在通風(fēng)安全領(lǐng)域，風(fēng)速是關(guān)鍵參數(shù)。準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)風(fēng)速，對(duì)掌握井巷風(fēng)量分布、制定控風(fēng)方案和應(yīng)急救援決策至關(guān)重要。但因傳感器技術(shù)和巷道風(fēng)流速度場(chǎng)結(jié)構(gòu)限制，目前風(fēng)速監(jiān)測(cè)誤差大，阻礙了礦井通風(fēng)智能化。巷道內(nèi)風(fēng)流分布是中心點(diǎn)風(fēng)速最大，向四壁遞減。測(cè)風(fēng)員常用四線法、六線法連續(xù)測(cè)風(fēng)來(lái)提高準(zhǔn)確性。

現(xiàn)在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)多在頂板掛 “差壓風(fēng)速傳感器” 或 “二維超聲波風(fēng)速傳感器” 測(cè)風(fēng)速，可測(cè)不出平均風(fēng)速。測(cè)風(fēng)員用的機(jī)械式風(fēng)表線路法，受人員身高和測(cè)風(fēng)經(jīng)驗(yàn)影響，在大斷面巷道測(cè)量結(jié)果可靠性低。所以，要建立礦井線性測(cè)風(fēng)系統(tǒng)，多點(diǎn)測(cè)風(fēng)取平均值，提高測(cè)風(fēng)精度。

超聲波在空氣中傳播固定距離，順風(fēng)和逆風(fēng)傳播有時(shí)間差，該時(shí)間差與風(fēng)速成線性關(guān)系。實(shí)際用一對(duì)超聲波收發(fā)一體換能器，一個(gè)發(fā)射信號(hào)，另一個(gè)接收。固定距離下，發(fā)射和接收信號(hào)有時(shí)間差，距離與時(shí)間差的比值含靜態(tài)介質(zhì)聲速和風(fēng)速。換能器收發(fā)互換后又得一比值，兩次測(cè)量差值運(yùn)算，排除介質(zhì)聲速影響得到風(fēng)速。超聲波風(fēng)傳感器原理是，巷道不同位置氣流速度不同且與氣流速度正相關(guān)，通過(guò)正反兩路交叉聲波算時(shí)間差，得出氣流速度。

礦用超聲波風(fēng)速傳感器，是煤礦通風(fēng)安全監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵設(shè)備。它基于超聲波時(shí)差法原理，精準(zhǔn)測(cè)量風(fēng)速。在煤礦井下復(fù)雜環(huán)境中，該傳感器性能不錯(cuò)，能抵御粉塵、潮濕等惡劣條件，穩(wěn)定可靠運(yùn)行。其測(cè)量范圍廣，可涵蓋極低到較高風(fēng)速區(qū)間，精度極高，誤差極小，能實(shí)時(shí)、精確地反饋風(fēng)速數(shù)據(jù)。通過(guò)快速響應(yīng)，一旦風(fēng)速異常，能即刻發(fā)出警報(bào)，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整提供關(guān)鍵依據(jù)，有效保障井下作業(yè)環(huán)境空氣質(zhì)量，降低瓦斯積聚等安全隱患。