CN109141580A - 红外光电式对射式溜井料位检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红外光电式对射式溜井料位检测装置，包括设置在溜井内的溜井料位检测装置和控制系统，其特征在于：所述的溜井料位检测装置包括红外发射单元固定组件Ⅰ，设置在红外发射单元固定组件Ⅰ上的多个红外发射单元，红外接收固定组件Ⅱ，设置在红外接收单元固定组件Ⅱ上的多个红外接收单元，所述的红外接收单元固定组件Ⅱ与红外发射单元固定组件Ⅰ结构相同，且对称设置于溜井内壁；每个红外发射单元和红外接收单元分别设置在各自防护套管上的多个矩形开口内红外接收器和红外发射器均与控制系统相连接。本发明的优点是：适用于地下采区各段不同倾角溜井的料位检测，不受溜井形状限制，抗震动和灰尘干扰，测量稳定，结构简单，成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于料位检测技术领域，具体涉及一种用于地下采场溜井的红外光电式对射式溜井料位检测装置。
背景技术
地下矿山采区溜井一般都超过几十米深，各段溜井的倾斜角度常常变化不定，而且溜井井口处于采区巷道，在井口安装料位检测装置较为困难，检测装置检修难度大，危险系数高。由于地下矿山采区溜井结构的特殊性、生产环境的复杂性以及施工的危险性，因此，其料位检测与控制一直是困扰着国内外采矿行业的一大难题。例如，采用激光等发射式方案不能测量倾斜角度不一致的多段溜井料位，无法满足生产要求。同时，由于采区经常有爆破活动，振动极为强烈，料位检测装置易受振动影响而产生偏移，造成测量误差，如未能及时微调矫正监测装置，容易发生事故，影响生产和造成经济损失；另外，爆破和铲运机卸矿产生的灰尘容易覆盖光学器件表面，影响发光功率，也影响料位检测装置的检测精度。
因此，研究开发能够测量倾斜角度不一致的多段溜井料位，结构简单，检修维护方便和防尘效果好的采区溜井料位检测装置十分重要，具有实际意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够测量倾斜角度不一致的多段溜井料位、结构简单、检修维护方便和抗震防尘效果好的红外光电式对射式溜井料位检测装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
本发明的一种红外光电式对射式溜井料位检测装置，包括设置在溜井内的溜井料位检测装置和控制系统，其特征在于：所述的溜井料位检测装置包括红外发射单元固定组件Ⅰ，设置在红外发射单元固定组件Ⅰ上的多个红外发射单元，红外接收固定组件Ⅱ，设置在红外接收单元固定组件Ⅱ上的多个红外接收单元，
所述的红外发射单元的固定组件Ⅰ包括：连接箱、伸缩管、连接套管、转接端子、电缆和防护套管，所述的连接箱设置在溜井井口采区巷道内，连接箱底部通过伸缩管和连接套管与防护套管连接，防护套管固定在溜井侧壁上，在连接箱内设有转接端子，转接端子上接有电缆，在防护套管上沿轴向等距开有多个矩形开口，防护套管底部与风机连通；所述的红外接收单元固定组件Ⅱ与红外发射单元固定组件Ⅰ结构相同，且对称设置于溜井内壁；
每个红外发射单元包括固定防护罩Ⅰ和设在固定防护罩Ⅰ内的红外发射器；固定防护罩Ⅰ的开口端内部设有用于封闭开口端的透光的钢化玻璃，在钢化玻璃外侧的固定防护罩Ⅰ护板上设有出风孔Ⅰ，在固定防护罩Ⅰ后护板上设有安装口Ⅰ，后护板内侧上设有导线固定器Ⅰ；所述的固定防护罩Ⅰ开口端通过螺栓固接在防护套管内的矩形开口处；
每个红外接收单元包括固定防护罩Ⅱ和设在固定防护罩Ⅱ内的红外接收器；固定防护罩Ⅱ的开口端内部设有用于封闭开口端的透光的钢化玻璃，在钢化玻璃外侧的固定防护罩Ⅱ护板上设有出风孔Ⅱ，在固定防护罩Ⅱ后护板上设有安装口Ⅱ，后护板内侧上设有导线固定器Ⅱ；所述的固定防护罩Ⅱ开口端通过螺栓固接在防护套管内的矩形开口处；
所述的红外接收器和红外发射器均与控制系统相连接。
所述的多个红外发射单元为10个～30个红外发射单元，首尾连接而成。
所述的矩形开口为10个～30个。
所述的防护套管由1段～8段分防护套管组成。
所述的控制系统包括红外发光二极管、红外光电开关、PLC控制器、触摸屏、网络传输装置和电池电源，所述的电池电源分别与红外发光二极管、红外光电开关、控制器、触摸屏、网络传输装置通过导线相连，所述的PLC控制器分别与红外发光二极管、红外光电开关、触摸屏和网络传输装置电性相连。
所述的红外发射器为红外发光二极管。
所述的红外接收器为红外光电开关。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的红外光电式对射式溜井料位检测装置，显著的优点就是不受溜井形状限制，抗震动和灰尘干扰，测量稳定；
2、本发明结构简单，成本低廉，占地用面积小，相关配套设备制造和安装精度要求不高，不易损坏，维护方便；
3、本发明也能够对其它固体物料料柱高度进行检测。
附图说明
图1为检测装置安装位置示意图。
图2为图1的A部放大图。
图3为红外发射单元固定组件Ⅰ结构示意图。
图4为红外接收单元固定组件Ⅱ结构示意图。
图5为红外发射单元结构示意图。
图6为图5的B 向视图。
图7为红外接收单元结构示意图。
图8为图7的C 向视图。
图9为检测装置光路传输示意图。
图10为控制系统示意框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1～图10所示，本发明的一种红外光电式对射式溜井料位检测装置，包括设置在溜井1内的溜井料位检测装置2和控制系统3，其特征在于：所述的溜井料位检测装置2包括红外发射单元固定组件Ⅰ21，设置在红外发射单元固定组件Ⅰ21上的多个红外发射单元6，红外接收固定组件Ⅱ22，设置在红外接收单元固定组件Ⅱ22上的多个红外接收单元7，
所述的红外发射单元固定组件Ⅰ21包括：连接箱211、伸缩管213、连接套管214、转接端子212、电缆215和防护套管216，所述的连接箱211设置在溜井1井口采区巷道4内，连接箱211底部通过伸缩管213和连接套管214与防护套管216连接，防护套管216固定在溜井1侧壁上，在连接箱211内设有转接端子212，转接端子212上接有电缆215，在防护套管216上沿轴向等距开有多个矩形开口217，防护套管216底部与风机连通；所述的防护套管216由1段～6段分防护套管组成。这种组合方式可以适用于多段溜井料位的测量。
本发明所述的红外接收单元固定组件Ⅱ22与红外发射单元固定组件Ⅰ21结构相同，且对称设置于溜井1内壁；
每个红外发射单元6包括固定防护罩Ⅰ61和设在固定防护罩Ⅰ61内的红外发射器62；固定防护罩Ⅰ61的开口端内部设有用于封闭开口端的透光的钢化玻璃63，在钢化玻璃63外侧的固定防护罩Ⅰ61护板上设有出风孔Ⅰ64，在固定防护罩Ⅰ61后护板上设有安装口Ⅰ65，后护板内侧上设有导线固定器Ⅰ66；所述的固定防护罩Ⅰ61开口端通过螺栓固接在防护套管216内的矩形开口217处；
每个红外接收单元7包括固定防护罩Ⅱ71和设在固定防护罩Ⅱ71内的红外接收器72；固定防护罩Ⅱ71的开口端内部设有用于封闭开口端的透光的钢化玻璃63，在钢化玻璃63外侧的固定防护罩Ⅱ71护板上设有出风孔Ⅱ74，在固定防护罩Ⅱ71后护板上开有安装口Ⅱ75，后护板内侧上设有导线固定器Ⅱ76；所述的固定防护罩Ⅱ71开口端通过螺栓固接在防护套管216内的矩形开口217处, 所述的红外接收器72为红外光电开关；
所述的红外接收器72和红外发射器62均与控制系统3相连接。
本发明的红外发射单元的固定组件Ⅰ21和红外接收单元的固定组件Ⅰ22均采用多个组合式安装，每个固定组件一般不超过两米，其具体长度结合实际环境设计，一盘为十个～三十个红外发射器62。首先根据测量精度的要求在红外发射单元的固定组件Ⅰ21内均匀布置红外发射器62；然后根据溜井1的长度将所需长度的各段红外发射单元的固定组件Ⅰ21连接到一起，并固接在溜井1的侧壁上；最后将红外发射器62通过导线连接到连接箱211内的转接端子212上，再通过转接端子212与PLC控制器3连接到一起。
本发明红外发射单元的固定组件Ⅰ21采用多段组合式安装，每段固定组件一般不超过两米，其具体长度结合实际环境设计。首先根据测量精度的要求在固定组件Ⅰ21内均匀布置红外发射器62；然后根据溜井1的长度将所需长度的各段红外发射单元的固定组件Ⅰ21连接到一起，并固接在溜井1的侧壁上；最后将红外发射器62通过导线连接到连接箱211内的转接端子212，再通过转接端子212与电池电源和PLC控制器3连接到一起。
防护套管216底部与风机连通，防护套管216内形成正压腔，保证溜井1内灰尘不进入红外发射器62内部，灰尘也不遮盖在透光的钢化玻璃63表面；钢化玻璃63采用优质不锈钢材质，抗矿石碰撞的冲击影响，固定防护罩Ⅰ216可做成倾斜角度，防止碎石堆积，但不可做成半球状，产生微折射影响测量数据。
本发明红外发射器62采用红外发光二极管的光源透过其上的钢化玻璃63及对面的红外接收器72的钢化玻璃73照射到红外接收器72的红外光电开关上，当溜井1内该处没有堆积矿石时，红外光电开关可以持续导通；当溜井1内该处有堆积矿石时，红外光电开关持续断开。通过红外接收器72的红外光电开关状态从而判断该处是否有堆积矿石。在固定防护罩Ⅰ61的钢化玻璃63外带有出风孔Ⅰ64，因防护套管216底部持续通压缩空气，防护套管216内正压气体通过出风孔64对固定防护罩Ⅰ61的钢化玻璃63进行实时吹扫，无论溜井1内扬尘有多大，均可保证固定防护罩Ⅰ61的钢化玻璃63上不积灰，从而保证光路畅通，灰尘及小颗粒不能进入防护套管216内。导线及红外发光二极管整体经固定防护罩Ⅰ61后护板安装口65放置在导线固定器66上，调整好外发光二极管位置后用导线固定器66固定，避免导线在红外发射器62内窜动。图中5为溜井内的矿石。
每个红外接收单元7与红外发射单元6对应设置在溜井1的井壁内。
本发明所述的控制系统3包括控制器、触摸屏、网络传输装置和电池电源，所述的电池电源分别与红外发射器、触摸屏和网络传输装置通过导线相连，所述的PLC控制器分别与红外发射器、红外接收器、触摸屏和网络传输装置电性相连。
控制系统3能够实现溜井料位的实时监测；料位高低报警、堵塞报警；控制系统能耗控制。
检测装置配有电池电源，在开采区域无需铺设供电线缆，灵活方便。本发明的自动控制系统3可以采用现有的自动控制系统，也可以根据需要自己设计控制程序。
网络传输装置可以支持以太网通信协议，提供有线和无线两种接口，使之与矿山井下网络连接，将料位信号上传到矿山控制系统。
本发明的控制器3采用PLC（Programmable Logic Controller）PLC控制器，主要用于数据处理、控制红外光电二极管和红外光电开关。红外光电开关检测到的信号送到PLC控制器21中进行处理，去除干扰信号以及由于环境变动等影响出现的错误数据，并将最终数据通过网络传输装置发送出去；PLC控制器3配备触摸屏，用于现场监测、程序设定及检修维护。
本发明的溜井料位检测装置结构简单，设备成本低，占用面积小，相关配套设备制造和安装精度要求不高，并且克服了不防震，易损坏的弊病。
Claims (8)
1.一种红外光电式对射式溜井料位检测装置，包括设置在溜井内的溜井料位检测装置和控制系统，其特征在于：所述的溜井料位检测装置包括红外发射单元固定组件Ⅰ，设置在红外发射单元固定组件Ⅰ上的多个红外发射单元，红外接收固定组件Ⅱ，设置在红外接收单元固定组件Ⅱ上的多个红外接收单元，
所述的红外发射单元固定组件Ⅰ包括：连接箱、伸缩管、连接套管、转接端子、电缆和防护套管，所述的连接箱设置在溜井井口采区巷道内，连接箱底部通过伸缩管和连接套管与防护套管连接，防护套管固定在溜井侧壁上，在连接箱内设有转接端子，转接端子上接有电缆，在防护套管上沿轴向等距开有多个矩形开口，防护套管底部与风机连通；所述的红外接收单元固定组件Ⅱ与红外发射单元固定组件Ⅰ结构相同，且对称设置于溜井内壁；
每个红外发射单元和每个红外接收单元分别设置在各自防护套管上的多个矩形开口内；
所述的红外接收器和红外发射器均与控制系统相连接。
2.根据权利要求1所述的红外光电式对射式溜井料位检测装置，其特征在于所述的红外发射单元包括固定防护罩Ⅰ和设在固定防护罩Ⅰ内的红外发射器；所述的固定防护罩Ⅰ由带有固定螺孔的开口端，与开口端连接的两个侧护板和与侧护板连接的后护板所组成，固定防护罩Ⅰ的开口端内部设有用于封闭开口端的透光的钢化玻璃，在钢化玻璃外侧的固定防护罩Ⅰ护板上设有出风孔Ⅰ，在固定防护罩Ⅰ后护板上开有安装口Ⅰ，后护板内侧上设有导线固定器Ⅰ；所述的固定防护罩Ⅰ开口端通过螺栓固接在防护套管内的矩形开口处。
3.根据权利要求1所述的红外光电式对射式溜井料位检测装置，其特征在于所述的红外接收单元包括固定防护罩Ⅱ和设在固定防护罩Ⅱ内的红外接收器；固定防护罩Ⅱ的开口端内部设有用于封闭开口端的透光的钢化玻璃，在钢化玻璃外侧的固定防护罩Ⅱ护板上设有出风孔Ⅱ，在固定防护罩Ⅱ后护板上设有安装口Ⅱ，后护板内侧上设有导线固定器Ⅱ；所述的固定防护罩Ⅱ开口端通过螺栓固接在防护套管内的矩形开口处。
4.根据权利要求1所述的红外光电式对射式溜井料位检测装置，其特征在于所述的多个红外发射单元为10个～30个红外发射单元，首尾连接而成。
5.根据权利要求1所述的红外光电式对射式溜井料位检测装置，其特征在于所述的矩形开口为10个～30个。
6.根据权利要求1所述的红外光电式对射式溜井料位检测装置，其特征在于所述的防护套管由为1段～8段分防护套管拼接而成。
7.根据权利要求1所述的红外光电式对射式溜井料位检测装置，其特征在于所述的控制系统包括PLC控制器、触摸屏、网络传输装置和电池电源，所述的电池电源分别与红外发射器、红外接收器、PLC控制器、触摸屏和网络传输装置通过导线相连，所述的PLC控制器分别与红外发射器、红外接收器、触摸屏和网络传输装置电性相连。
8.根据权利要求1所述的红外光电式对射式溜井料位检测装置，其特征在于所述的红外发射器为红外发光二极管，所述的红外接收器为红外光电开关。
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| CN109141580B (zh) | 2024-03-08 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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