CN103048357A

CN103048357A - 用于检测原煤混合物分层状况的装置

Info

Publication number: CN103048357A
Application number: CN2012105500832A
Authority: CN
Inventors: 陈中强; 涂群
Original assignee: NINGHAI SHENGYUAN LASER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NINGHAI SHENGYUAN LASER TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2032-12-17
Also published as: CN103048357B

Abstract

本发明涉及一种用于检测原煤混合物分层状况的装置，其特征在于：它包括中央处理器（1）、稳压电源（2）、显示器（3）、至少两个检测单元和用于向原煤输送机构输出控制信号的I/O接口（4）；稳压电源（2）、显示器（3）、I/O接口（4）和至少两个检测单元均与中央处理器（1）连接，所述的检测单元包括滤波器、前置放大器和用于自动检测煤层内的振动量的电子感应棒，所述的滤波器、前置放大器和电子感应棒依次连接，所述的滤波器与中央处理器（1）连接。本发明提供了一种检测结果准确、检测效率高，并能根据检测结果对原煤输送机构的输送速度进行实时控制的用于检测原煤混合物分层状况的装置。

Description

用于检测原煤混合物分层状况的装置

技术领域

本发明涉及一种煤矿自动化生产中使用的检测装置，具体是指一种用于检测原煤混合物分层状况的装置。

背景技术

在洗煤（洗煤是煤炭深加工的一个不可缺少的工序，从矿井中直接开采出来的煤炭叫原煤，原煤在开采过程中混入了许多杂质，而且煤炭的品质也不同，内在灰分小和内在灰分大的煤混杂在一起。洗煤就是将原煤中的杂质剔除，或将优质煤和劣质煤炭进行分门别类的一种工业工艺。洗煤过程后所产生的产品一般分为有矸石、中煤、乙级精煤、甲级精煤，经过洗煤过程后的成品煤通常叫精煤，通过洗煤，可以降低煤炭运输成本，提高煤炭的利用率，精煤是一般可做燃料用的能源，烟煤的精煤一般主要用于炼焦，它要去硫，去杂质等工业过程，以达到炼焦用的标准。洗煤在业内也叫选煤）生产过程中，跳汰机组是生产线上的关键设备，它的主要作用是将从原煤输送机构传输进来的原煤混合物在垂直脉动介质流作用下，按密度差进行分层；精煤在上层，中煤在中间层，煤矸石在下层，并通过对每一层的颗粒进行分别收集，而生产出精煤、中煤和煤矸石等产品。对原煤进行有效分层将是洗煤生产过程中的关键工序，直接影响产品的质量和生产效率。在现有的跳汰机洗煤生产过程中，对分层状态的检测都是采用人工的方式进行，需要请有多年经验积累的老师傅来手动检测，他们通过将一根探棒插入跳汰机的跳汰槽内的各个段里，分别用手感受探棒的振动情况和受力情况,再依据自己多年的经验来判断跳汰槽内原煤的分层状况，然后对原煤输送机构的输送速度进行适当的调整操作（一般是调整原煤输送阀的开度，来控制原煤输送的速度），使设备运行在最佳工作状态。显然这种靠人工经验的检测方式是不准确的，不同的人有不同的测量结果，即使同一个人，在不同的情绪下也会得出不同的测量结果；同时人工检测出的结果也不能直接进行数据传输和对原煤输送机构的输送速度进行实时控制。很不适应现代化工业自动化生产的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种检测结果准确、检测效率高，并能根据检测结果对原煤输送机构的输送速度进行实时控制的用于检测原煤混合物分层状况的装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种用于检测原煤混合物分层状况的装置，它包括中央处理器、稳压电源、显示器、至少两个检测单元和用于向原煤输送机构输出控制信号的I/O接口；稳压电源、显示器、I/O接口和至少两个检测单元均与中央处理器连接，所述的检测单元包括滤波器、前置放大器和用于自动检测煤层内的振动量的电子感应棒，所述的滤波器、前置放大器和电子感应棒依次连接，所述的滤波器与中央处理器连接。

采用以上结构后，本发明具有如下优点：由中央处理器与多个电子检测单元的结合，通过将电子检测单元代替人工检测，再通过中央处理器向原煤输送机构输出控制信号来控制跳汰机上的原煤输送速度，整个过程完全自动化运作，使用时将电子感应棒固定在跳汰槽里，采集受到的振动频率和振幅，以及它所受到的力的大小等相关检测数据传给中央处理器，然后由中央处理器对这数据进行分析和比对，判别分层的状况，并将结果用显示器进行显示，还可直接驱动原煤进料口的开启度等参数进行实时调整，保证分选质量和设备运行效益。相比于现有技术中的人工检测更加准确、效率更高。

作为优选，它包括两个检测单元，所述的两个检测单元为第一检测单元和第二检测单元，所述的第一检测单元包括第一滤波器、第一前置放大器和第一电子感应棒；第一滤波器的信号输出端与中央处理器连接，第一滤波器的信号输入端与第一前置放大器的信号输出端连接，第一前置放大器的信号输入端与第一电子感应棒的信号输出端连接；所述的第二检测单元包括第二滤波器、第二前置放大器和第二电子感应棒；第二滤波器的信号输出端与中央处理器连接，第二滤波器的信号输入端与第二前置放大器的信号输出端连接，第二前置放大器的信号输入端与第二电子感应棒的信号输出端连接。两个检测单元即可实现代替人工的作用。

作为进一步，它还包括第三检测单元，所述的第三检测单元包括第三滤波器、第三前置放大器和第三电子感应棒；第三滤波器的信号输出端与中央处理器连接，第三滤波器的信号输入端与第三前置放大器的信号输出端连接，第三前置放大器的信号输入端与第三电子感应棒的信号输出端连接。三个检测单元则可以将性价比做到最优。

作为改进，它还包括用于与上位机进行通信的网络接口，所述的网络接口与中央处理器连接。该结构可以实现远程监控。

作为改进，它还包括操作键盘，所述的操作键盘与中央处理器连接。键盘的接入操控与调试更加便捷。

作为优选，所述的中央处理器为工控机。工控机内集成了显示、控制功能与调试通信等接口，能进一步优化产品的集成度。

附图说明

图1是本发明实施例一中用于检测原煤混合物分层状况的装置的结构示意图。

图2是本发明实施例二中用于检测原煤混合物分层状况的装置的结构示意图。

图3是图2中的装置在具体使用时结构示意图。

如图所示：1、中央处理器，2、稳压电源，3、显示器，4、I/O接口，5、网络接口，6、操作键盘，7、第一滤波器，8、第二滤波器，9、第二前置放大器，10、第一前置放大器，11、第二电子感应棒，12、第一电子感应棒，13、D/A转换器，14、第三滤波器，15、第三前置放大器，16、第三电子感应棒，17、原煤输送阀开度控制器，18、跳汰分选槽，19、原煤分流层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

具体实施例一

结合附图1，一种用于检测原煤混合物分层状况的装置，它包括中央处理器1、稳压电源2、显示器3、至少两个检测单元和用于向原煤输送机构输出控制信号的I/O接口4；稳压电源2、显示器3、I/O接口4和至少两个检测单元均与中央处理器1连接，所述的检测单元包括滤波器、前置放大器和用于自动检测煤层内的振动量的电子感应棒，所述的滤波器、前置放大器和电子感应棒依次连接，所述的滤波器与中央处理器1连接。具体实施时，它包括两个检测单元，所述的两个检测单元为第一检测单元和第二检测单元，所述的第一检测单元包括第一滤波器7、第一前置放大器10和第一电子感应棒12；第一滤波器7的信号输出端与中央处理器1连接，第一滤波器7的信号输入端与第一前置放大器10的信号输出端连接，第一前置放大器10的信号输入端与第一电子感应棒12的信号输出端连接；所述的第二检测单元包括第二滤波器8、第二前置放大器9和第二电子感应棒11；第二滤波器8的信号输出端与中央处理器1连接，第二滤波器8的信号输入端与第二前置放大器9的信号输出端连接，第二前置放大器9的信号输入端与第二电子感应棒11的信号输出端连接。所述的用于检测原煤混合物分层状况的装置还包括用于与上位机进行通信的网络接口5和操作键盘6，所述的网络接口5与中央处理器1连接，所述的操作键盘6与中央处理器1连接。所述的中央处理器1为工控机。当然中央处理器1采用单片机及比它更高级的处理器都行，只是采用工控机的话，工控机上成熟的显控一体化式结构可以省去键盘和网络接口等组件。但实际运用时用得最多的还是ARM处理器，该类处理器的性价比最高。

具体实施例二

结合附图2，一种用于检测原煤混合物分层状况的装置，它包括中央处理器1、稳压电源2、显示器3、至少两个检测单元和用于向原煤输送机构输出控制信号的I/O接口4；稳压电源2、显示器3、I/O接口4和至少两个检测单元均与中央处理器1连接，所述的检测单元包括滤波器、前置放大器和用于自动检测煤层内的振动量的电子感应棒，所述的滤波器、前置放大器和电子感应棒依次连接，所述的滤波器与中央处理器1连接。具体实施时，它包括三个检测单元，所述的三个检测单元为第一检测单元、第二检测单元和第三检测单元，所述的第一检测单元包括第一滤波器7、第一前置放大器10和第一电子感应棒12；第一滤波器7的信号输出端与中央处理器1连接，第一滤波器7的信号输入端与第一前置放大器10的信号输出端连接，第一前置放大器10的信号输入端与第一电子感应棒12的信号输出端连接；所述的第二检测单元包括第二滤波器8、第二前置放大器9和第二电子感应棒11；第二滤波器8的信号输出端与中央处理器1连接，第二滤波器8的信号输入端与第二前置放大器9的信号输出端连接，第二前置放大器9的信号输入端与第二电子感应棒11的信号输出端连接；所述的第三检测单元包括第三滤波器14、第三前置放大器15和第三电子感应棒16；第三滤波器14的信号输出端与中央处理器1连接，第三滤波器14的信号输入端与第三前置放大器15的信号输出端连接，第三前置放大器15的信号输入端与第三电子感应棒16的信号输出端连接。所述的用于检测原煤混合物分层状况的装置还包括用于与上位机进行通信的网络接口5和操作键盘6，所述的网络接口5与中央处理器1连接，所述的操作键盘6与中央处理器1连接。所述的中央处理器1为工控机。当然中央处理器1采用单片机及比它更高级的处理器都行，只是采用工控机的话，工控机上成熟的显控一体化式结构可以省去键盘和网络接口等组件。但实际运用时用得最多的还是ARM处理器，该类处理器的性价比最高。

本发明在具体实施时，为了实现最佳性价比，一般采用具体实施例二中的技术方案，即使用三个检测单元，但这并没有局限性，从检测准确度的角度来看，检测单元是越多越准的，所以至少有两个就行了，该方案在具体实施时进一步结合附图3，所述的I/O接口4与原煤输送阀开度控制器17连接，所述的三个检测单元分别插放于跳汰槽的前、中、后三个区段里，需要说明的是所述的I/O接口4与原煤输送阀开度控制器17连接，当原煤输送阀开度控制器17只能接收模拟控制信号时，还需要在I/O接口4与原煤输送阀开度控制器17之间设置D/A转换器13，如果原煤输送阀开度控制器17可以直接接收数字信号，则不需要设置D/A转换器13。所述的原煤输送阀开度控制器17一般是指原煤输送机构上自带的电控阀门。所述的电子感应棒有成熟的市售产品，其内的核心部件就是振动传感器，振动传感器是将工程振动的参量转换成电信号，经电子线路放大后传送于处理器显示和记录。电测法的要点在于先将机械振动量转换为电量（电动势、电荷、及其它电量），然后再对电量进行测量，从而得到所要测量的机械量。这是目前应用得最广泛的测量方法。工业现场测振传感器，主要是压电式加速度传感器。其工作原理主要利于压电敏感元件的压电效应得到与振动或者压力成正比的电荷量或者电压量。目前工业现场典型采用IEPE型加速度传感器，及内置IC电路压电加速度传感器，传感器输出与振动量正正比的电压信号，例如：100mV/g (每个加速度单位输出100mV电压值。g指重力加速度，1g=9.81 m/s²)。所述的稳压电源2、显示器3、用于向原煤输送机构输出控制信号的I/O接口4都有成熟的市售产品，此处不再详细说明。本发明在具体实施时，所述的各部件之间的连接是指电连接，即通过导线将各部件连接。

本发明的工作原理：先将三个电子感应棒分别安装跳汰洗煤机前、中、后三个不同的位置，对这三个位置振动频率和振幅及感应棒在这三点受力大小（上述三个参数可以统称为振动量）进行检测，然后将这些物理量转换成相应的电信号，并经前置放大器、滤波器后传送给中央处理器1，由中央处理器1对来自三个电子感应棒中的频率、振幅，受力与存储器中的数据库的资料进行分析和比对，判别三个电子棒所在位置中精煤、中煤、煤矸石的分层状况，并将这些状况用醒目的LED显示出来，供操作人员直观查看，同时也可将这些数据通过以太网传输到上位机，便于进行全厂自动化管理。

下一步，根据事先设定好的程序（中央处理器1可以运行PLC程序，因为其中一般含有一个内置PLC单元，此单元一般是由arm处理器模拟出来的，功能与PLC相同，但并不是工控领域常用的PLC硬件）对原煤输送阀的开启度进行控制。控制的原则是：在保证产品质量的前提下，尽可能的提高生产效率。如用户要求精煤灰分率为10%时，分离出的精煤为8%，虽然质量可以达到用户的要求，但会造成极大的浪费，将大量符合要求的原煤分级到中煤内，产生的经济损失是巨大的，如果产品煤的灰分度大于10%时，将会产生不合格产品。

我们可以控制前、中、后三处不同的分层状态，以达到所出产品既保证质量要求，又不会造成浪费，即使灰分度符合并且高于用户要求的指标，但是差值很小。

在实际控制过程中，位于后区段的电子感应棒（见附图3中的第三电子感应棒16）所显示的分层状态，直接与产品质量相关，我们通过对有关参数进行实时调控，使第三电子感应棒16处的分层状态稳定的符合质量要求，同时关联控制第一电子感应棒12和第二电子感应棒11处的分层度，如当第二电子感应棒11处的分层度很高时，中央处理器1将自动控制原煤输送阀，加大原煤进入量，在第三电子感应棒16处分层度不变的情况下，增加生产效率。使跳汰槽内前、中、后三个区段始终保持不同的分层度的平衡，保证后区段分层度达到产品要求的情况下，尽量增加原煤的输入量，提高生产效率。

由于本发明采用电子探测棒取代操作工进行手工对分层的探测，保证了测量的准确度和重复性，减少了工人的劳动强度，更主要的是便于企业集成化控制和管理，保证产品质量和提高生产效率。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于检测原煤混合物分层状况的装置，其特征在于：它包括中央处理器（1）、稳压电源（2）、显示器（3）、至少两个检测单元和用于向原煤输送机构输出控制信号的I/O接口（4）；稳压电源（2）、显示器（3）、I/O接口（4）和至少两个检测单元均与中央处理器（1）连接，所述的检测单元包括滤波器、前置放大器和用于自动检测煤层内的振动量的电子感应棒，所述的滤波器、前置放大器和电子感应棒依次连接，所述的滤波器与中央处理器（1）连接。

2.根据权利要求1所述的用于检测原煤混合物分层状况的装置，其特征在于：所述的检测单元为第一检测单元和第二检测单元，所述的第一检测单元包括第一滤波器（7）、第一前置放大器（10）和第一电子感应棒（12）；第一滤波器（7）的信号输出端与中央处理器（1）连接，第一滤波器（7）的信号输入端与第一前置放大器（10）的信号输出端连接，第一前置放大器（10）的信号输入端与第一电子感应棒（12）的信号输出端连接；所述的第二检测单元包括第二滤波器（8）、第二前置放大器（9）和第二电子感应棒（11）；第二滤波器（8）的信号输出端与中央处理器（1）连接，第二滤波器（8）的信号输入端与第二前置放大器（9）的信号输出端连接，第二前置放大器（9）的信号输入端与第二电子感应棒（11）的信号输出端连接。

3.根据权利要求2所述的用于检测原煤混合物分层状况的装置，其特征在于：它还包括第三检测单元，所述的第三检测单元包括第三滤波器（14）、第三前置放大器（15）和第三电子感应棒（16）；第三滤波器（14）的信号输出端与中央处理器（1）连接，第三滤波器（14）的信号输入端与第三前置放大器（15）的信号输出端连接，第三前置放大器（15）的信号输入端与第三电子感应棒（16）的信号输出端连接。

4.根据权利要求1所述的用于检测原煤混合物分层状况的装置，其特征在于：它还包括用于与上位机进行通信的网络接口（5），所述的网络接口（5）与中央处理器（1）连接。

5.根据权利要求1所述的用于检测原煤混合物分层状况的装置，其特征在于：它还包括操作键盘（6），所述的操作键盘（6）与中央处理器（1）连接。

6.根据权利要求1所述的用于检测原煤混合物分层状况的装置，其特征在于：所述的中央处理器（1）为工控机。