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低溫環境會導致超聲波探頭壓電元件性能下降、信號傳播速度減緩,需從 “探頭防護、參數調整、環境升溫" 三方面解決:
探頭低溫防護改造:
加裝 “保溫加熱套":采用礦用阻燃保溫材料(如巖棉)包裹探頭,內部嵌入本安型加熱片(功率≤3W,溫度控制在 10℃±5℃),通過溫度傳感器自動啟停,避免探頭溫度低于 - 10℃;加熱套外表面噴涂防水涂層,防止煤泥水侵入。
更換低溫適配探頭:選用低溫型壓電陶瓷元件(工作溫度 - 40℃~80℃),替代常規元件(工作溫度 - 10℃~60℃),確保低溫下壓電效應穩定,信號發射強度提升 30% 以上。
檢測參數優化調整:
增加發射功率:在本安功率限制內(≤100mW),將探頭發射功率從 50mW 提升至 80mW,補償低溫導致的信號衰減;同時延長信號發射周期(從 50ms 增至 80ms),增加信號接收時間窗口。
修正傳播速度:低溫下超聲波在空氣中傳播速度從 340m/s 降至 310m/s,需在控制器中輸入溫度補償公式,根據實時環境溫度(通過本安溫度傳感器獲取)自動修正檢測距離,避免因速度變化導致的測量誤差(誤差從 ±10% 降至 ±3%)。
局部環境升溫輔助:
在探頭安裝位置附近安裝本安型熱風機(風量 5m3/h,出口溫度 30℃),形成局部溫暖氣流,控制探頭周圍溫度≥-5℃;熱風機與堵煤開關聯動,僅在環境溫度低于 - 20℃時啟動,減少能耗。
優化安裝位置:將探頭安裝在溜槽側壁靠近電機的區域,利用電機運行時產生的熱量提升局部溫度;避免安裝在溜槽頂部迎風位置,減少低溫氣流直接沖擊。