申请/专利权人：辽宁工程技术大学

申请日：2021-10-21

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN113946963B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2022.05.06#实质审查的生效;2022.01.18#公开

摘要：本发明属于火源定位领域，具体涉及一种基于光纤测温的煤矿采空区温度的火源定位方法，该方法基于光纤测温技术，利用感温元件测得的温度数值，根据二维点火源的采空区传热模型，对火源点进行定位估计；具体步骤如下：步骤1、基于二维采空区点火源传热数学模型，推导出采空区温度场的解析表达式；步骤2、将采空区内区域划分为网格，确定光纤测点位置所对应的二维坐标；步骤3、将网格上个节点分别作为热源点，将节点坐标带入温度场解析函数，得到不同热源坐标下，同一个点的不同温度解析值；步骤4、借助最小二乘法模型由测温点的解析值和实测值的差异最小化来定位火源区域；本发明通过温度随时间的变化率来判断出火源位置，该火源定位方法具有低能耗、实时性、低成本等特点。

主权项：1.一种基于光纤测温的煤矿采空区火源位置反演方法，其特征在于，利用光纤测得的采空区温度数值，根据采空区点火源温度场解析函数；对火源位置进行反演；包括以下步骤：步骤1、基于二维采空区点火源传热数学模型，推导出采空区温度场的解析解表达函数；步骤2、将采空区内区域划分为m×n网格，确定光纤测点位置所对应的二维坐标；步骤3、将网格上m×n个节点分别作为热源点，将节点坐标带入温度场解析函数，得到不同热源坐标下，同一个点的不同温度解析值；步骤4、借助最小二乘法模型由测温点的解析值和实测值的差异最小化来定位火源区域；其中，步骤1中，所述的基于二维采空区点火源传热数学模型，推导出采空区温度温度场的解析表达式，具体的计算如下： 式中：α为采空区内部热扩散系数，m2s；θ为采空区温度，℃；q为火源强度，Wm3；ρ为采空区内部的密度，kgm2；c为采空区内部的比热容，kJkg·℃；t为热源发热时间，s；λ为采空区的导热系数，Wm·℃；H1为风流与采空区x＝a边界的对流换热系数，Wm2·℃；H2为风流与采空区y＝b边界的对流换热系数，Wm2·℃；作用在空间上某一点x′，y′，强度在数量上等于ρc的瞬时点火源可写作q＝ρcδx-x′δy-y′δt-t′；有这样的火源在齐次边界条件和初始条件下引起的温度分布为G为格林函数；格林函数G满足以下辅助问题： 根据能量守恒定律，采空区内任意位置x′,y′从时刻t＝t′-0到t＝t′温度升高所吸收的热量等于火源点产生的能量，即瞬时点火源的作用等价于t′时刻初始温度分布，式2可转化为： 用分离变量法求解式3，得式3的解 式中：βm为超越方程tanβm＝aH1λβm，有无穷多个解；γn为超越方程tanγm＝bH2λγn，有无穷多个解；Cmn可以由t＝0时，G＝δx-x′δy-y′来确定，得 由正交函数系列可以作为基展开任意函数的性质可求得 将式6带入式4中 由格林函数G可以得到采空区的温度场的解析解函数： 。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 辽宁工程技术大学 一种基于光纤测温的煤矿采空区火源位置反演方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD