3中，利用检测模块根据所述距离和所述角度判断所述传感器的安装是否符合安装要求。

需要说明的是，本公开实施例的传感器可以为甲烷传感器，或者也可以为回风传感器、CO传感器、温度传感器等，在此不做具体限定。

需要说明的是，所述参考平面可以为巷道水平面。其中，本公开实施例对步骤S1和S2的顺序不作限定，步骤S1和S2可以分别执行，也可以同时执行。

根据本公开实施例所提供的检测方法可以用于检测矿井巷道中的传感器的安装是否符合安装要求，传感器的安装可以包括传感器的安装位置和安装姿态。其中，安装位置可以包括传感器距离矿井巷道的距离，安装姿态可以包括传感器与巷道水平面之间的角度。另外，本公开实施例既可以基于传感器的安装是否符合安装要求的结果通过声光报警器进行声光报警，也可以将传感器的安装是否符合安装要求的结果通过通信模块远程通知调度室人员进行处理。

如上所述，通过测距模块测量传感器与矿井巷道之间的距离可以准确地确定传感器的安装位置，通过测角模块测量传感器与巷道水平面之间的角度可以准确地确定传感器的安装姿态。

基于本公开实施例的上述配置，有效避免了目前安装中存在的问题，保证了检测结果的准确性。

在一种可能的实施方式中，所述测距模块可以通过串口信号线将所述距离发送给所述传感器。

在一种可能的实施方式中，所述测角模块可以通过串口信号线将所述角度发送给所述传感器。

另外，本公开实施例也可以通过定时模块定时测量传感器与矿井巷道之间的距离以及传感器与参考平面之间的角度，进而获取传感器的安装位置和安装姿态。作为本公开的一个示例，所述检测方法还可以包括：

利用定时模块根据预设时间执行计时操作，并在达到所述预设时间时向所述测距模块和所述测角模块中的至少一个发送第一信号；其中第一信号可以用于表征预设时间的计时完成，即到达预设的计时时间，在发送第一信号的情况下，定时模块可以重新计时，到达预设时间时，再次发送第一信号，从而可以使得测距模块和测角模块在接收到第一信号时执行测距和测角操作。对应的，基于该定时模块发送的第一信号，所述测距模块和所述测角模块可以执行相应的测量操作，具体包括：

所述测距模块根据接收的所述第一信号测量所述传感器与矿井巷道之间的距离；该步骤可以为步骤S1的实施例。

所述测角模块根据接收的所述第一信号测量所述传感器与参考平面之间的角度，该步骤可以为步骤S2的实施例。

其中，本公开实施例对以上两个步骤的顺序不作限定，这两个步骤可以分别执行，也可以同时执行。

在一种可能的实施方式中，所述预设时间可以根据实际情况进行设定，例如，可以设置为0.5分钟～30分钟，在此不做具体限定。

需要说明的是，该定时模块可以分别集成于所述测距模块与测角模块的内部，也可以集成在所述检测模块中，在此不作具体限定。

基于本公开实施例的上述配置，可以通过测距模块按一定时间间隔对所述传感器定时进行距离测量，测角模块按一定时间间隔对所述传感器定时进行角度测量，并且与测距模块的时间间隔一致。定时模块可以同时向测距模块和测角模块发送第一信号，同时测量传感器距离矿井巷道的距离以及传感器与巷道水平面之间的角度，同时获得所述传感器的安装位置和安装姿态。

本公开实施例可以进一步对传感器的安装位置做进一步的检测，具体包括：

利用第一测距单元测量所述传感器与悬挂所述传感器的巷道顶面之间的第一距离；

利用第二测距单元测量所述传感器与巷道侧壁之间的第二距离。

其中，本公开实施例对以上两个步骤的先后顺序不作具体限定，这两个步骤可以分别执行，也可以同时执行。

在一种可能的实施方式中，所述第一测距单元和所述第二测距单元分别为激光距离传感器。

在一种可能的实施方式中，所述激光距离传感器可以包括激光测距芯片和激光收发器。

在确定了传感器与悬挂所述传感器的巷道顶面之间的第一距离、传感器与巷道侧壁之间的第二距离以及传感器与巷道水平面之间的角度之后，可以根据测量到的第一距离、第二距离以及角度对传感器的安装位置进行检测，判断所述传感器的安装是否符合安装要求，本公开实施例可以利用判断单元判断所述测距模块传输的所述距离与预设距离是否匹配，以及所述测角模块传输的所述角度与预设角度是否匹配，具体包括：

响应于所述距离与所述预设距离相匹配，以及所述角度与预设角度相匹配的情况下，判断所述传感器的安装符合安装要求；

响应于所述距离与所述预设距离不匹配或者所述角度与预设角度不匹配，判断所述传感器的安装不符合安装要求。

其中，如上所述，测距模块可以包括第一测距单元和第二测距单元，本公开实施例的判断单元可以判断第一测距单元检测到的第一距离与第一预设距离是否相匹配，以及检测第二测距单元检测到的第二距离与第二预设距离是否相匹配，从而判断测距模块检测到的距离与预设距离是否相匹配。

其中，第一预设距离和第二预设距离可以相同，也可以不同，具体可以根据具体的安装规范进行设定。其中第一预设距离和第二预设距离可以表示距离范围，在检测到的第一距离在第一预设距离的距离范围内时，确定第一距离与第一预设距离相匹配，在检测到的第二距离在第二预设距离的距离范围内时，确定第二距离与第二预设距离相匹配。而且在第一距离与第一预设距离相匹配且第二距离与第二预设距离相匹配时，可以确定的检测距离与预设距离相匹配。如果第一距离与第一预设距离不匹配或者第二距离与第二预设距离不匹配，则表示距离与预设距离不匹配。

对应的，预设角度也可以表示为角度范围，在测角模块检测到的角度值在预设角度对应的角度数值范围内时，确定角度与预设角度匹配，否则角度与预设角度不匹配。

在一个示例中，对于甲烷传感器的安装，在《煤矿安全规程》和《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》中都有具体的规定：甲烷传感器应垂直悬挂(传感器与参考平面之间的角度为90°)，距顶板(顶梁)不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm。在其他实施例中，第一预设距离和第二预设距离的距离范围可以为其他范围数值。

在一种可能的实施方式中，可以依次将所述第一距离、所述第二距离、所述角度与所述传感器的使用规范中的数值进行比较，通过比较结果，可以判断所述测距模块传输的所述距离与预设距离是否匹配。若所述距离与所述角度均在所述传感器的使用规范规定的预设距离和预设角度对应的数值范围中，则判断所述距离与所述预设距离相匹配，以及所述角度与预设角度相匹配，所述传感器的安装符合安装要求；若所述距离不在所述传感器的使用规范规定的预设距离的数值范围内或者所述角度不在所述传感器的使用规范规定的预设角度的数值范围内，则判断所述距离与所述预设距离不匹配或者所述角度与所述预设角度不匹配，所述传感器的安装不符合安装要求。例如当所述第一距离为264mm，所述第二距离为222mm，所述角度为90°时，判断所述距离与所述预设距离相匹配，以及所述角度与预设角度相匹配，所述传感器的安装符合安装要求；当所述第一距离为264mm，所述第二距离为164mm，所述角度为90°时，判断所述距离与所述预设距离不匹配，所述角度与所述预设角度匹配，所述传感器的安装不符合安装要求。

在确定传感器是否符合安装要求之后，可以根据判断结果对不符合安装要求的传感器进行下一步操作，具体包括：

利用报警模块在所述检测模块判断出所述传感器的安装不符合安装要求的情况下，执行报警操作。

在一种可能的实施方式中，所述报警操作可以为通过报警模块中的警报装置，向现场发送安装不合格的报警信息，以通知现场人员及时停止作业、断电、通知相关工作人员撤离，并进行传感器安装位置的调整等，在此不做具体限定。

利用通信模块将所述距离、所述角度以及所述是否符合安装要求的判断结果中的至少一种发送至连接的终端，其中，所述通信模块与所述检测模块连接。

在一些可能的实施方式中，所述通信模块可以为串口信号线，用于将所述距离、所述角度发送给所述传感器，在此不做具体限定。

在一种可能的实施方式中，通过所述通信模块可以将报警信息远程发送给地面调度室，以通知调度室调度员进行相应的处理，例如可以通知相关人员进行传感器安装位置的调整等，在此不做具体限定。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。