CN111502658A - 基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置 - Google Patents

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金珠鹏
李伟
刘刚
刘学文
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Abstract

基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，本发明涉及采煤机截齿的监测装置。它解决了现有技术不能及时发现采煤机截齿断齿和破损现象的问题。它包括多个霍尔元件、永磁体、多个信号放大电路、多个A/D转换电路、控制器电路和无线信号发送装置；所述多个霍尔元件平行排列成一排，永磁体设置在所有的霍尔元件的后端，每个霍尔元件的信号输出端连接一个信号放大电路的信号输入端，每个信号放大电路的信号输出端连接一个A/D转换电路的信号输入端，每个A/D转换电路的信号输出端连接控制器电路的一个信号输入端，控制器电路的信号输出端连接无线信号发送装置的信号输入端。本发明对采煤机截齿断齿和破损现象及时发现，消除安全隐患。

Description

基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置
技术领域
本发明涉及采煤机截齿的监测装置。
背景技术
采煤机在工作中需要截齿摩擦煤层，从而将煤层剥落。在摩擦的过程中，不可避免的截齿会和岩石接触，由于截齿高速转动，很容易产生高温火花，高温火花会点燃泄露的瓦斯或者煤层粉尘，造成难以估计的损失。现有技术虽然采用镀层对截齿进行处理，但是截齿的镀层会磨损，还有可能在碰撞岩石过程中造成截齿断齿和破损。所以及时发现截齿齿形变化非常重要。总之，如果不能及时发现断齿现象并停止截齿的工作，会造成断齿和煤层中的岩石摩擦产生火花，发生安全隐患。
发明内容
本发明是为了解决现有技术不能及时发现采煤机截齿断齿和破损现象，提供一种基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置
它包括多个霍尔元件1、永磁体2、多个信号放大电路3、多个A/D转换电路4、控制器电路5和无线信号发送装置6；
所述多个霍尔元件1平行排列成一排，永磁体2设置在所有的霍尔元件1的后端，每个霍尔元件1的信号输出端连接一个信号放大电路3的信号输入端，每个信号放大电路3的信号输出端连接一个A/D转换电路4的信号输入端，每个A/D转换电路4的信号输出端连接控制器电路5的一个信号输入端，控制器电路5的信号输出端连接无线信号发送装置6的信号输入端。
本发明工作时，霍尔元件1和永磁体2设置在采煤机截齿10的护罩11上，沿着截齿旋转轴的轴向方向布置一排多个霍尔元件1，霍尔元件1实时采集截齿10上沿着截齿圆周表面上分布的多个齿体12的磁信号，磁信号经过放大和A/D转换后，在控制器电路5内，与预先标定的波形进行对比。如果发生了波形畸变，通过无线信号发送装置6进行报警。本发明能够对采煤机截齿断齿和破损现象及时发现，消除了安全隐患。采用一排霍尔件，能避免一部分截齿不能检测的问题，每个霍尔件输出的波形在正常情况下是每个周期是一样的，截齿出现问题时，输出的波形就会有一定的波动。此时可以判断截齿出现问题，本发明的发明点在于：解决了截齿的在使用中出现问题不能及时发现的问题。
附图说明
图1是截齿的立体结构示意图，图2是本发明霍尔元件1安装在截齿的护罩上的结构示意图，图3是图2的俯视图，图4是本发明电路结构示意图，图5是工作原理示意图之一，图6是工作原理示意图之二，图7是工作原理示意图之三，图8是没有断齿时齿体12的波形图，图9是断齿发生后齿体12的波形图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1至图9具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置由多个霍尔元件1、永磁体2、多个信号放大电路3、多个A/D转换电路4、控制器电路5和无线信号发送装置6组成；
所述多个霍尔元件1平行排列成一排，永磁体2设置在所有的霍尔元件1的后端，每个霍尔元件1的信号输出端连接一个信号放大电路3的信号输入端，每个信号放大电路3的信号输出端连接一个A/D转换电路4的信号输入端，每个A/D转换电路4的信号输出端连接控制器电路5的一个信号输入端，控制器电路5的信号输出端连接无线信号发送装置6的信号输入端。
图5给出了霍尔元件1、永磁体2与齿体12的位置关系。从图6可以看出霍尔元件处于两个齿体之间时，磁力线分散；从图7可以看出，霍尔元件邻近一个齿体时，磁力线集中。因此采煤机在转动过程中，截齿10圆柱表面上的齿体12依次序通过本发明装置安装的位置时，会因为磁场的变化，霍尔元件1输出不同电信号，对输出的信号经过放大处理，通过A/D采样，可以得到一个完整周期(滚筒旋转360°)的数字信号。控制器电路5中的中央处理器，通过比较所有的处理数据，可以得出截齿的状态。当发现波形畸变时报警。
由于截齿10中齿体12的轴向位置分布状态不同，转动中不在同一个平面，因此采用多个霍尔元件并排采集的方式。
判断结果通过WIFI或者蓝牙等无线信号传输装置，传输相应的控制平台，实时监控截齿状态。
霍尔元件1固定在采煤机截齿10的护罩11上；或者可拆卸连接在采煤机截齿10的护罩11上。
控制器电路5中根据采集到的截齿波形，与之前预存的截齿波形进行对比，从而完成截齿损伤的自动判断。
本发明采用了实时监测、智能判断的模式，对整个过程的所有截齿的齿体做监测，在截齿出现破损时及时报警.采取无线传输，使操作者能及时更换截齿，避免生产隐患。
针对采煤机的截齿分布状态：本发明采用多探头，并列式采集探头磁场变化方式判断截齿状态。适用范围更广。
具体实施方式二：本实施方式是在实施方式一的基础上作进一步说明，本实施方式中，A/D转换电路4是高速A/D采样芯片，(型号为AD7705/06)。通过对霍尔元件输出的信号放大处理后，经过高速A/D采样芯片处理后得到一系列信号。通过对采集信号对比，可以判断截齿的状态。
具体实施方式三：下面结合图4具体说明本实施方式。本实施方式是在实施方式一的基础上作进一步说明，它还包括停车信号输出装置20，所述停车信号输出装置20的信号输入端连接控制器电路5的信号输出端，控制器电路5的信号输出端连接采煤机供电电源控制器。如此设置，本发明在监测到截齿断齿和破损现象时，直接停止采煤机截齿的工作状态，采取智能制动停车的措施，避免发生生产事故。

Claims (9)

1.基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于，它包括多个霍尔元件(1)、永磁体(2)、多个信号放大电路(3)、多个A/D转换电路(4)、控制器电路(5)和无线信号发送装置(6)；
所述多个霍尔元件(1)平行排列成一排，永磁体(2)设置在所有的霍尔元件(1)的后端，每个霍尔元件(1)的信号输出端连接一个信号放大电路(3)的信号输入端，每个信号放大电路(3)的信号输出端连接一个A/D转换电路(4)的信号输入端，每个A/D转换电路(4)的信号输出端连接控制器电路(5)的一个信号输入端，控制器电路(5)的信号输出端连接无线信号发送装置(6)的信号输入端。
2.根据权利要求1所述基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于无线信号发送装置(6)为WIFI信号传输装置。
3.根据权利要求1所述基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于无线信号发送装置(6)为蓝牙信号传输装置。
4.根据权利要求1所述基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于A/D转换电路(4)是高速A/D采样芯片。
5.根据权利要求4所述基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于高速A/D采样芯片的型号为AD7705/06。
6.根据权利要求1至5中任意一个权利要求所述基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于它还包括停车信号输出装置(20)，所述停车信号输出装置(20)的信号输入端连接控制器电路(5)的信号输出端，控制器电路(5)的信号输出端连接采煤机供电电源开关。
7.根据权利要求1至5中任意一个权利要求所述基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于霍尔元件(1)固定在采煤机截齿(10)的护罩(11)上。
8.根据权利要求1至5中任意一个权利要求所述基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于霍尔元件(1)可拆卸连接在采煤机截齿(10)的护罩(11)上。
9.根据权利要求1至5中任意一个权利要求所述基于线性霍尔多探头的智能监测采煤机截齿状态装置，其特征在于控制器电路(5)中根据采集到的截齿波形，与之前预存的截齿波形进行对比，从而完成截齿损伤的自动判断。
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