[发明专利]一种充填管道堵塞检测装置和检测方法

说明书

一种充填管道堵塞检测装置，包括超声波换能器、超声波发生器和多个超声波传感器，超声波换能器和超声波发生器电连接，超声波发生器安装在待测管道的一端，以超声波发生器的安装点为起点，沿待测管道长度方向的外壁上等间距布置超声波传感器；一种充填管道堵塞检测方法，包括如下步骤：安装检测装置、调试检测装置、校准超声波波速、粗定堵塞位置和标定堵塞位置，该装置和方法能够方便准确的确定管道堵塞部位，设备简单，易于操作，利于降低充填系统的运营成本。

技术领域

本发明涉及一种管道检测装置和检测方法，具体涉及一种充填管道堵塞检测装置和检测方法，属于充填管道堵塞检测技术领域。

背景技术

充填开采相比于传统开采方式具有诸如减少矸石外排、避免像传统开采那般引起地表变形与沉陷、地下水流失以及实现低贫损开采的优点，是一种环境友好型与远景资源节约型的煤炭开采方式。

但在充填系统的运行过程中，最突出的缺陷在于充填效率跟不上资源开采效率，导致充填开采效率低。充填效率低的原因除了充填材料本身，如膏、胶体充填材料在充填后的硬化需要一定的时间外，充填管道堵塞是另一降低充填效率的重要因素，充填管道堵塞不仅会引起施工中断，寻找、疏通堵塞点费时费力，而且会在一定程度上限制充填材料的输送速度。

目前常用的堵塞部位寻找方法包括分段拆管法、压力监测法，对于长距离的充填材料运输管道来说，这些方法实施起来会非常的困难，且大大增加了运营成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种充填管道堵塞检测装置和检测方法，该装置和方法能够方便准确的确定管道堵塞部位，设备简单，易于操作，利于降低充填系统的运营成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种充填管道堵塞检测装置，包括超声波换能器、超声波发生器和多个超声波传感器，超声波换能器和超声波发生器电连接，超声波发生器安装在待测管道的一端，以超声波发生器的安装点为起点，超声波传感器沿待测管道长度方向的外壁等间距布置。

一种充填管道堵塞检测方法，包括如下步骤：

(1)安装检测装置：将超声波发生器安装在待测管道的一端，以超声波发生器的安装点为起点，在待测管道长度方向的外壁上每间隔距离D，安装一台超声波传感器，直至待测管道外壁上均布有超声波传感器；

(2)调试检测装置：开启超声波发生器，短暂发射一次，检验各超声波传感器能够正常捕捉超声波信号，若超声波传感器存在故障，则进行调试，直至能够正常捕捉超声波信号；在各超声波传感器能正常捕捉超声波信号的情况下，再次使超声波发生器短暂发射，进入正式测试程序：发射波初次单向传输过程中被各超声波传感器接收并记录，各超声波传感器产生第一次定点时间t，分别记录为t₁，t₂，t₃，...，t_n-1，t_n；当有超声波传感器接收到反射波之后，产生第二次定点时间T，分别记录为T_n，T_n-1，T_n-2，...，T₁；

(3)计算现场工作环境下的超声波传播速度V_t，计算公式如下：

式中，D代表任意相邻超声波传感器之间的距离，n与x表示任意选取的两台超声波传感器的编号，其中x＝1,2，...，n-1；t_n与t_x分别表示n号与x号超声波传感器记录的时间；

(4)粗定堵塞位置：对堵塞位置与超声波传感器之间的距离S进行计算，计算公式如下：