CN105712056B - 基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置及其方法，包括皮带运输机、红外发射装置、红外接收装置和接收器固定装置，所述红外发射装置包括红外发射器、安装在红外发射器内的北斗模块和数据处理模块；所述红外发射装置通过粘合剂嵌入安装在皮带运输机托辊的A面，不与皮带进行接触；所述接收器固定装置包括电控装置、滑轨、滑块、固定头凹槽、卡口和固定杆，所述红外接收器通过固定头与固定头凹槽、卡口相连锁死，所述红外接收装置包括红外接收器以及安装在红外接收器内的地理位置提取模块。本发明可以通过读取红外信号接收次数判断托辊的工作状态，且可以进行异常点的定位，同时也可进行托辊位置的实时监测。

Description

基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置及方法

技术领域

本发明涉及监控技术领域，具体涉及一种基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置及方法。

背景技术

随着机械化水平的不断提高，为改善劳动条件并提高生产的经济效益，许多领域使用了皮带运输设备，煤矿领域也不例外。煤矿用皮带输送机具有运输量大、工作环境复杂、承载能力强、以及运输距离较长等特点。在我国的主要产煤地区使用广泛。

煤矿用皮带输送机是矿井主要易发火灾部位，其火灾害预防是矿井发火区域防治的主要组成部分，由于其发生突然，发展迅猛且迅速对下风侧人员造成威胁，甚至因风逆转致使烟气流入进风区而扩大危险区域或诱发瓦斯爆炸等灾害，导致重大人员伤亡和设备损坏事故，如2015年11月20日21时50分，黑龙江龙煤集团鸡西矿业公司杏花煤矿东一采区倾角皮带发生火灾事故，该事故共造成22人遇难。并造成大量的经济损失。所以带式输送机火灾监控技术的研究已为国内外科研及带式输送机生产单位所重视。

现阶段的皮带运输机火灾监测技术成果主要在于皮带运动速度及温度等监测，且基本集中在运输机机头部分，而托辊部分的火灾监测相对空白。如专利号CN200920186955.5的一种矿用皮带运输机智能监控装置；其侧重点主要在皮带温度，烟雾浓度和皮带位置等监测，对托辊的运行状态并没有相关监测；专利号CN201420066413.5的一种新型矿用皮带检测装置，其特点为可以连续采集、存储、传输现场的图像、声音、温度、烟雾等数据，通过对数据的分析，判断是否存在设备故障以及故障位置，也没有涉及到托辊部分的监测。托辊在停止转动时会与皮带产生强烈摩擦，使皮带温度迅速升高而导致火灾的发生。因此需要一种能实时监测托辊运行情况的装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置及方法，可以通过读取红外信号接收次数进行托辊运行状态的判断，若固定时间内红外线接收次数小于正常值，则该托辊运行状态发生异常，若固定时间内红外线接收次数和正常值吻合，则该托辊工作状态正常，且可以进行异常点的定位，同时也可进行托辊位置的实时监测。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置，包括皮带运输机、红外发射装置、红外接收装置和接收器固定装置，所述红外发射装置包括红外发射器、安装在红外发射器内的北斗模块和数据处理模块，所述数据处理模块用于将每个红外发射器所发出的红外线用对应的北斗模块所采集到的位置数据进行标记后输出；所述红外发射装置通过粘合剂嵌入安装在皮带运输机托辊的A面，不与皮带进行接触；所述接收器固定装置包括电控装置、滑轨、滑块、固定头凹槽、卡口和固定杆，固定杆用于支撑滑轨，其位置由红外发射器发射出的红外线位置确定，保证红外接收器可以准确的接收到发射出的红外线，电控装置位于固定杆上，滑块与滑轨滑动连接，固定头凹槽和卡口安装于滑块上，所述红外接收器通过固定头与固定头凹槽、卡口相连锁死，所述红外接收装置包括红外接收器以及安装在红外接收器内的地理位置提取模块，所述地理位置提取模块用于提取红外接收器所接收到的红外线的地理位置信息并输出发送至控制室。

优选地，所述皮带运输机包括负载皮带、空载皮带和滚筒，负载皮带用来运输物资，空载皮带与负载皮带形成循环，滚筒用于负载皮带和空载皮带进行连接，并提供皮带运输时所需的动力。

优选地，所述皮带运输机托辊通过托辊固定杆固定，所述固定杆位于托辊固定杆上，靠近托辊，托辊固定杆的长度由皮带运输的长度来确定，固定杆具有很好的负载能力，为刚性结构，由支架固定。

上述基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置的监测方法，包括如下步骤：

S1、将每个托辊进行编号，分别为L₁，L₂，L₃......，R₁，R₂，R₃..........，并获取每个托辊上的红外发射装置的地理位置数据；

S2、启动红外发射装置随托辊的转动稳定的发射带地理位置标记的红外线，红外线轨迹为圆形；

S3、电控装置控制滑轨根据实际情况设置矢量运动的间隔时间和步距，间隔时间以3-4S为佳，步距为接收点两束平行红外线之间间隔的水平距离，从而带动红外接收器逐个的到达接收红外线的固定点；

S4、红外接收装置将在固定时间内接收到的红外线数量以及所接收到红外线的位置数据，经井下工业环网传达到控制室，判断每个托辊的运行情况，若固定时间内红外线接收次数小于正常值，则该托辊运行状态发生异常，若固定时间内红外线接收次数和正常值吻合，则该托辊工作状态正常；若所接收的红外线位置数据与安装时的位置不一致，则判断该安装该红外发射装置的托辊发生偏移。

本发明具有以下有益效果：

(1)经济合理，可操作性强，通过识别固定时间内红外接收器接收到的红外线次数实现了托辊运行情况的监测，若固定时间内红外线接收次数小于正常值，则该托辊运行状态发生异常，若固定时间内红外线接收次数和正常值吻合，则该托辊工作状态正常；

(2)通过传输信号顺序和托辊编号对应进行定位，从而实现了对托辊异常点的定位；

(3)能够自行的监测每个托辊的运行状态，相比于现用的人工监测托辊运行情况的方法，节省了人工的消耗，并提高了工作效率；

(4)通过北斗模块的设置实现了托辊位置的实时监测，很好的避免了托辊在运行状态中所产生的偏移，进一步提高了监测精度。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明实施例中红外接收器固定装置示意图。

图4为本发明实施例中红外发射器电路图。

图5为本发明实施例中红外发射器安装示意图。

图6为本发明实施例的工作流程图。

附图标记：

1-滚筒；2-空载皮带；3-负载皮带；4-固定杆；5-红外发射器；6-托辊；7-红外接收器；8-固定头；9-井下工业环网；10-托辊固定杆；11-粘结剂；a1-滑块；a2-滑轨；a3-电控装置；a4-固定头凹槽；a5-卡口；b1-开关；b2-发光二极管；b3-电源。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图5所示，本发明实施例提供了一种基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置，包括皮带运输机、红外发射装置5、红外接收器7和接收器固定装置，所述红外发射装置5包括红外发射器、安装在红外发射器内的北斗模块和数据处理模块，所述数据处理模块用于将每个红外发射器所发出的红外线用对应的北斗模块所采集到的位置数据进行标记后输出；所述红外发射装置5通过粘合剂嵌入安装在皮带运输机托辊6的A面，不与皮带进行接触；所述接收器固定装置包括电控装置a3、滑轨a2、滑块a1、固定头凹槽a4、卡口a5和固定杆4，固定杆用于支撑滑轨，其位置由红外发射器发射出的红外线位置确定，保证红外接收器可以准确的接收到发射出的红外线，电控装置a3位于固定杆4上，滑块a1与滑轨a2滑动连接，固定头凹槽a4和卡口a5安装于滑块a1上，红外接收器7通过固定头9与固定头凹槽a4、卡口相连，用于锁死红外接收装置，所述红外接收装置包括红外接收器以及安装在红外接收器内的地理位置提取模块，所述地理位置提取模块用于提取红外接收器所接收到的红外线的地理位置信息并输出发送至控制室。

所述皮带运输机包括负载皮带3、空载皮带2和滚筒1，负载皮带3用来运输物资，空载皮带2与负载皮带3形成循环，滚筒1用于负载皮带3和空载皮带2进行连接，并提供皮带运输时所需的动力。

所述皮带运输机托辊通过托辊固定杆10固定，所述固定杆4位于托辊固定杆10上，靠近托辊6，托辊固定杆10的长度由皮带运输的长度来确定。

本具体实施在红外接收装置7的安装过程中，首先是将固定头8插入固定头凹槽a4，再通过卡口a5将固定头8紧紧锁死。通过设置电控装置a3矢量运动的控制时间和步距来控制滑块a1在滑轨a2上移动，控制时间视具体需求而定，以3-4S为佳，步距为接收点两束平行红外线之间间隔的水平距离。使得滑块a1移动到合适的位置上，最终实现红外接收器7的固定。

如图6所示，本具体实施还提供了上述基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置的监测方法，包括如下步骤：

S1、将每个托辊进行编号，分别为L₁，L₂，L₃......，R₁，R₂，R₃..........，并获取每个托辊上的红外发射装置的地理位置数据；

S2、启动红外发射装置随托辊的转动稳定的发射带地理位置标记的红外线，红外线轨迹为圆形；

S3、电控装置控制滑轨根据实际情况设置矢量运动的间隔时间和步距，间隔时间以3-4S为佳，步距为接收点两束平行红外线之间间隔的水平距离，从而带动红外接收器逐个的到达接收红外线的固定点；

S4、红外接收装置将在固定时间内接收到的红外线数量以及所接收到红外线的位置数据，经井下工业环网传达到控制室，判断每个托辊的运行情况，若固定时间内红外线接收次数小于正常值，则该托辊运行状态发生异常，此时会由人工进行进一步的检测修理；若固定时间内红外线接收次数和正常值吻合，则该托辊工作状态正常，红外接收器将对下一个托辊进行检测，以此类推，若所接收的红外线位置数据与安装时的位置不一致，则判断该安装该红外发射装置的托辊发生偏移。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置，其特征在于，包括皮带运输机、红外发射装置、红外接收装置和接收器固定装置，所述红外发射装置包括红外发射器、安装在红外发射器内的北斗模块和数据处理模块，所述数据处理模块用于将每个红外发射器所发出的红外线用对应的北斗模块所采集到的位置数据进行标记后输出；所述红外发射装置通过粘合剂嵌入安装在皮带运输机托辊的侧端面，不与皮带进行接触；所述接收器固定装置包括电控装置、滑轨、滑块、固定头凹槽、卡口和滑轨固定杆，滑轨固定杆用于支撑滑轨，其位置由红外发射器发射出的红外线位置确定，保证红外接收器可以准确的接收到发射出的红外线，电控装置位于滑轨固定杆上，滑块与滑轨滑动连接，固定头凹槽和卡口安装于滑块上，所述红外接收器通过固定头与固定头凹槽、卡口相连锁死，所述红外接收装置包括红外接收器以及安装在红外接收器内的地理位置提取模块，所述地理位置提取模块用于提取红外接收器所接收到的红外线的地理位置信息并输出发送至控制室。

2.如权利要求1所述的基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置，其特征在于，所述皮带运输机包括负载皮带、空载皮带和滚筒，负载皮带用来运输物资，空载皮带与负载皮带形成循环，滚筒用于负载皮带和空载皮带进行连接，并提供皮带运输时所需的动力。

3.如权利要求1所述的基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置，其特征在于，所述皮带运输机托辊通过托辊固定杆固定，所述滑轨固定杆位于托辊固定杆上，靠近托辊，托辊固定杆的长度由皮带运输的长度来确定。

4.如权利要求1所述的基于红外光的矿用皮带运输机托辊状态监测装置的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将每个托辊进行编号，分别为L₁，L₂至，L_n，R₁，R₂至，R_n，并获取每个托辊上的红外发射装置的地理位置数据；

S2、启动红外发射装置随托辊的转动稳定的发射带地理位置标记的红外线，红外线轨迹为圆形；

S3、电控装置控制滑轨根据实际情况设置矢量运动的间隔时间和步距，间隔时间为3-4S，步距为接收点两束平行红外线之间间隔的水平距离，从而带动红外接收器逐个的到达接收红外线的固定点；

S4、红外接收装置将在固定时间内接收到的红外线数量以及所接收到红外线的位置数据，经井下工业环网传达到控制室，判断每个托辊的运行情况，若固定时间内红外线接收次数小于正常值，则该托辊运行状态发生异常，若固定时间内红外线接收次数和正常值吻合，则该托辊工作状态正常；若所接收的红外线位置数据与安装时的位置不一致，则判断该安装该红外发射装置的托辊发生偏移。