CN109030569A - 一种磨损传感器、磨损检测系统以及旋回破碎机 - Google Patents
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Abstract
为了克服现有技术中模拟量输出的磨损传感器精度低的不足，本发明提供一种磨损传感器、磨损检测系统以及旋回破碎机，包括：基体、设置在基体内的用于根据磨损距离输出不同的数字信号的检测电路，其特征在于：检测电路包括多条水平的且长短不一的布置在基体内的U型回路和用于检测U型回路通断的控制单元；其中，U型回路的一端连接控制单元另一端连接地且该U型回路的输入端与输出端之间并联有高电平与上拉电阻形成的上拉电路。本发明具有结构简单，设计新颖，安装拆卸便利，实用安全可靠，能够输出数值信号，提高测量精度的优点。
Description
技术领域
发明涉及旋回破碎机磨损检测领域，尤其涉及一种高精度的数字型磨损传感器、磨损检测系统以及旋回破碎机。
背景技术
目前，随着磨机的大型化，磨机单位时间内处理矿石的量越来越大，对于磨机的稳定性提出了越来越高地要求，特别是对磨机耐磨件的寿命要求越来越高。
对于旋回破碎机来说，旋回破腔形似倒锥形，其工作面距离上大下小，所以从上到下其通过能力也是成逐步递减趋势，这种倒锥形结构造成了破碎腔衬板磨损速度在各截面必然也不一致。由于衬板的磨损，会的使得实际腔型与设计预期不一致，并且同时出料口也会相应变大、造成破碎效果达不到设计要求，出料粒度过大。衬板磨损程度在上部比较均匀且高度方向变化也不大， 动锥和定锥都是下部的磨损较为严重，而且动锥与定锥衬板的主要磨损区域基 本对称。
现有的，如专利申请CN2010800142784所公开的《磨损传感器》，是现有磨损传感器的代表，其通过将传感器放置在易磨损处，根据电阻的变化来判断磨损距离。由于需要将电路中的某处电阻完全磨除才会对电路构成影响或者仅仅磨除电阻的一部分，整体电阻值变化不明显，输出信号变化不明显。这种模拟量检测的手段虽然原理简单，构成简单，但是，精度较低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中模拟量输出的磨损传感器精度低的不足，提供一种磨损传感器、磨损检测系统以及旋回破碎机，其具有结构简单，设计新颖，安装拆卸便利，实用安全可靠，能够输出数值信号，提高测量精度的优点。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种磨损传感器，包括：基体、设置在基体内的用于根据磨损距离输出不同的数字信号的检测电路，其特征在于：检测电路包括多条水平的且长短不一的布置在基体内的U型回路和用于检测U型回路通断的控制单元；其中，U型回路的一端连接控制单元另一端连接地且该U型回路的输入端与输出端之间并联有高电平与上拉电阻形成的上拉电路。
所述的控制单元输出端连接有用于隔离放大控制单元输出信号的放大器。
所述的基体的端部设置有用于固定该集体的固定板；该固定板上均布有多个用于通过固定螺栓的固定孔。
所述的基体为管形；该管形的基体的内部设置有径向隔板；该径向隔板将管形的基体形成两个空间；其中一个空间用于设置U型回路且最长的U型回路与管形的基体的端口平齐；另一个空间用于设置控制单元；该径向隔板上设置有用于通过U型回路导线的导线孔。
一种使用了上述磨损传感器的磨损检测系统，其特征在于：包括集线器、交换机以及工控机；其中，控制单元的输出端连接集线器的输入端；集线器的输出端与交换机的输入端相连；交换机将检测电路输出端输出的磨损数字信号发送至工控机。
一种使用了上述磨损检测系统的旋回破碎机，其特征在于：旋回破碎机中的中架体与衬板上均设置有与基体大小匹配的同轴的预留孔；中架体的预留孔上还设置有用于设置基体的连接座；安装完成后，基体的检测端与衬板平齐。
所述的预留孔的数量为1~N个，N为自然数；该N个预留孔以旋回破碎机的轴线为准均布在中架体上。
本发明结构简单，设计新颖，安装拆卸便利，实用安全可靠。本发明通过在基体的内部设置多条水平的且长短不一的U型回路，U型回路与控制单元的I/O口连接。当多条U型回路中的一条被磨断时，该U型回路向控制单元的I/O口输入的电平发生变化，从而将磨损距离与数字信号建立联系。本发明输出数字信号，无需进行AD转换，可以根据实际情况设置多条U型回路的长度，从而提高检测精度。
附图说明
图1是本发明电路原理框图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是本发明具体电路图中的一部分。
图4是本发明具体电路图中的一部分。
图5是本发明具体电路图中的一部分。
图6是本发明具体电路图中的一部分。
图7是使用了本发明的磨损检测系统的原理框图。
图8是现有旋回破碎机的结构示意图。
图9是磨损传感器的安装示意图。
图10是图9的局部视图。
图11是图10的B-B处截面图。
图12是图11的局部放大图。
图13是磨损传感器的一种实施例。
图14是磨损传感器的另一种实施例。
需要明确的是：图1中，两条虚线中间位置的区域为检测区域的导线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1~2所示，磨损传感器7，包括：基体705、设置在基体705内的用于根据磨损距离输出不同的数字信号的检测电路，其特征在于：检测电路包括多条水平的且长短不一的布置在基体内的U型回路702和用于检测U型回路通断的控制单元703；其中，U型回路702的一端连接控制单元703的I/O口，另一端连接地且该U型回路702的输入端与输出端之间并联有高电平VCC与上拉电阻R形成的上拉电路。
需要明确的是：高电平VCC与上拉电阻R形成的上拉电路，在U型回路702正常导通时，控制单元703的I/O口持续的收到高电平。当将检测电路设置在基体705内，并用绝缘胶层701胶封后，如果对应的U型回路702被磨断，则控制单元703的I/O口收到低电平。
需要明确的是：如果约定控制单元703的I/O口收到高电平信号为“1”，断开信号为0；U型回路702的数量为十个，磨损精度以5mm为准。如图4~5，控制单元703的P2.0~P2.7以及P3.0与P3.1作为接收U型回路702通断信号的I/O口。
则初始本发明输出的信号为10个“1”，电路上表示为“1111111111”。当工作过程中，当U型回路702中最长的一个长度为100mm的导线被磨损掉3mm，长度变为97mm时，100mm的导线与中心导体构成的闭合回路断开，此时U型回路702输出至控制单元703的信号变为1个“0”9个“1”，电路上表示为“0111111111”，以此类推，当磨损至47mm时，U型回路702输出至控制单元703的信号变为10个“0”，电路上表示为“0000000000”。
为方便读取和与上位机通信，控制单元703负责将“0”“1”组合数据转换成数值信号输出，比如“1111111111”转换成磨损量“0mm”，“0111111111”转换成磨损量“5mm”，“0000000000”转换成磨损量“50mm”。此方法可以通过查表法实现。
所述的控制单元703输出端连接有用于隔离放大控制单元输出信号的放大器13。
需要明确的是：控制单元703输出的数字信号强度较小，在传输过程中需要增加放大器13进行放大。
所述的基体705的端部设置有用于固定该基体705的固定板705A；该固定板705A上均布有多个用于通过固定螺栓的固定孔705B。
优选的，基体705为管形；该管形的基体705的内部设置有径向隔板706；该径向隔板706将管形的基体705形成两个空间；其中一个空间用于设置U型回路702且最长的U型回路702与管形的基体705的端口平齐；另一个空间用于设置控制单元703；该径向隔板706上设置有用于通过U型回路702与控制单元703连接导线的导线孔。
需要明确的是：控制单元703的输出端连接输出导线704后连接至放大器13。
具体的电路图如图3~6所示。
需要明确的是：如图3所示，P2.0端口并联上拉电路，上拉电路包括第九电阻R9和电源VCC。P2.0端口连接的U型回路702的另一端连接只GND。假设P2.0端口所对应的U型回路702正常导通，P2.0端口的电平持续为高，当P2.0端口所对应的U型回路702被磨断，则P2.0端口的电平为低。
具体的，控制单元703核心部件采用M0516单片机，M0516有32个可编程输入输出引脚P0.0-P0.7，P1.0-P1.7，P2.0-P2.7，P3.0-P3.7，可支持32位档精度，本发明以10档精度为例来说明接线连接情况。十个U型回路702分别接P2.0-P2.1，P3.0-P3.7，M0516通过检测这是个输入回路的通断状态，通过编程将通断状态组合转换为对应的二进制编码从P4.0-P4.4输出，输出信号经放大器13，型号为：ULN2803A隔离放大以后，通过导线连接至集线器9。集线器9中的直流电源可以为本发明提供电源。集线器9的型号为MC34063。
具体的，U型回路702中的导线长度为预先标定好的长度，比如有11根导线，长度分别是100mm，95mm，90mm，85mm，80mm，75mm，70mm，65mm，60mm，55mm，50mm，这11个U型回路702可以共同构成一个量程50mm，精度5mm的检测探头。
该精度可以根据实际情况进行调整。
一种使用了上述磨损传感器的磨损检测系统，如图7，其特征在于：包括集线器9、交换机10以及工控机11；其中，控制单元703的输出端连接集线器9的输入端；集线器9的输出端与交换机10的输入端相连；交换机10将检测电路输出端输出的磨损数字信号发送至工控机11。
一种使用了上述磨损检测系统的旋回破碎机，其特征在于：旋回破碎机中的中架体2与衬板14上均设置有与基体705大小匹配的同轴的预留孔6；中架体2上还设置有用于设置基体705的连接座8；该连接座8上设置有用于配合连接基体705上的固定孔705B的螺纹孔而且该连接座8上还设置有用于通过基体705的安装通孔；安装完成后，基体705的检测端与衬板14的外侧壁平齐。
需要明确的是：如图8，现有的旋回破碎机动锥和定锥都是下部的磨损较为严重。A处为磨损前的位置，B处为磨损后的位置。
如图9~12，旋回破碎机包括横梁部1、中架体2，底架部3，油缸部4，以及传动轴部5。其中，中架体部2上设置有传感器安装位置6、基体705通过传感器安装位置6依次穿过中间体部2和衬板14。
需要明确的是：所述的连接座8与中架体2连接面为对应架体2弧度的弧形面，连接座8与固定板705A连接面为水平面。
所述的预留孔6的数量为1~N个，N为自然数；该N个预留孔以旋回破碎机的轴线为准均布在中架体上。
需要明确的是：在日常使用中，可根据情况选择预留孔6与本发明所述磨损传感器7的数量。如果设置单个磨损传感器7，则设置在最容易发生磨损的位置。此位置可以通过观察卸下的衬板14进行观察得出。也可以以轴线为准均布四个磨损传感器7，起到精确检测的目的。
如图13，为磨损传感器7的一种实施例，在此结构内，多个U型回路702呈回字形一一排列，最长的一组U型回路702先被磨损，随着磨损的加剧，U型回路702随长度的减小逐一被磨断。
如图14，为磨损传感器7的另一种实施例，在此结构内，多个U型回路702由一个金属柱或金属块切割通槽，再在通槽内填充绝缘胶层701，形成具有一个中心导体702A的U型回路702；随着使用，中心导体702A被磨损，磨损至距离中心导体702A最近的绝缘胶层701时，第一U型回路702B断开，以此类推。
以上所述仅为发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种磨损传感器，包括：基体、设置在基体内的用于根据磨损距离输出不同的数字信号的检测电路，其特征在于：检测电路包括多条水平的且长短不一的布置在基体内的U型回路和用于检测U型回路通断的控制单元；
其中，U型回路的一端连接控制单元另一端连接地且该U型回路的输入端与输出端之间并联有高电平与上拉电阻形成的上拉电路。
2.根据权利要求1所述的一种磨损传感器，其特征在于：控制单元输出端连接有用于隔离放大控制单元输出信号的放大器。
3.根据权利要求1所述的一种磨损传感器，其特征在于：基体的端部设置有用于固定该集体的固定板；该固定板上均布有多个用于通过固定螺栓的固定孔和用于通过U型回路上连接高电平的电源线的过孔。
4.根据权利要求1所述的一种磨损传感器，其特征在于：基体为管形；该管形的基体的内部设置有径向隔板；该径向隔板将管形的基体形成两个空间；其中一个空间用于设置U型回路且最长的U型回路与管形的基体的端口平齐；另一个空间用于设置控制单元；
该径向隔板上设置有用于通过U型回路导线的导线孔。
5.一种使用了权利要求1所述的磨损传感器的磨损检测系统，其特征在于：包括集线器、交换机以及工控机；其中，控制单元的输出端连接集线器的输入端；集线器的输出端与交换机的输入端相连；交换机将检测电路输出端输出的磨损数字信号发送至工控机。
6.一种使用了权利要求5所述磨损检测系统的旋回破碎机，其特征在于：旋回破碎机中的中架体与衬板上均设置有与基体大小匹配的同轴的预留孔；中架体上还设置有用于设置基体的连接座；该连接座上设置有用于配合连接基体上的固定孔的螺纹孔而且该连接座上还设置有用于通过基体的安装通孔；安装完成后，基体的检测端与衬板的外侧壁平齐。
7.根据权利要求6所述的旋回破碎机，其特征在于：预留孔的数量为1~N个，N为自然数；该N个预留孔以旋回破碎机的轴线为准均布在中架体上。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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