CN103670515B - 一种煤矿井下风门故障预警系统 - Google Patents
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Abstract
一种煤矿井下风门故障预警系统，属于煤矿井下风门预警系统。煤矿井下风门故障预警系统由角位移传感器、风门开关计数器、位移传感装置和信号处理及预警装置组成；角位移传感器与风门开关计数器通过导线相连，风门开关计数器和位移传感装置通过导线与信号处理及预警装置相连；角位移传感器固定安装在风门门轴上，并与门轴同步转动；风门开关计数器设置在风门门框上端，分别与角位移传感器和信号处理及预警装置连接。优点：该预警系统适用于绝大部分矿井的风门故障预警，安装方便，能够可靠的监测风门形变量并及时预警，为煤矿管理人员提供指导，确保了矿井通风系统正常运转。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下风门预警系统，尤其是一种煤矿井下风门故障预警系统。
背景技术
风门是矿井通风系统中必不可少的基本设施之一，使风流沿着设计的方向和线路流动，为矿井需风区域送去新鲜风流，确保矿井安全生产。在矿井正常生产时，风门的频繁开启与关闭是造成其老化的最主要原因，若风门出现故障，可能出现漏风和风流短路、紊乱以及有害气体积聚等问题，导致通风系统失效，甚至诱发重大灾害事故。为此，该领域工程技术人员提出了一些对风门的改进技术和方法，如使用红外、电磁等技术提高风门的可靠度，但当风门的开关达到一定次数后，再加上巷道围岩对风门的持续压力，风门本身及其附属设备会产生疲劳损伤，使风门产生一定幅度的变形，出现密封不严、漏风等问题。目前，现有方法都是在风门出现问题以后对风门进行维修或更换。
发明内容
本发明的目的是要提供一种煤矿井下风门故障预警系统，解决煤矿井下因风门损伤且未及时预警而造成的通风紊乱的问题。
本发明的目的是这样实现的：煤矿井下风门故障预警系统由角位移传感器、风门开关计数器、位移传感装置和信号处理及预警装置组成；角位移传感器与风门开关计数器相连接，风门开关计数器和位移传感装置与信号处理及预警装置相连接；角位移传感器固定安装在风门门轴上，并与门轴同步转动；风门开关计数器设置在风门门框上端，分别与角位移传感器和信号处理及预警装置连接。
所述的位移传感装置包括3个磁致伸缩位移传感器，分别是第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器；第一位移传感器嵌入于上门框的中部；第二位移传感器嵌入于左门框的中部；第三位移传感器嵌入于右门框的中部；上述位移传感器分别通过导线与信号处理及预警装置相连。
所述的信号处理及预警装置安置在风门外巷道壁上，信号处理及预警装置包括单片机、模数转换芯片、显示面板、微调旋钮、扬声器、复位按钮、报警开关、报警指示灯和数据储存模块，角位移传感器和位移传感装置的输出端通过模数转换芯片与单片机的的输入端连接，模数转换芯片的输出端通过数据储存模块与单片机的输入端连接，单片机的输出端与显示面板、扬声器和报警指示灯连接，微调旋钮、复位按钮和报警开关均与单片机的输入端连接。
有益效果，由于采用了上述方案，所述的角位移传感器采用HT系列角位移传感器，使用智能磁敏感元件，可将角位移转化为电信号，具有分辨率高、稳定性好，360°范围内绝对位置测量；风门开关计数器与角位移传感器连接，接收角度大小的电信号，记录存储风门开启角度大于时的次数，并将存储数据传输给信号处理机预警装置；信号处理及预警装置用来进行数据的处理和报警；计数器和位移传感器所测得数据可在信号处理及预警装置中显示。风门开启角度大于临界角度时，计数器进行一次计数并在信号处理及预警装置中显示且储存；当矿井周期来压时，巷道围岩对风门产生持续的压力，风门产生一定幅度的变形量，位移传感器将监测位移信号传送至信号处理及预警装置，信号处理及预警装置在分析处理上述两种信号后，若超过设定极限值时进行及时报警。
通过风门开关计数器记录风门开关次数，对风门自身疲劳损伤进行监测；通过磁致伸缩位移传感系统实时监测风门的形变量。同时监测风门开关次数和风门形变量两项指标可以准确、可靠的反应风门损伤状况，若超过设定的指标极限值，最后可以通过信号处理及预警装置进行及时预警，解决了煤矿井下因风门损伤且未及时预警而造成的通风紊乱的问题。
优点在于：该预警系统适用于绝大部分矿井的风门故障预警，安装方便，能够可靠的监测风门形变量并及时预警，为煤矿管理人员提供指导，确保了矿井通风系统正常运转。
附图说明
图1是本发明一种煤矿井下风门预警系统示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为本发明信号处理及预警装置结构示意图。
图4为本发明实施例的系统结构框图。
其中：1、角位移传感器；2、风门开关计数器；3、位移传感装置；3-1、第一位移传感器；3-2、第二位移传感器；3-3、第三位移传感器；4、信号处理及预警装置；4-1、单片机；4-2、模数转换芯片；4-3、显示面板；4-4、微调旋钮；4-5、扬声器；4-6、复位按钮；4-7、报警开关；4-8、预警指示灯；4-9、数据储存模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
实施例1：煤矿井下风门故障预警系统由角位移传感器1、风门开关计数器2、位移传感装置3和信号处理及预警装置4组成；角位移传感器1与风门开关计数器2通过导线相连，风门开关计数器2和位移传感装置3通过导线与信号处理及预警装置4相连；角位移传感器1固定安装在风门门轴上，并与门轴同步转动；风门开关计数器2设置在风门门框上端，分别与角位移传感器1和信号处理及预警装置4连接。
所述的位移传感装置3包括3个磁致伸缩位移传感器，分别是第一位移传感器3-1、第二位移传感器3-2和第三位移传感器3-3；第一位移传感器3-1嵌入于上门框的中部；第二位移传感器3-2嵌入于左门框的中部；第三位移传感器3-3嵌入于右门框的中部；上述位移传感器分别通过导线与信号处理及预警装置4相连。
所述的信号处理及预警装置4安置在风门外巷道壁上，信号处理及预警装置4包括单片机4-1、模数转换芯片4-2、显示面板4-3、微调旋钮4-4、扬声器4-5、复位按钮4-6、报警开关4-7、报警指示灯4-8和数据储存模块4-9，角位移传感器1和位移传感装置3的输出端通过模数转换芯片4-2与单片机4-1的的输入端连接，模数转换芯片4-2的输出端通过数据储存模块4-9与单片机4-1的输入端连接，单片机4-1的输出端与显示面板4-3、扬声器4-5和报警指示灯4-8连接，微调旋钮4-4、复位按钮4-6和报警开关4-7均与单片机4-1的输入端连接。
如附图所示，本发明提供一种煤矿井下风门预警系统，位移传感装置3包括嵌入于上门框中部的第一位移传感器3-1、嵌入于左门框中部的第二位移传感器3-2、嵌入于右门框中部的第三位移传感器3-3，且三个传感器均与巷道壁紧密接触。所述的信号处理及预警装置4安置在风门外巷道壁上，其内部结构包括单片机4-1、模数转换芯片4-2、数据存储模块4-9和显示面板4-3；外部结构包括微调旋钮4-4、扬声器4-5、复位按钮4-6、报警开关4-7和预警指示灯4-8。
使用时：首先打开信号处理及预警装置4开关，调动微调旋钮4-4对所连接的传感器校准调零。角位移传感器1测量风门开启时的角度，当风门开启角度大于临界角度时，风门开关计数器2进行一次计数，并在信号处理及预警装置4中显示且累加储存；第一位移传感器3-1、第二位移传感器3-2和第三位移传感器3-3通过导线与信号处理及预警装置4相连，当矿井周期来压时，围岩对风门产生持续的压力，风门产生一定幅度的变形量，第一位移传感器3-1、第二位移传感器3-2和第三位移传感器3-3将监测位移信号传送至信号处理及预警装置4，信号处理及预警装置4在分析处理上述两种信号后，按以下步骤：
若风门开关计数器2记录风门开关次数超过设定极限值时，信号处理及预警装置4自动报警，并显示风门开关次数；
若第一位移传感器3-1、第二位移传感器3-2或第三位移传感器3-3监测位移变形量超过设定极限值时，信号处理及预警装置4自动报警，并显示风门变形量；
信号处理及预警装置4报警之后，需人工关闭报警开关4-7，按下复位按钮4-6，使信号处理及预警装置4数据存储系统复位，然后按照上述工作过程进行下一次监测及预警。
Claims (3)
1.一种煤矿井下风门故障预警系统，其特征在于：煤矿井下风门故障预警系统由角位移传感器、风门开关计数器、位移传感装置和信号处理及预警装置组成；角位移传感器与风门开关计数器相连接，风门开关计数器和位移传感装置与信号处理及预警装置相连接；角位移传感器固定安装在风门门轴上，并与门轴同步转动；风门开关计数器设置在风门门框上端，分别与角位移传感器和信号处理及预警装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下风门故障预警系统，其特征在于：所述的位移传感装置包括3个磁致伸缩位移传感器，分别是第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器；第一位移传感器嵌入于上门框的中部；第二位移传感器嵌入于左门框的中部；第三位移传感器嵌入于右门框的中部；上述位移传感器分别通过导线与信号处理及预警装置相连。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下风门故障预警系统，其特征在于：所述的信号处理及预警装置安置在风门外巷道壁上，信号处理及预警装置包括单片机、模数转换芯片、显示面板、微调旋钮、扬声器、复位按钮、报警开关、报警指示灯和数据储存模块，角位移传感器和位移传感装置的输出端通过模数转换芯片与单片机的的输入端连接，模数转换芯片的输出端通过数据储存模块与单片机的输入端连接，单片机的输出端与显示面板、扬声器和报警指示灯连接，微调旋钮、复位按钮和报警开关均与单片机的输入端连接。
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