[发明专利]一种储煤仓监测系统

权利要求书

1.一种储煤仓监测系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，其由布置在储煤仓内壁若干温度测点的若干温度传感器、测量储煤仓内部气体成分的气体传感器以及测量储煤仓内部煤质的煤质检测仪组成，用于采集储煤仓内壁的温度、储煤仓内部的气体成分及储煤仓内部煤体的煤质；

数据传输模块，其用于传输数据采集模块采集到的数据并对这些数据预处理，剔除不正常的温度数据，并将剩余的数据进行存储，同时，用于存储数据计算模块计算的煤体温度场数据；

数据计算模块，其用于根据数据存储模块中存储正常的温度数据计算储煤仓的煤体温度场，与设定的阈值进行比较，一旦超过阈值，将报警信号发送至数据展示模块，并将计算的煤体温度场数据传输至数据传输模块中存储；

数据存储模块，其用于存储数据采集模块采集到的温度、气体、煤质数据以及数据计算模块计算的煤体温度场数据；

数据展示模块，其用于展示数据计算模块计算的温度场数据以及数据计算模块发出的报警信号，同时用于展示数据采集模块采集到的气体、煤质数据。

2.根据权利要求1的储煤仓监测系统，其特征在于，在储煤仓内壁沿径向划分为n层界面，沿轴向划分为m层界面，两个方向上的界面形成网格线，网格线相交的点为节点，若干温度传感器布置在储煤仓内壁处即最外层的节点上。

3.根据权利要求2的储煤仓监测系统，其特征在于，数据计算模块在计算储煤仓的煤体温度场时，采用如下方法：

步骤1，将储煤仓内部的内热源T置于直角坐标系中，坐标为(x,y,z)，根据能量守恒定律及傅里叶定律，建立内热源T在直角坐标系中的导热微分方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量；

步骤2，将储煤仓内部的内热源T(x,y,z)通过坐标变换法，得到内热源T在三维坐标系中的导热微分方程；

步骤3，在储煤仓内壁沿径向划分为n层界面，沿轴向划分为m层界面，两个方向上的界面形成网格线，网格线相交的点为节点，在储煤仓内壁处即最外层的节点上分别布置温度测点，通过温度传感器分别测量温度测点上各个节点的温度值；

步骤4，依据测量到的温度，在径向方向上由外向里，根据导热微方程对外层节点代表的控制容积建立能量守恒方程，逐次内推求得内层节点的温度，并改变不同外层节点位置，得到整个网格线区域内层节点温度，进而得到整个储煤仓内部的煤体温度场；

其中，任意节点(i,j)代表的控制容积建立能量守恒方程为：

式中，Q_w为节点(i,j)代表的微元体的左边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_e为节点(i,j)代表的微元体的右边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_n为节点(i,j)代表的微元体的上边届与相邻微元体之间的能量交换，Q_s为节点(i,j)代表的微元体的下边届与相邻微元体之间的能量交换，q_v为内热源强度，ΔV为微元体的体积，ρ为导热体密度，λ为导热系数，c为导热体热容。

4.根据权利要求3的储煤仓监测系统，其特征在于，步骤2中，当储煤仓为筒仓时，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到圆柱坐标系中，将内热源T(x,y,z)在直角坐标系中的坐标(x,y,z)变换到圆柱坐标系中的坐标

其中，z＝z，r为内热源T与z轴的垂直距离，为OT在xy面的投影线与正x轴之间的夹角，z为T点距xy面的距离；

将转换后的坐标带入直角坐标系中的导热微分方程后，得到内热源T在球坐标系中的导热微方程：

式中，λ为导热系数，c为导热体热容，ρ为导热体密度，q_v为内热源强度，为单位时间内温度的变化量。