雷达测距技术在煤矿自动化中的应用

中煤科工集团常州自动化研究院 李庆昭

1.引言

我国是一个能源大国，其中煤炭资源在我国能源消费总量中占70%左右[1]。由此可见，煤炭开采在我国国民生产中占据重要地位。随着我国煤炭工业自动化水平的不断提高，如何精确、实时的监测井下煤仓的煤位情况并显示出来，在煤炭的安全高效生产中和煤炭行业自动化管理中显得越来越重要。因此，煤仓煤位的探测装置在煤炭安全生产中起着非常重要的作用。

图1 雷达测距示意图

图2 系统框图

图3 本安电源模块

目前，煤仓煤位的探测有多种实现方法，但都存在不足之处。重锤式煤位探测是过去常用的一种方式，其具有成本低、方法简单、测量深度大等特点，但是测量过程中必须要求重锤跟煤炭接触，容易被落煤掩埋，导致自动化程度较低；超声波式煤位探测装置是非接触式探测方法，测量精度高，但是超声波传播速度易受温度、气压、风力等因素影响，导致可靠性较差；激光扫描式煤位探测装置测量范围广、速度快，对煤仓形状没有要求，但是对粉尘和水雾的抗干扰能力差且成本较高，导致普及性较差[2-3]。

随着雷达技术的发展，雷达测距水平也得到了极大地发展。雷达测距发射的电磁波，以光速在空气中传播，由于穿透力强，不受粉尘、水雾等的影响，具有精度高、量程大等优点。该技术已被广泛应用于军事、测绘、汽车电子等诸多领域并取得了较好的成绩。

2.雷达测距原理

雷达探头通过天线发射极窄的微波脉冲，该脉冲以光速在空气中传播，遇到被测介质表面，其部分能量被反射回来，会被同一天线接收[4]。……