一种矿用高精度超声波风速传感器的制作方法

本技术属于矿井通风检测的，具体涉及一种矿用高精度超声波风速传感器。

背景技术：

1、煤矿通风系统为煤矿井下输送新鲜空气，是煤矿安全生产的基础保障。井下环境比较恶劣，测风装置容易受温度、潮湿、粉尘等条件的影响。先进、稳定的测风装置可以显著提高风速、风量的测量精度和效率。

2、现阶段通常采用差压式、超声波涡街式和超声波时差式风速传感器对巷道风速进行测量与监控。差压式风速传感器通过皮托管测量气流压力得到风速，其优点是结构简单，便于安装，但缺陷十分明显，如皮托管容易被煤矿井下的灰尘堵塞，启动风速基本在0.3m/s以上，不能满足《煤矿安全规程》规定的最低允许风速0.15m/s的测风要求。超声波涡街式风速传感器利用卡曼涡街原理测量风速，优点是无起动风速，没有耗损部件，缺点是检测精度不高。超声波时差法风速传感器通过测量出超声波正向传播与逆向传播的时间差来测量风速。超声波时差式具有环境温度影响小，低下限、宽量程、精度高、线性度好等优点。

3、超声波时差式风速传感器按换能器布置方式可分为对射式和反射式。反射式需要布置有反射板并形成检测腔，长时间使用时检测腔内极易产生粉尘堆积，进而影响检测精度。此外，反射板与换能器中间会设计有连接杆，连接杆会产生阴影效应，影响传感器附件流场，导致测量精度降低。

4、2022.05.19公开的、公开号为“cn217717810u”的中国实用新型专利公开的一种智能探头自清理矿用超声波传感器，需要引入高压气源对反射腔内的检测探头进行清洁，不便于煤矿井下现场安装与使用。风向测量方向固定，无法根据实际风向调整换能器方位。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种矿用高精度超声波风速传感器，以解决不便于煤矿井下现场安装与使用。风向测量方向固定，无法根据实际风向调整换能器方位的技术问题，达到满足煤矿对风速传感器高精度、低下限的测量需求，同时可以自由调整风向、免维护、稳定性好的目的。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种矿用高精度超声波风速传感器，包括：

3、显示仪表、转向机构和超声波风速变送器，所述显示仪表设于转向机构上方，所述超声波风速变送器设于转向机构下方；

4、所述超声波风速变送器包括转接盒体、浇封盒、信号处理板和超声波探头，所述转接盒体内装所述浇封盒，所述浇封盒内装信号处理板。

5、进一步的，所述转向机构包括转接头和固定螺母，所述转接头通过固定螺母连接于所述超声波风速变送器。

6、进一步的，所述超声波探头包括底盘、连接杆和换能器，所述底盘连接所述转向机构，所述底盘周向设置若干连接杆，所述连接杆远离底盘的一端设置换能器。

7、进一步的，所述连接杆和所述换能器的连接处设置有探头保护套。

8、进一步的，所述显示仪表包括风速显示窗、声报警装置和光报警装置，所述风速显示窗用于显示显示仪表上的风速，所述声报警装置以声音进行报警，所述光报警装置以灯光进行报警。

9、进一步的，所述显示仪表上设置有拎手。

10、进一步的，所述转接盒体包括上转接盒和下转接盒，所述上转接盒和下转接盒合并形成盒体。

11、本实用新型的有益效果是：

12、1、传感器的显示仪表包含拎手、风速显示窗和声光报警装置，实时对井下通风状况进行报警提醒。

13、2、转接头、上转接盒和下转接盒采用不锈钢304材质一体车削加工成型，保证了结构的刚度和强度。

14、3、传感器在实际安装时，松开固定螺母调整风速变送器，即可自由调整探头朝向，进而实现风向测量的自由调整，提升风向测量准确性。

15、4、通过将低压器件与高压器件分离，并对高压器件进行灌封，提升了传感器的井下使用安全性和稳定性。

16、5、通过换能器水平对射式布置，确保了粉尘不会在换能器的发射/接收表面堆积，免清理维护，提升了传感器的检测精度和稳定性。

17、6、通过使风向垂直于相邻换能器的连线，进而最大化降低了连接杆对检测区域流场的扰动，提升了传感器的检测精度和测量下线。

18、7、保护套可以保护探头，避免换能器因外力导致安装方向偏折，确保了超声波的信号收发不受影响，最终保证了传感器的检测精度。

19、为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种矿用高精度超声波风速传感器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种矿用高精度超声波风速传感器，其特征在于，

3.如权利要求2所述的一种矿用高精度超声波风速传感器，其特征在于，

4.如权利要求3所述的一种矿用高精度超声波风速传感器，其特征在于，

5.如权利要求4所述的一种矿用高精度超声波风速传感器，其特征在于，

6.如权利要求5所述的一种矿用高精度超声波风速传感器，其特征在于，

7.如权利要求6所述的一种矿用高精度超声波风速传感器，其特征在于，

技术总结
本技术属于矿井通风检测的技术领域，具体涉及一种矿用高精度超声波风速传感器，这种矿用高精度超声波风速传感器包括：显示仪表、转向机构和超声波风速变送器，显示仪表设于转向机构上方，超声波风速变送器设于转向机构下方；超声波风速变送器包括转接盒体、浇封盒、信号处理板和超声波探头，转接盒体内装浇封盒，浇封盒内装信号处理板。这种矿用高精度超声波风速传感器具有满足煤矿对风速传感器高精度、低下限的测量需求，同时可以自由调整风向、免维护、稳定性好的效果。

技术研发人员：顾仁勇,席宇轩,郝叶军,王璐,何敏,顾巧明,吴雪松,吴浩然,高文平,吴文辉,纪亚强,刘鹏
受保护的技术使用者：天地（常州）自动化股份有限公司
技术研发日：20230210
技术公布日：2024/1/12