采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦噪聲治理領(lǐng)域，特別涉及一種采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]噪聲是污染礦山環(huán)境的嚴(yán)重公害，也是危害礦井安全生產(chǎn)的重要因素之一。在煤礦井下的采煤工作面區(qū)域，進(jìn)風(fēng)巷道的運(yùn)料絞車及礦車、主工作面上的采煤機(jī)以及回風(fēng)巷道里的運(yùn)煤傳輸皮帶等都產(chǎn)生了很大的噪聲，這些噪聲具有強(qiáng)度大、聲級(jí)高等特點(diǎn)，加上煤礦井下作業(yè)空間狹窄、封閉，使得聲波難以分散。這樣更加嚴(yán)重影響了煤礦工人的身心健康，還可使井下工人反應(yīng)遲鈍、工作積極性下降、不易觀察事故預(yù)兆、忽略或難以接收和傳遞井下各種災(zāi)害信號(hào)，增加了發(fā)生事故的可能性。因此對(duì)采煤工作面的降噪研究具有很大的意義。
[0003]降噪及除噪技術(shù)按照處理方法的不同主要分為兩大技術(shù)類別，即被動(dòng)噪聲控制技術(shù)(也稱無源消聲技術(shù))和主動(dòng)噪聲控制技術(shù)(也稱有源消聲技術(shù))。傳統(tǒng)的被動(dòng)噪聲控制主要是采用吸聲、隔聲、使用消聲器等聲學(xué)方法進(jìn)行降噪。這種方式對(duì)中、高頻噪聲(500Hz以上)比較有效，而對(duì)低頻噪聲(500Hz以下)的降噪效果不理想，因礦井內(nèi)噪聲主要集中在低頻段，這種控制技術(shù)顯然是不適用于煤礦井下降噪的，此外，井下工作的采煤機(jī)、礦車、刮板運(yùn)輸機(jī)、運(yùn)煤皮帶等主要產(chǎn)生噪聲的機(jī)械設(shè)備工作時(shí)都是運(yùn)動(dòng)的，無法采用被動(dòng)的隔離噪聲控制。而主動(dòng)噪聲控制技術(shù)則基于聲波干涉原理，通過噪聲控制系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)與噪聲頻率、幅值相同、相位相反的次級(jí)聲波，使該聲波與噪聲源聲波在空間疊加相抵消，達(dá)到一定的降噪效果。與傳統(tǒng)的被動(dòng)噪聲控制技術(shù)相比，主動(dòng)噪聲控制技術(shù)更適用于采煤工作面的噪聲控制處理，更加經(jīng)濟(jì)、方便，且達(dá)到更好的降噪效果。
[0004]目前，出現(xiàn)了一些用于煤礦井下主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)的發(fā)明專利，公開了煤礦井下應(yīng)用主動(dòng)控制技術(shù)降低噪聲的方法。比如，中國發(fā)明專利CN101930731B公開了一種礦用多波自適應(yīng)主動(dòng)噪聲控制系統(tǒng)，采用了多波、提高控制器的收斂速度、隔爆外殼等方面的設(shè)計(jì)對(duì)消除礦井的噪聲污染提出了一定的解決方案。但是，目前對(duì)于主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)在采煤工作面具體如何布置以達(dá)到更好的降噪效果還處于相對(duì)空白區(qū)域。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、降噪效果好、使用壽命長的采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案是:一種采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)，包括進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置、工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置、回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置、主控制器，所述進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置安裝在進(jìn)風(fēng)巷里，工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置安裝在采煤機(jī)上，回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置安裝在回風(fēng)巷的巷壁上，進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置、工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置、回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置的信號(hào)輸出端均與主控制器相連，主控制器分別與進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置、工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置、回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置相連。
[0007]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所述進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置包括第一噪聲采集器、第一 A/D轉(zhuǎn)換器、第一次級(jí)噪聲產(chǎn)生器和第一 D/A轉(zhuǎn)換器，所述第一噪聲采集器的信號(hào)輸出端與第一 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，第一 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與主控制器相連，主控制器與第一 D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，第一 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與第一次級(jí)噪聲產(chǎn)生器相連。
[0008]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所述工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置包括第二噪聲采集器、第二 A/D轉(zhuǎn)換器、第二次級(jí)噪聲產(chǎn)生器、第二 D/A轉(zhuǎn)換器和上下旋轉(zhuǎn)桿，所述第二噪聲采集器安裝在采煤機(jī)上，第二噪聲采集器的信號(hào)輸出端與第二 A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，第二 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與主控制器相連，主控制器與第二 D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，第二 D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與第二次級(jí)噪聲產(chǎn)生器相連，所述第二次級(jí)噪聲產(chǎn)生器通過上下旋轉(zhuǎn)桿連接在采煤機(jī)上。
[0009]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所述第二噪聲采集器和第二次級(jí)噪聲產(chǎn)生器的上方設(shè)有防損護(hù)罩。
[0010]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所述回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置包括第三噪聲采集器、第三A/D轉(zhuǎn)換器、第三次級(jí)噪聲產(chǎn)生器、第三D/A轉(zhuǎn)換器和左右旋轉(zhuǎn)桿，所述第三噪聲采集器的信號(hào)輸出端與第三A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，第三A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與主控制器相連，主控制器與第三D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，第三D/A轉(zhuǎn)換器的輸出端與第三次級(jí)噪聲產(chǎn)生器相連，所述第三次級(jí)噪聲產(chǎn)生器通過左右旋轉(zhuǎn)桿連接在巷壁上，左右旋轉(zhuǎn)桿與主控制器相連。
[0011]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所述第三噪聲采集器和第三次級(jí)噪聲產(chǎn)生器的前方設(shè)有第一噴霧降塵器。
[0012]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所述回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置均勻布設(shè)在回風(fēng)巷的巷壁上。
[0013]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所述主控制器包括置于進(jìn)風(fēng)巷的中央處理器，中央處理器具有三個(gè)輸入端和三個(gè)輸出端，中央處理器的三個(gè)輸入端分別輸入進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集數(shù)字信號(hào)、工作面噪聲采集數(shù)字信號(hào)、回風(fēng)巷噪聲采集數(shù)字信號(hào)，中央處理器的三個(gè)輸出端分別輸出進(jìn)風(fēng)巷次級(jí)噪聲數(shù)字信號(hào)、工作面次級(jí)噪聲數(shù)字信號(hào)、回風(fēng)巷次級(jí)噪聲數(shù)字信號(hào)。
[0014]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所述主控制器還包括行人定位感應(yīng)器，行人定位感應(yīng)器與中央處理器相連，中央處理器與左右旋轉(zhuǎn)桿相連。
[0015]上述采煤工作面主動(dòng)抑噪控制系統(tǒng)中，所有的A/D轉(zhuǎn)換器均布置在與其相對(duì)應(yīng)的噪聲采集器處，所有的D/A轉(zhuǎn)換器均布置在與其相對(duì)應(yīng)的次級(jí)聲源發(fā)生器處。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0017]1、本實(shí)用新型針對(duì)進(jìn)風(fēng)巷、采煤工作面、回風(fēng)巷的主要噪聲源，在不同噪聲源處分別布置噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置，將不同的噪聲源進(jìn)行分類采集處理，在不同噪聲源處采集到的聲音信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸入到主控制器的中央處理器，中央處理器根據(jù)不同信號(hào)的特點(diǎn)產(chǎn)生不同的次級(jí)聲源數(shù)字信號(hào)，再將次級(jí)聲源數(shù)字信號(hào)傳送到各個(gè)噪聲源處，通過D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)又轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)，通過次級(jí)聲源產(chǎn)生器發(fā)出與噪聲源同頻率、同幅值、反相位的次級(jí)聲波來與噪聲相抵消，最終達(dá)到降噪目的。
[0018]2、本實(shí)用新型的工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置中，采用上下旋轉(zhuǎn)桿將第二次級(jí)噪聲產(chǎn)生器與采煤機(jī)相連，可旋轉(zhuǎn)的第二次級(jí)噪聲產(chǎn)生器可以根據(jù)采煤機(jī)上下滾筒來回切換的工序，實(shí)時(shí)將次級(jí)噪聲輸出到采煤機(jī)的上滾筒和下滾筒處，這樣就不會(huì)因?yàn)椴擅簷C(jī)的移動(dòng)而影響噪聲的采集能力和降低次級(jí)噪聲抵消噪聲的效果，且一個(gè)次級(jí)噪聲產(chǎn)生器的設(shè)計(jì)也更加經(jīng)濟(jì)方便，減少了使用空間。
[0019]3、本實(shí)用新型在工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置的第二次級(jí)噪聲產(chǎn)生器和第二噪聲采集器上加裝防損護(hù)罩，能夠防止切割的煤塊掉落下來損壞裝在采煤機(jī)上的裝置，其防塵由采煤機(jī)滾筒本身具有的噴霧系統(tǒng)作用，延長了裝置使用壽命。
[0020]4、本實(shí)用新型的回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置中，第三次級(jí)噪聲產(chǎn)生器使用左右旋轉(zhuǎn)桿連接巷壁，可左右旋轉(zhuǎn)的次級(jí)噪聲產(chǎn)生器能夠根據(jù)主控制器回的風(fēng)巷行人定位感應(yīng)器感應(yīng)到的回風(fēng)巷行人路徑適時(shí)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度，使得次級(jí)噪聲最大范圍地傳輸?shù)交仫L(fēng)巷道中行人周圍，提高降噪效果，減少使用次級(jí)噪聲產(chǎn)生器。
[0021]5、本實(shí)用新型在回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置中的第三噪聲采集器和第三次級(jí)噪聲產(chǎn)生器前方裝有噴霧除塵器，能夠減少粉塵在裝置上的累積，延長裝置使用壽命O
[0022]6、本實(shí)用新型回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置均勻布設(shè)在回風(fēng)巷的巷壁上，提高了降噪效果，并且可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)噪聲源的波長、頻率進(jìn)行分析計(jì)算后得出回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置的布置數(shù)量，減少不必要的裝置浪費(fèi)。
[0023]7、本實(shí)用新型的主控制器放置在粉塵較少的進(jìn)風(fēng)巷道處，減少了粉塵的干擾，提高了工作效率，延長了使用期限，主控制器采用多輸入、多輸出的設(shè)計(jì)，對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行分類處理，有效地克服了同一控制平臺(tái)處理多種信號(hào)時(shí)易混淆的缺陷。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0025]圖2為圖1中進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置的電路圖。
[0026]圖3為圖1中工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置的電路圖。
[0027]圖4為圖1中回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置的電路圖。
[0028]圖5為圖1中主控制器的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0030]如圖1所示，本實(shí)用新型包括進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置1、工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置2、回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置3、主控制器5，所述進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置I安裝在進(jìn)風(fēng)巷11里，工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置2安裝在采煤工作面12的采煤機(jī)8上，回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置3安裝在回風(fēng)巷13的巷壁上，進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置1、工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置2、回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置3的信號(hào)輸出端均與主控制器5相連，主控制器5分別與進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置1、工作面噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置2、回風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置3相連。
[0031]如圖2所示，所述進(jìn)風(fēng)巷噪聲采集及次級(jí)聲源輸出裝置I包括第一噪聲采集器25、第一 A/D轉(zhuǎn)換器26、第一次級(jí)噪聲產(chǎn)生器27和第一 D/A轉(zhuǎn)換器28，所述第一噪聲采集器25的信號(hào)輸出端與第一 A/D轉(zhuǎn)換器26的輸入端