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龙图腾网恭喜中煤科工集团沈阳研究院有限公司;煤炭科学研究总院申请的专利一种井下巷道断面风量精准测量装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119309634B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411874559.7，技术领域涉及：G01F1/00；该发明授权一种井下巷道断面风量精准测量装置及方法是由肖开泰;姜明伟;梁运涛;冯文彬;张伟杰;高海;穆军;刘磊;刘化广设计研发完成，并于2024-12-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种井下巷道断面风量精准测量装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种井下巷道断面风量精准测量装置，包括滑轨组件、移动组件、测量组件、连接杆和连接件，移动组件移动装配于滑轨组件上，测量组件装配于移动组件的下端，移动组件与测量组件之间、测量组件之间通过连接杆和连接件连接，连接杆转动装配于连接件上，还公开了一种井下巷道断面风量精准测量方法，本发明在计算巷道断面的截面面积时，采用了多边形面积公式与积分方法相结合的计算方式，能够得到更为精确的结果，在进行风量测量和计算的过程中，考虑了巷道壁面粗糙度的影响因素，能够对巷道的风量和压力损失进行更为精确的计算，最终得到更为准确的风量结果。

本发明授权一种井下巷道断面风量精准测量装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种井下巷道断面风量精准测量装置，其特征在于：包括滑轨组件、移动组件、测量组件、连接杆和连接件，所述移动组件移动装配于滑轨组件上，所述测量组件装配于移动组件的下端，所述移动组件与测量组件之间、测量组件之间通过连接杆和连接件连接，所述连接杆转动装配于连接件上；所述滑轨组件包括安装板和弧形齿条，弧形齿条固定安装于安装板的下表面，所述弧形齿条的前后表面均开设有导向滑槽；所述移动组件包括移动盒体、移动齿轮和限位组件，所述移动齿轮转动装配于移动盒体内，且移动齿轮与弧形齿条啮合，两个所述限位组件对称转动装配于移动盒体的内腔前后表面，且限位组件的内端插接于导向滑槽内；所述测量组件上装配有激光扫描模块和风速检测模块；一种井下巷道断面风量精准测量方法，利用上述的一种井下巷道断面风量精准测量装置，具体包括以下步骤：步骤一，装置安装，将滑轨组件悬挂安装在巷道顶板上，将移动组件安装在滑轨组件上，令移动齿轮与弧形齿条啮合，令滑杆插入到导向滑槽内，然后在移动组件下方安装一组测量组件；步骤二，测量过程，运行移动电机，带动移动组件和测量组件从滑轨组件的一端移至另一端，同时运行电动推杆带动测量组件在竖直方向移动，令测量组件对同一水平面的风速数据进行测量；在移动组件移动过程中，在移动组件位于最左侧位置、中部位置和最右侧位置时停止，此时激光扫描模块对巷道进行360°旋转扫描，得到的最左侧位置、中部位置、最右侧位置的断面数据分别记为A1、A2、A3，同时风速检测模块实时检测巷道内风速，得到的最左侧位置、中部位置、最右侧位置的风速数据分别为v1、v2、v3，并将所有数据传输到主机进行计算分析；步骤三，根据各点风速数据，计算断面上的平均风速，用加权平均法将风速检测模块测得的风速数据按位置的加权求平均值，加权平均风速的公式为： ；其中，是加权平均风速，vi是风速检测模块测得的风速；步骤四，获取点云坐标，假设激光扫描模块扫描生成了巷道断面轮廓的n个点，表示为（x1，y1）、（x2，y2），……，（xn，yn），这些点依次连接，形成闭合多边形；步骤五，闭合多边形的第一种计算方法，使用多边形面积公式，对于不规则的闭合多边形，算法一截面面积S1计算公式为： ；其中，（xi，yi）和（xi+1，yi+1）表示相邻两个点的坐标，N是闭合多边形的边数；步骤六，闭合多边形的第二种计算方法，采用积分方法，对闭合多边形进行三角剖分，得到多个小三角形，对每个小三角形计算面积并求和，得到断面的总面积，算法二截面面积S2的计算公式为： ；其中，Sk为第k个小三角形的面积，m为剖分得到的小三角形的数量；步骤七，耦合步骤五和步骤六两种巷道截面面积算法，得到巷道断面的精准截面面积S3；步骤八，计算初步断面风量，根据加权平均风速和精准截面面积S3，初步断面风量Q1的计算公式为： ；步骤九，巷道风量的摩擦损失，包括平均粗糙度对气流的影响、局部流动损失和不规则断面对气流的进一步影响；摩擦损失公式如下： ；其中，ΔP是压力损失，f是总体摩擦系数，L是巷道长度，D是巷道直径，ρ是气体密度，vc是气体流动速度；对于巷道，壁面粗糙度直接影响总体摩擦系数f，通过以下隐式方程进行表达： ； ；其中，是壁面粗糙度，Re是气流的雷诺数，表示气流的惯性与粘性之比，u是气体的动力粘度；引入局部流动阻力系数K进行修正，得到局部流动阻力的计算公式为： ；其中，ΔPlocal是局部流动阻力，K是局部流动阻力系数；引入了CFD模拟技术，CFD为计算流体动力学，建立三维网格，精确计算气流在巷道中的流动路径、速度场、压力场以及与巷道壁面之间的相互作用，得到以下公式： ；其中，ΔPtotal是巷道总体流动阻力，f是总体摩擦系数，flocal是局部摩擦系数，Ki是巷道内的局部位置的流动阻力系数，Lj是不规则断面位置的巷道长度，Dj是不规则断面位置的巷道直径，vj是不规则断面位置的气体流动速度，i是巷道内的局部位置，j是不规则断面的局部位置；步骤十，计算断面风量，结合步骤八和步骤九，计算得到精准断面风量Q为： 。

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