一种刮板输送机断链位置检测系统的制作方法

1.本实用新型属于监测和事故防治技术领域，特别是涉及一种刮板输送机断链位置检测系统。


背景技术：

2.随着煤炭产业高速发展和采煤效率不断提升，煤矿采煤设备的应用越来越广泛。刮板输送机作为采煤工作面中重要的输送装置，其运行安全性、可靠性是安全高效生产的关键。刮板链是刮板输送机实现煤炭运输的关键部分，运行过程中承受大量复杂外力作用，由于刮板链存在技术、生产工艺等方面因素，抗疲劳性较低，加上零部件安装、维护工艺存在一定不合理性，导致其在运煤过程中产生严重的应力，极易出现断裂情况。刮板链的断裂会导致刮板输送机运行中断，从而导致整个综采设备无法正常运行。由于断链位置的不确定，断链位置识别难度较大，断链位置无法判断的情况下须将链条全部抽出才能进行接链，故障位置查找工作繁琐且经济损失大。
3.因此，有必要提供一种刮板输送机断链位置检测系统，为预测预防矿下设备破坏提供理论依据，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是解决现有技术中由于断链位置的不确定，断链位置识别难度较大，断链位置无法判断的情况下须将链条全部抽出才能进行接链，故障位置查找工作繁琐且经济损失大的问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种刮板输送机断链位置检测系统，该系统改造两组刮板：第一组为应变监测装置，在该改造的刮板下环链上安设应变传感器；第二组为霍尔电磁监测装置，对改造刮板左右的两个环链进行磁化，并在刮板设置霍尔传感器。通过无线采集器将应变信息和电磁信号传入工控机中，实时进行分析判断，在环链发生断裂情况后及时控制停止工作，并进行分析，通过两组系统协调监测，综合分析判断哪里发生断链，方便工作人员进行监管和及时更换，整个工作过程清晰明确，满足井下智能化工作要求。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种刮板输送机断链位置检测系统，包括刮板，布线槽，安装槽，无线采集器，应变感应环链，磁化环链，霍尔传感器，通孔，应变传感器和贴片区等部件，在刮板上加工布线槽以及通孔用于线缆的布置。
8.进一步，在刮板上加工安装槽，用于无线采集器的安装，方便信号接收与传递通讯。
9.进一步，在改造作为应变监测装置的环链的平直段表面打磨加工出贴片区，用于安装应变传感器，分析其应变情况，对刮板链整体应变进行实时监测。
10.进一步，应变传感器为膜片式应变传感器，能够更加精准监测应变状况；
11.进一步，在改造作为霍尔电磁监测装置的刮板上设置霍尔传感器，并对其左右两个环链进行磁化。
12.进一步，应变传感器和霍尔传感器将应变信号和电磁信号通过无线采集器，将信息传入到工控机中进行实时分析。
13.进一步，断链后，工控机根据检测到应变的大小、应变的突变特征以及霍尔传感器电压输出情况，因为断链发生的位置不同而不尽相同，根据应变信号以及电磁信号的特征，判断断链发生的位置。
14.进一步，可通过多次测试，使数据真实可靠，进而得到切合实际分析断链位置情况。
15.进一步，所述的各部件连接精准，结构简单，体积小，从而保证各部件在安装过程和工作中的精确性，将误差降到最低。
16.进一步，所述的各部件也具有足够的结构强度，耐久性好，操作简单，制作成本低。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
18.利用这种刮板输送机断链位置检测系统，通过各装置的协同工作，实现了刮板输送机的检测功能。通过改造的两组刮板，内设应变传感器和外设霍尔传感器，对刮板链整体工作情况进行实时监控。在环链发生断裂情况后及时控制停止工作，并进行形变分析，判断哪里发生断链，方便监管和更换。工作过程平稳，运行流畅快捷，工作连贯性强。
19.该刮板输送机断链位置检测系统能够良好的满足井下工作的连续化、标准化、智能化、少人化需求。无需加装大量的传感器采集各类数据信息，结构简单，易于部署，人工干预少，节省了人力，大大降低了设备的成本。操作方便，检测精度高，工作效率高，使井下工作条件更加便捷方便。安全可靠性好，满足智能化要求。
附图说明
20.图1为本实用新型中刮板输送机断链位置检测装置在刮板输送机上的位置示意图；
21.图2为本实用新型中刮板输送机断链位置检测装置应变监测装置安装示意图；
22.图3为本实用新型刮板输送机断链位置检测装置应变监测装置应变传感器布置图；
23.图4为本实用新型中刮板输送机断链位置检测装置霍尔电磁监测装置安装示意图；
24.图5为刮板输送机断链位置检测系统工作程序框图；
25.图6为本实用新型中信号采集检测流程图。
26.图中，1—第一组刮板，2—安装槽，3—无线采集器，4—环链，5—应变传感器，6—第二组刮板，7—霍尔传感器，8—第一磁化环链，9—第二磁化环链，10—贴片区，11—布线槽，12—通孔，13—机头，14—机尾，15—刮板链，16—刮板。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.实施例：
30.如图1-3所示，本实用新型提供一种刮板输送机断链位置检测系统，该系统改造两组刮板，内设应变传感器和无线采集器，外接霍尔传感器。应变传感器和霍尔传感器将信息实时传入工控机中，对整条刮板链形变情况进行检测分析，工控机根据检测到应变的大小、应变的突变特征以及霍尔传感器电压输出情况，根据应变信号和电磁信号的特征，综合分析判断断链发生的位置，方便井下工作人员及时更换和实时监管，满足智能化要求。
31.一种刮板输送机断链位置检测系统，包括刮板链13和刮板14，所述刮板为多组，选其中两组刮板，在第一组刮板1侧面设有安装槽2，所述安装槽2内设有无线采集器3，在第一组刮板1下方的环链4的平直段设有应变传感器5，在第二组刮板6上设有霍尔传感器7，并在第二组刮板6两侧设有经磁化的第一磁化环链8和第二磁化环链9。
32.所述第一组刮板1下方的环链4平直段表面打磨有贴片区10，所述应变传感器5安装在贴片区10上。
33.在两组刮板上均设有布线槽11和通孔12，用于布置线路。
34.还包括机头13和机尾14，位于刮板链13的两端。
35.所述应变传感器5为膜片式应变传感器
36.如图4所示，改造后刮板，作为刮板输送机断链位置检测装置，虽然承担了断裂位置检测工作，但其运动进程和普通刮板一样，按刮板输送机工作运行方向进行运输工作，从机尾到机头循环工作，不影响刮板输送机的正常运行工作。可通过多次测试，两组装置综合分析使数据真实可靠，进而得到切合实际分析断链位置情况，从而降低工作人员的工作量，大大提高了工作的效率，速度快、成本低、劳动强度低、可靠性高，满足智能化工作方式的需求。
37.采用上述一种刮板输送机断链位置检测系统其工作过程如下：
38.如图5、图6所示，刮板输送机开始工作，刮板输送机断链位置检测系统进行初始化，并通过应变传感器对链条应变变化情况，改造后刮板和普通刮板一样正常运行工作。第一组为应变监测装置，改造后第一组刮板下应变监测环链设有安装应变传感器；第二组为霍尔电磁监测装置，对第二组刮板左右的两个环链进行磁化，生成磁化环链，并在第二组刮板上设置霍尔传感器。应变传感器和霍尔传感器进行检测工作，检测到的应变信号和电磁信号数据传入无线采集器，通过无线采集器进行数据获取，并发送至远程端的接受模块进行信号接收。接收模块将信号传入滤波器进行处理后，经过调制器对模拟信号进行编码调制，再通过a/d转换将模拟信号转换为数字信号。数字信号经过解调器译码解调后，将数据传入工控机中，进行信号存储。工控机对数据进行分析并实时计算应变监测环链平直段的实际应变情况和霍尔传感器产生的电压差来计算磁化环链的位移。
39.正常工作时环链平直段的应变值的大小几乎不变，因此一旦应变变化率产生明显变化，即可判定刮板链发生故障事故。而两块磁性环链相对放置，将霍尔传感器置于中间刮板处时，其磁感应强度为零，这个点可作为位移的零点，当霍尔传感器产生位移时，传感器
有一个电压输出，电压大小与位移大小成正比，当产生明显电压变化，也可判定刮板链发生故障事故。在3s内若任意时刻检测到应变变化率突然增大或电压明显变化，可判定刮板链发生了断链故障，系统检测出故障，预警并停机处理，否则上位机不发生动作，循环执行检测过程。停机后，工控机针对应变信号数据进行数据分析，由于应变信号因为断链发生的位置不同而不尽相同，应变大小对应断链与传感器之间的距离，应变方向对应断链处与传感器的相对位置。同理，电磁信号也因为断链发生的位置不同而不尽相同，电压差大小对应断链与传感器之间的距离，电压差正负对应断链处与传感器的相对位置。工控机则根据检测到应变的大小、应变的突变特征以及霍尔传感器电压输出情况，依据应变信号和电磁信号的特征，综合分析判断断链发生的位置，从而方便工作人员进行监管和及时更换。
40.这种刮板输送机断链位置检测系统整个工作过程清晰明确，可通过多次测试，使数据真实可靠，进而得到切合实际分析断链位置情况。能够节约人力物力并为最终实现刮板输送机全面监测和诊断，建立井下智能维护体系提供有效依据。
41.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。