CN107542463A - 一种能测量截割温度的镐型截齿 - Google Patents
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Abstract
一种能测量截割温度的镐型截齿，包括合金头和截齿齿体，合金头安装在截齿齿体的顶端，还包括嵌入式微型热敏传感器、数据采集基座和数据存储模块，嵌入式微型热敏传感器和数据采集基座设置于合金头内部，数据存储模块位于截齿齿体下部腔体内，嵌入式微型热敏传感器通过数据采集基座连接到数据存储模块。本发明具有结构简单、测量准确等优点，将采集、储存、供电等功能集中在镐型截齿内部，保证了截齿运动的灵活性、提高了截齿合金头内部温度测量的准确性，可获得工作过程中镐型截齿内部实时温度，掌握被不同工作状态下的镐型截齿内部温度变化规律，为提高开采作业的安全性、延长镐型截齿的使用寿命提供重要依据，具有较强的创新性和广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种能测量截割温度的镐型截齿，适用于采煤机、掘进机等煤岩截割设备的截齿截割温度测量。
背景技术
煤炭是我国的主要能源，采煤机、掘进机等煤岩截割设备大幅度提高了煤炭开采效率，但是开采过程中截齿与煤岩间的摩擦作用使导致截齿温度急剧上升，严重影响了截齿的使用寿命，致使煤矿开采作业中的截齿消耗量极大。为延长镐型截齿的使用寿命，必定要获得截齿工作状态下的温度变化过程。测量镐型截齿温度，现多是采用薄膜贴片或者红外监测的方式，只能获得零部件表面温度，而其内部温度却无从测量。
已知的一种可在采掘机械截割煤岩过程中测量截割头温度的截齿，使截齿在承担破坏煤岩功能的同时还作为温度传感装置。它包括两种不同材质的合金钢齿头和齿体，在所述的齿体下端开有一通向齿头底部的中心孔，中心孔内插装有顶在齿头底部的导电杆，导电杆与中心孔等长，导电杆与中心孔内表面之间附着有绝缘层，导电杆的外露端嵌装有内导电环，齿体的下端部嵌装有外导电环，内导电环和外导电环分别经导线连接到温度信号采集器上。本发明应用塞贝克效应，把截齿温度信号转换成热电动势信号，并通过在截齿齿体和齿芯组成的闭合回路中接入电气仪表转换成被测介质的温度，从而实现采掘机械截割煤岩过程中对截齿温度的监测。
但在上述现有技术中，温度测量单元位于截齿内部，而数据采集、数据存储以及供电单元却位于截齿外部，之间采用数据线相连，无法满足镐型截齿截割过程中的旋转前进以及自身旋转运动，致使镐型截齿运动灵活性大大降低，不能获得真实的测量结果；外加的数据采集、数据存储以及供电单元，占用一定空间，势必会影响整体截割效果；截割过程中，煤及岩石颗粒不断冲击摩擦外接元件，损伤外接元件，严重时破坏数据线及外接元件；同时截割过程中的粉尘及降尘喷雾，会导致外接元件短路，烧坏测量电路及元件。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种能测量截割温度的镐型截齿，该镐型截齿不仅能获得不同工况下镐型截齿内部温度，并且结构简单，测量准确。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括合金头和截齿齿体，合金头安装在截齿齿体的顶端，还包括嵌入式微型热敏传感器、数据采集基座和数据存储模块，嵌入式微型热敏传感器和数据采集基座设置于合金头内部，数据存储模块位于截齿齿体下部腔体内，嵌入式微型热敏传感器通过数据采集基座连接到数据存储模块。
相比现有，本发明的一种能测量截割温度的镐型截齿，将温度测量、数据采集、数据存储以及供电单元整体集中在镐型截齿内部，没有外接元件及数据线，采用模块化元件，使测量截齿结构简单，并可以像普通镐型截齿一样进行各种截割运动，获得不同截割运动过程中镐型截割内部温度变化真实结果，大大提高了测量的准确性；将所有元件集中在截齿内部，可以保护电子元件不被粉尘及降尘喷雾污染，避免了磨损损坏；进而可获得较为准确的镐型截齿内部实时温度，掌握被工作状态下的镐型截齿内部温度变化，为提高开采和掘进作业的安全性、延长镐型截齿的使用寿命提供重要依据，具有较强的创新性和广泛的实用性，具有结构简单、测量准确等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一个实施例的剖面图。
图2为本发明一个实施例中数据采集基座的主视图。
图3为本发明一个实施例中数据采集基座的仰视图。
图4是本发明一个实施例中数据采集基座的后视图。
图5的本发明一个实施例中嵌入式微型热敏传感器的结构示意图。
图中：1、合金头，2、嵌入式微型热敏传感器，2-1、测量端，2-2、输出端，2-3、输出触点，3、传感器固定座，4、数据采集基座，4-1、信号采集单元，4-2、数据传输线组，4-3、基座，4-4、数据处理芯片，5、截齿齿体，5-1、数据传输通道，6、数据存储模块，6-1、存储单元，6-2、供电单元，6-3、数据输入单元，7、减震固定块，8、截齿齿底，9、固定套。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1至图5示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图1中的一种能测量截割温度的镐型截齿，包括合金头1、嵌入式微型热敏传感器2、传感器固定座3、数据采集基座4、截齿齿体5、数据存储模块6、减震固定块7、截齿齿底8以及固定套9，合金头1紧密配合安装在截齿齿体5顶端，多组嵌入式微型热敏传感器2的测量端2-1安装在合金头1内部测量孔内，其输出端2-2安装在传感器固定座3上，输出触点2-3与数据采集基座4的信号采集单元4-1紧密接触，且嵌入式微型热敏传感器2与合金头1测量孔内的缝隙采用导热材料充填密封，数据采集基座4通过截齿齿体5的数据传输通道5-1与数据存储模块6的数据输入单元6-1相连，数据存储模块6位于截齿齿体5下部腔体内，通过多组减震固定块7与腔体内壁和截齿齿底8连接固定，截齿齿底8与截齿齿体5的下部腔体通过内外螺纹连接固定，截齿齿底8上安装截齿固定用的固定套9。
如图5所示，所述的嵌入式微型热敏传感器2包括测量端2-1、输出端2-2和输出触点2-3等结构，根据测量要求嵌入式微型热敏传感器2的数量为1～10组，测量端2-1由热敏电阻和温控开关组成，热敏电阻随温度的增高而线性增大，温控开关在常温或存储状态下为断路；当外界温度达到某一阀值时，温控开关为通路，该阀值温度为40～100℃，可根据测量对象的不同设计相应的通路阀值。
参见图2至图4，所述的数据采集基座4包括信号采集单元4-1、数据传输线组4-2、基座4-3以及数据处理芯片4-4，信号采集单元4-1安装在基座4-3内，每个信号采集单元4-1都连接一组数据传输线组4-2，信号采集单元4-1和数据传输线组4-2的数量与嵌入式微型热敏传感器2相同。
所述的数据存储模块6包括数据输入单元6-1、供电单元6-2、存储单元6-3等，供电单元6-2为数据输入单元6-1和存储单元6-3供电，存储单元6-3可插入TF存储卡等以记录数据，而且采用TF存储卡进行数据存储，这样即使镐型截齿前端完全磨损或崩断，也可以获得温度传感器完全破碎之前的截齿温度变化过程。
工作原理：本发明与普通镐型截齿具有相同的安装方式和截割性能，亦有不同型号尺寸适应不同截割要求。该镐型截齿工作过程中，合金头1内部的嵌入式微型热敏传感器2将测得的温度转化为电压值或者电流值，并通过数据采集基座4将该电压值或者电流值转化为数据信号，由截齿齿体5内部的数据传输通道5-1输送至数据存储模块6的数据输入单元6-1，数据输入单元6-1获得的数据信号转化为对应的温度数值，并通过存储单元6-3储存至TF存储卡内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种能测量截割温度的镐型截齿，包括合金头(1)和截齿齿体(5)，合金头(1)安装在截齿齿体(5)的顶端，其特征是：还包括嵌入式微型热敏传感器(2)、数据采集基座(4)和数据存储模块(6)，嵌入式微型热敏传感器(2)和数据采集基座(3)设置于合金头(1)内部，数据存储模块(6)位于截齿齿体(5)下部腔体内，嵌入式微型热敏传感器(2)通过数据采集基座(3)连接到数据存储模块(5)。
2.根据权利要求1所述的一种能测量截割温度的镐型截齿，其特征是：所述的嵌入式微型热敏传感器(2)包括依次相连的测量端(2-1)、输出端(2-2)和输出触点(2-3)；
所述的数据采集基座(4)包括信号采集单元(4-1)、数据传输线组(4-2)、基座(4-3)以及数据处理芯片(4-4)，信号采集单元(4-1)安装在基座(4-3)内，每个信号采集单元(4-1)都连接一组数据传输线组(4-2)，信号采集单元(4-1)和数据传输线组(4-2)的数量与嵌入式微型热敏传感器(2)数量相同；
所述的数据存储模块(6)包括存储单元(6-1)、供电单元(6-2)和数据输入单元(6-3)，供电单元(6-2)为数据输入单元(6-1)和存储单元(6-3)供电；
多组嵌入式微型热敏传感器(2)的测量端(2-1)安装在合金头(1)内部测量孔内，其输出端(2-2)安装在传感器固定座(3)上，输出触点(2-3)与数据采集基座(4)的信号采集单元(4-1)紧密接触，数据采集基座(4)通过截齿齿体(5)的数据传输通道(5-1)与数据存储模块(6)的数据输入单元(6-1)相连。
3.根据权利要求2所述的一种能测量截割温度的镐型截齿，其特征是：所述的测量端(2-1)由热敏电阻和温控开关组成，温控开关的通路阈值为外界温度达到40～100℃时。
4.根据权利要求2所述的一种能测量截割温度的镐型截齿，其特征是：所述的嵌入式微型热敏传感器(2)与合金头(1)测量孔内的缝隙采用导热材料充填密封。
5.根据权利要求2所述的一种能测量截割温度的镐型截齿，其特征是：所述的数据存储模块(6)通过多组减震固定块(7)与腔体内壁和截齿齿底(8)连接固定，截齿齿底(8)与截齿齿体(5)的下部腔体通过内外螺纹连接固定，截齿齿底(8)上安装截齿固定用的固定套(9)。
6.根据权利要求2至5任一项所述的一种能测量截割温度的镐型截齿，其特征是：所述数据存储模块(6)的存储单元(6-1)处插入TF存储卡。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种能测量截割温度的镐型截齿，其特征是：所述嵌入式微型热敏传感器(2)的数量为1～10组。
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