煤仓仓位检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤矿井口煤仓内存煤仓位的检测方法。
【背景技术】
[0002]煤矿井口煤仓是矿井煤产品的总集散设施，其存储状态，即仓位关系到矿井上下生产、运输、选煤、管理等多系统运行，其实时监测具有很重要的工程意义。目前煤矿井口煤仓内存煤仓位的检测方法不一，有些方法在实施上会产生很好的效果，但造价价格昂贵且故障率高，又维修维护困难；另一些虽造价低，但精度和其他性能低下，极易遭受机械撞击而损毁或遭粉尘附着、阻塞而失效，很不适应矿井井口煤仓工况。因此亟待研发一种能够实现适合矿井井口煤仓工况的高性价比煤仓仓位检测方法。对于恶劣、复杂的煤仓工况，除了规避其对仓位检测不利方面外，尚可挖掘其对仓位检测的可利用特点。随着落煤所形成的充煤空间的变化，仓空空间会同步反向变化。对于落煤敲击已落煤的敲击声，使所形成的共振腔的容积和结构同步变化，因而其敲击声频率会随着充煤空间的变化而变化。利用这一原理，可研发一种基于音频频率的煤仓仓位检测方法。
【发明内容】
[0003]为实现适合矿井井口煤仓工况的高性价比煤仓仓位检测，本发明提供一种煤仓仓位检测方法。它是通过煤仓仓位检测装置装配结构进行落煤敲击已落煤的敲击声音频检测并对检测到的音频信号进行放大，再以给定采样速率依次传送；通过多路音频频率的选频滤波网络，以给定采样速率进行各个预设音频频率的同步选频滤波；对所选通的各个频率音频采样信号通过A/D转换器分别进行同步A/D转换并数值量化；对各个频率已量化的音频采样数据通过MCU按给定采样数的平均值进行强度比较以鉴别数值最大音频数据；将鉴别出的强度数值最大音频数据按对应的预设仓位数据予以控制目的的信号输出和监视目的的声、光显示，即输出显示。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:首先，通过煤仓仓位检测装置装配结构进行落煤敲击已落煤的敲击声音频检测并对检测到的音频信号进行放大，再以给定采样速率依次传送，即信号传感放大；接着，通过多路音频频率的选频滤波网络，以给定采样速率进行各个预设音频频率的同步选频滤波，即多路选频滤波；而后，对所选通的各个频率音频采样信号通过A/D转换器分别进行同步A/D转换并数值量化，即A/D转换量化；再后，对各个频率已量化的音频采样数据通过MCU按给定采样数的平均值进行强度比较以鉴别数值最大音频数据，即数据处理；最后，将鉴别出的强度数值最大音频数据按对应的预设仓位数据予以控制目的的信号输出和监视目的的声、光显示，即输出显示。
[0005]本发明的有益效果是:充分利用了煤仓的恶劣、复杂工况，规避了其对仓位检测不利方面，挖掘了其对仓位检测的可利用特点。在实施上会产生很好的效果，造价低、耐用性、可靠性高，维修维护方便；除检测装置外均有相关产品可改造运用，实施简单、易行，极易推广。
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0007]图1是本发明实施例一煤仓仓位检测方法的煤仓仓位检测装置装配视图。
[0008]图2是煤仓仓位检测装置结构视图。
[0009]图3是音频传感器结构局部剖视图。
[0010]图4是煤仓仓位检测系统结构示意图。
[0011]图5是音频传感信号放大电路结构图。
[0012]在图1、2中:1.检测信号处理装置，2.煤仓壁，3.音频传感器，4.仓空空间，5.充煤空间。
[0013]在图2?5中:1.1.装置箱壳，1.2.信号处理电路板，3.1.感音板，3.2.应变片。
[0014]在图4?5中:SSA为音频传感信号放大单元，MCF多路选频滤波单元，A/DTQ为A/D转换量化单元，DP为数据处理单元，SD为仓位显示单元，SLA为声光报警单元，Ep为正工作电源接线端，s为音频传感信号，Sl为第一音频信号，s 2为第二音频信号，...，s 16为第十六音频传感信号，P^-为数码驱动数据线束，dAW为声光报警控制信号，E n为负工作电源接线端。
[0015]在图5中:RS为应变电阻，RS1为应变桥臂平衡电阻，RS2为参考桥上臂电阻，RS3为参考桥下臂电阻；CS为耦合电容，RS4为参考分压电阻，A s为运放芯片，Rf为反馈电阻；&为应变电位信号，b为参考电位信号。
[0016]Rai为第一音频左臂电阻，R ei2为第一音频分压电阻，R ei3为第一音频右臂电阻，C C11为第一音频左臂电容，Ca2为第一音频分压电容，C?3为第一音频右臂电容；Re21为第二音频左臂电阻，R□为第二音频分压电阻，Re23为第二音频右臂电阻，Ce21为第二音频左臂电容，Cc22为第二音频分压电容，Ce23为第二音频右臂电容；...;Ra61为第十六音频左臂电阻，RC162为第十六音频分压电阻，Rei63为第十六音频右臂电阻，Ca61为第十六音频左臂电容，Ca62为第十六音频分压电容，Ca63为第十六音频右臂电容。U:为多路模拟开关电路芯片，s。为选通音频信号，卩_&为选通控制数据线束。
[0017]dA。为命令数据选择控制信号，d/es为片选信号，RM1为采样耦合电阻，CM1S采样保持电容，L为干扰滤波电感，CM2为干扰滤波电容，d /^为写信号；U 2为主控制器芯片；d /RES为重置信号，RM2为重置分压电阻，RM3为重置放电电阻，CM3为重置缓冲电容，为重置开关，
为数码数据线束，C M4为第一振荡电容，Cr μ为石英晶体振荡器，C Μ5为第二振荡电容，d /RD为读信号接线端。
[0018]U3为IXD显示模块。
[0019]LED为光报警灯，RA1为警灯限流电阻，K _为清零开关，R A2为第二滤波电阻，RA3为第一滤波电阻，CA1为滤波电容，CA2为第一音频耦合电容，MIC为录音话筒，CA3为第二音频耦合电容；RA4为偏置电阻；U4为数码语音电路芯片；CA4为高频退偶电容，CA5为低频退偶电容，KCTas为擦除开关，为录音开关，RA5为振荡电阻，CA6为模拟高频退偶电容，CA7为模拟低频退偶电容，CA9为增益控制退偶电容，SPE为扬声器。
[0020]Kp为电源开关，Br为整流桥，C P1为第一滤波电容，C P2为吸收电容，R P1为吸收电阻，DP1为整流二极管，U 5为PWM控制器芯片，C P3为第二滤波电容，C P4为缓冲电容，R ?2为分压电阻，Tr为输出变压器，RP3为限流电阻，D ?为吸收二极管，LC为反馈光耦器件，D P2S正工作电源整流二极管，CP5为正工作电源第一滤波电容，LP1为正工作电源滤波电感，CP7为正工作电源第二滤波电容，DP3为负工作电源整流二极管，C ?6为负工作电源第一滤波电容，L P2为负工作理电源滤波电感，CPS为负工作电源第二滤波电容，RP4为反馈限流电阻，RP5为反馈分压第一电阻，CP9为自激吸收电容，U6为基准电压源器件，RP6为反馈分压第二电阻。
【具体实施方式】
[0021]在图1所示的本发明实施例一煤仓仓位检测方法示意图中:首先，通过煤仓仓位检测装置装配结构进行落煤敲击已落煤的敲击声音频检测并对检测到的音频信号进行放大，再以给定采样速率依次传送，即信号传感放大；接着，通过多路音频频率的选频滤波网络，以给定采样速率进行各个预设音频频率的同步选频滤波，即多路选频滤波；而后，对所选通的各个频率音频采样信号通过A/D转换器分别进行同步A/D转换并数值量化，即A/D转换量化；再后，对各个频率已量化的音频采样数据通过MCU按给定采样数的平均值进行强度比较以鉴别数值最大音频数据，即数据处理；最后，将鉴别出的强度数值最大音频数据按对应的预设仓位数据予以控制目的的信号输出和监视目的的声、光显示，即输出显示。
[0022]在图2所示的煤仓仓位检测装置装配视图中:两检测信号处理装置1分别安装在煤仓两侧的煤仓壁2顶板上面；各检测信号处理装置1的下部探伸出一音频传感器3，