CN112747596B - 辊道窑断辊检测系统及快速巡检方法 - Google Patents

Abstract

一种辊道窑断辊检测系统及快速巡检方法，检测系统包括多根设有检测器的辊棒，检测控制装置连接有一根信号发射线和多根信号接收线，多根辊棒分成两组以上棒组，每组棒组中各辊棒的检测器连接信号发射线和一根独立的信号接收线，每组棒组均对应设有通断控制组件，其接线复杂程度和接线难度低、装配维护简便、易于控制、成本低、检测效率高。快速巡检方法是在设定时间内对所有棒组采用逐组检测的方式进行多次循环检测，获得每个检测器的多个非连续信号片段，再比较判断多个信号片段与表示辊棒未断裂的周期性信号的变化规律进行比较，并判断辊棒是否断裂其能够精准检测每一根辊棒断辊情况、检测效率高。

Description

辊道窑断辊检测系统及快速巡检方法

技术领域

本发明涉及热处理窑炉技术领域，具体涉及一种辊道窑断辊检测系统及快速巡检方法。

背景技术

辊道窑又称辊底窑，是一种以转动的耐火辊棒作为运载工具的连续烧成隧道窑，产品(物料)放置在多条水平间隔布置的辊棒上，靠辊棒的转动驱使产品通过辊道窑的炉膛，从而完成烧结。辊道窑在实际运行中，有可能发生断辊现象，此时需要及时更换辊棒，否则会导致传动系统运转不畅，甚至会发生连续断辊，严重时还会导致拱窑的事故。因此，辊道窑一般都会配备辊棒断裂检测系统。

目前断辊检测识别主要采用两种方案，第一种是基于大部分辊棒断裂后会翘起来，通过检测辊棒的翘起，来判断辊棒断裂，这种方案经过实际检验可行度是不足的，因为在很多断辊情况下辊棒是不翘起的，存在可靠性不够的问题。第二种是在辊棒从动端检测辊棒是否转动来判断是否断辊，由于辊道窑是通过一端的驱动系统驱动辊棒转动，当辊棒断裂后，断裂一端即失去了主动端扭矩的传递，实际表现就是不再转动。该种检测识别方案是主流的断辊识别方法。

对于上述第二种断辊识别方案，目前主流技术路线是基于各种传感器和检测装置，检测辊棒的从动端是否呈周期性转动，若不呈周期性转动，则判定为断辊，随后再将信号传递给控制单元，控制单元输出报警信号。要实现每一根辊棒的精确检测和报警，针对每一根辊棒均需要配置一个检测单元，每个检测单元包括单独的接线、传感器(检测装置)以及控制单元的控制点位，而一台辊道窑的辊棒数量通常在500～800根之间，这会导致接线复杂、装配维护难度大、控制难度高、成本高的问题，尤其是随着辊道窑的长度越来越长，用到的辊棒越来越多，上述缺陷会表现得更加突出。因此，现有断辊检测系统基本上都是采取分区断辊检测的方案，即将若干辊棒分为一分区，采用检测组件对该分区内的辊棒进行同步检测，当该分区内的某一根辊棒断裂，可被检测组件检测出，再由现场巡检人员到该分区位置检查具体是哪一根辊棒断裂，并对其进行更换。但是这种分区检测方案不能对具体每一根辊棒进行精确、及时的检测，且仍需要人工辅助配合，其自动化及智能化程度低、人工成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种接线复杂程度和接线难度低、装配维护简便、易于控制、成本低、检测效率高的辊道窑断辊检测系统，还相应提供一种能够精准检测每一根辊棒断辊情况、控制简便、检测效率高的该辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种辊道窑断辊检测系统，包括安装在所述辊道窑中的多根辊棒，每根辊棒设有用于检测辊棒是否断裂的检测器，各检测器连接至检测控制装置，所述检测控制装置连接有一根信号发射线和多根信号接收线，多根所述辊棒分成两组以上棒组，各棒组包括根数不大于信号接收线数量的所述辊棒，每组棒组中各辊棒的检测器连接所述信号发射线和一根独立的信号接收线，每组棒组均对应设有用于控制该棒组中所有检测器与检测控制装置接通和断开的通断控制组件。

上述的辊道窑断辊检测系统，优选的，每个检测器与其所连接的信号接收线通过一个由检测控制装置控制开闭动作的第一开关相连，各组棒组的通断控制组件包括该棒组中所有检测器相连的第一开关。

上述的辊道窑断辊检测系统，优选的，每组棒组中所有辊棒通过一条独立的控制线路与所述信号发射线相连，每条控制线路设有一个由检测控制装置控制开闭动作的第二开关，各组棒组的通断控制组件包括该棒组的控制线路的第二开关。

上述的辊道窑断辊检测系统，优选的，每一组棒组中辊棒的数量与信号接收线的数量一致。

上述的辊道窑断辊检测系统，优选的，所述检测器为对辊棒从动端的转动状态进行检测并在辊棒检测未断裂时产生周期性检测信号的检测装置。

上述的辊道窑断辊检测系统，优选的，在没有辊棒断裂时所有检测器检测产生的周期性检测信号在同一时间段内相同。

上述的辊道窑断辊检测系统，优选的，所述检测器为连接在辊棒两端的导电刷。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，包括以下步骤：

(S1)控制单元通过控制各通断控制组件，在设定时间内采用逐组检测的方式对所有棒组进行多次循环检测，对每组棒组进行检测时同步检测该棒组中所有检测器并获得各检测器的信号片段，所述设定时间小于单个检测器产生一个完整周期的周期性信号所需时间×棒组的组数，每个检测器的第一个信号片段与最后一个信号片段的间隔时间大于单个检测器产生一个完整周期的周期性信号所需时间；

(S2)将多次循环检测后获得的每个检测器的多个信号片段的变化规律与所述周期性信号的变化规律进行比较，当多个信号片段的变化规律与所述周期性信号的变化规律一致时判断为该检测器所检测辊棒未断裂，当多个信号片段的变化规律与所述周期性信号的变化规律不一致时判断为该检测器所检测辊棒断裂。

上述的快速巡检方法，优选的，所述设定时间为单个检测器产生一个完整周期的周期性信号所需时间的一倍到两倍之间。

上述的快速巡检方法，优选的，所述检测控制装置还连接有报警器，在步骤(S2)中检测到有辊棒断裂时所述报警器发出报警。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的辊道窑断辊检测系统采用多组棒组的检测器共用一根信号发射线和多根信号接收线的接线方式，同时每组棒组均对应设有用于控制该棒组中所有检测器与检测控制装置接通和断开的通断控制组件，能够实现精准的检测每一根辊棒是否断裂，相比于现有技术可减少接线量，并减少检测控制装置的控制点数量，其具有接线复杂程度和接线难度低、装配维护简便、易于控制和成本低的优点。

本发明的快速巡检方法在采用多组棒组的检测器共用一根信号发射线和多根信号接收线的共用接线方式情况下，实现了精准的检测每根辊棒的断辊情况。同时，该快速巡检方法在设定时间内对所有棒组采用逐组检测的方式进行多次循环检测，在该设定时间内获得每个检测器的多个非连续信号片段，再将每个检测器的多个信号片段与表示辊棒未断裂的周期性信号进行比较，判断两者的变化规律是否一致，进而判断出检测器所对应辊棒是否断裂。由于设定时间小于单个检测器产生一个完整周期的周期性信号所需时间×棒组的组数，相比于对所有棒组逐组检测、且对每组棒组检测时均一次性完成检测的方式，其所需的时间少，检测效率更高。

附图说明

图1为实施例1中辊道窑断辊检测系统的结构原理图。

图2为另一实施例中辊道窑断辊检测系统的结构原理图。

图例说明：

1、辊棒；2、检测器；3、检测控制装置；4、信号发射线；5、信号接收线；6、控制线路；100、第一开关；200、第二开关。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的辊道窑断辊检测系统，包括安装在辊道窑中的多根辊棒1，每根辊棒1设有用于检测辊棒1是否断裂的检测器2，各检测器2连接至检测控制装置3，检测控制装置3连接有一根信号发射线4和多根信号接收线5，多根辊棒1分成两组以上棒组，各棒组包括根数不大于信号接收线5数量的辊棒1，每组棒组中各辊棒1的检测器2连接信号发射线4和一根独立的信号接收线5，也即每组棒组中每根辊棒1的检测器2连接上述多根信号接收线5中的一根，且各辊棒1的检测器2连接的信号接收线5不同，这样使得多组棒组的检测器2共用多根信号接收线5。每组棒组均对应设有用于控制该棒组中所有检测器2与检测控制装置3接通和断开的通断控制组件。该辊道窑断辊检测系统在检测时，可通过通断控制组件控制各组棒组中检测器2与检测控制装置3的接通和断开，使每次仅有一组棒组的检测器2通过信号发射线4和多根信号接收线5连接至检测控制装置3进行检测，此时被检测的每个检测器2分别对应一根独立的信号接收线5，进而可以由检测控制装置3对每一个检测器2进行区分和检测，实现精准的检测每一根辊棒1是否断裂。该辊道窑断辊检测系统采用多组棒组的检测器2共用一根信号发射线4和多根信号接收线5的接线方式，同时每组棒组均对应设有用于控制该棒组中所有检测器2与检测控制装置3接通和断开的通断控制组件，能够实现精准的检测每一根辊棒1是否断裂，相比于现有技术可减少接线量，并减少检测控制装置3的控制点数量，其具有接线复杂程度和接线难度低、装配维护简便、易于控制和成本低的优点。

本实施例中，每个检测器2与其所连接的信号接收线5通过一个由检测控制装置3控制开闭动作的第一开关100相连，各组棒组的通断控制组件包括该棒组中所有检测器2相连的第一开关100。检测控制装置3控制各组棒组中检测器2相连的第一开关100开闭动作，即可控制相应棒组中检测器2与检测控制装置3连接和断开。该通断控制组件具有结构简单、成本低、工作稳定可靠、易于装配维护的优点。

在其他实施例中，如图2所示，每组棒组中所有辊棒1通过一条独立的控制线路6与信号发射线4相连，每条控制线路6设有一个由检测控制装置3控制开闭动作的第二开关200，各组棒组的通断控制组件包括该棒组的控制线路6的第二开关200。这样每个通断控制组件只需要设置一个第二开关200，就实现一组棒组中所有检测器2与检测控制装置3同步连接和同步断开，利于进一步降低成本、提高结构简单紧凑性、降低装配维护难度和控制难度。

本实施例中，每一组棒组中辊棒1的数量与信号接收线5的数量一致，也即各组棒组中辊棒1的数量相同，检测控制装置3连接的信号接收线5的数量与单组棒组中辊棒1的数量相同。充分利用了每根信号接收线5，在实现同样数量辊棒1精准检测的情况下，可减少信号接收线5的数量，进一步减少接线数量和检测控制装置3的控制点数量。在实际应用过程中，辊道窑中辊棒1数量有可能不能平均分配为多组棒组，在该情况下可使其中一组棒组的辊棒1数量少于其他组的辊棒1数量。

本实施例中，检测器2为对辊棒1从动端的转动状态进行检测并在辊棒1检测未断裂时产生周期性检测信号的检测装置。上述检测器2采用现有技术，例如，检测器2包括安装在辊棒1从动端并随辊棒1转动的感应开关和设置在辊棒1外侧的干簧管，感应开关随辊棒1转动时与干簧管的距离呈周期性变化，从而被干簧管感应并产生周期性检测信号。检测器2还可采用公告号为CN202757433U的中国实用新型专利中所采用的断辊检测装置。

优选的，在没有辊棒1断裂时所有检测器2检测产生的周期性检测信号在同一时间段内相同，在没有辊棒1断裂的情况下，所有检测器2检测时的信号在同一时间段内相同，也即能重合为一个简单的周期性检测信号，这样有利于检测控制装置3进行检测判断，降低检测控制难度。

在其他实施例中，检测器2也可为连接在辊棒1两端的导电刷，检测时将两端的导电刷接入检测电流回路中，在辊棒1未断裂时检测电流能通过辊棒1在两个导电刷之间传导，在辊棒1断裂时检测电流不能通过辊棒1在两个导电刷之间传导，上述两种情况均易于被检测，并判断辊棒1是否断辊，其结构简单、成本低、易于制作装配。

实施例2：

一种实施例1中辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，包括以下步骤：

(S1)检测控制装置3通过控制各通断控制组件，在设定时间内采用逐组检测的方式对所有棒组进行多次循环检测，对每组棒组进行检测时同步检测该棒组中所有检测器2并获得各检测器2的信号片段，也即对所有棒组按照逐组检测的方式逐个检测完后，再按照该方式重复检测多次，从而对于每个检测器2均能获得多个信号片段。上述设定时间小于单个检测器2产生一个完整周期的周期性信号所需时间×棒组的组数，每个检测器2的第一个信号片段与最后一个信号片段的间隔时间大于单个检测器2产生一个完整周期的周期性信号所需时间；以保证多次循环检测后，对于每个检测器2均能获得至少一个完整周期性信号中的多个信号片段；

(S2)将多次循环检测后获得的每个检测器2的多个信号片段的变化规律与周期性信号的变化规律进行比较，当多个信号片段的变化规律与周期性信号的变化规律一致时判断为该检测器2所检测辊棒1未断裂，当多个信号片段的变化规律与周期性信号的变化规律不一致时判断为该检测器2所检测辊棒1断裂。也即判断每个检测器2对应的多个非连续信号片段是否按照检测器2在辊棒1检测未断裂时产生的周期性检测信号的变化规律变化，若是则表示辊棒1未断裂，若否则表示辊棒1断裂。

该快速巡检方法在采用多组棒组的检测器2共用一根信号发射线4和多根信号接收线5的共用接线方式情况下，实现了精准的检测每根辊棒1的断辊情况。同时，该快速巡检方法在设定时间内对所有棒组采用逐组检测的方式进行多次循环检测，在该设定时间内获得每个检测器2的多个非连续信号片段，再将每个检测器2的多个信号片段与表示辊棒1未断裂的周期性信号进行比较，判断两者的变化规律是否一致，进而判断出检测器2所对应辊棒1是否断裂。由于设定时间小于单个检测器2产生一个完整周期的周期性信号所需时间×棒组的组数，相比于对所有棒组逐组检测、且对每组棒组检测时均一次性完成检测的方式，其所需的时间少，检测效率更高。

优选的，上述设定时间为单个检测器2产生一个完整周期的周期性信号所需时间的一倍到两倍之间，这样无论棒组的数量为多少，检测的总时间均不超过单个检测器2产生一个完整周期的周期性信号所需时间，极大的提高了检测效率，同时又能够保证对于每个检测器2均能获得至少一个完整周期性信号中的多个信号片段。在实际应用时，只需控制检测频率使一个循环检测的时间小于单个检测器2产生一个完整周期的周期性信号所需时间即可。

本实施例中，检测控制装置3还连接有报警器，在步骤中检测到有辊棒1断裂时报警器发出报警，以便于及时发现断辊情况并进行处理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，所述辊道窑断辊检测系统包括安装在所述辊道窑中的多根辊棒(1)，每根辊棒(1)设有用于检测辊棒(1)是否断裂的检测器(2)，各检测器(2)连接至检测控制装置(3)，其特征在于：所述检测控制装置(3)连接有一根信号发射线(4)和多根信号接收线(5)，多根所述辊棒(1)分成两组以上棒组，各棒组包括根数不大于信号接收线(5)数量的所述辊棒(1)，每组棒组中各辊棒(1)的检测器(2)连接所述信号发射线(4)和一根独立的信号接收线(5)，每组棒组均对应设有用于控制该棒组中所有检测器(2)与检测控制装置(3)接通和断开的通断控制组件；所述检测器(2)为对辊棒(1)从动端的转动状态进行检测并在辊棒(1)检测未断裂时产生周期性检测信号的检测装置；

所述快速巡检方法包括以下步骤：

(S1)检测控制装置(3)通过控制各通断控制组件，在设定时间内采用逐组检测的方式对所有棒组进行多次循环检测，对每组棒组进行检测时同步检测该棒组中所有检测器(2)并获得各检测器(2)的信号片段，所述设定时间小于单个检测器(2)产生一个完整周期的周期性信号所需时间×棒组的组数，每个检测器(2)的第一个信号片段与最后一个信号片段的间隔时间大于单个检测器(2)产生一个完整周期的周期性信号所需时间；

(S2)将多次循环检测后获得的每个检测器(2)的多个信号片段的变化规律与所述周期性信号的变化规律进行比较，当多个信号片段的变化规律与所述周期性信号的变化规律一致时判断为该检测器(2)所检测辊棒(1)未断裂，当多个信号片段的变化规律与所述周期性信号的变化规律不一致时判断为该检测器(2)所检测辊棒(1)断裂。

2.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，其特征在于：每个检测器(2)与其所连接的信号接收线(5)通过一个由检测控制装置(3)控制开闭动作的第一开关(100)相连，各组棒组的通断控制组件包括该棒组中所有检测器(2)相连的第一开关(100)。

3.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，其特征在于：每组棒组中所有辊棒(1)通过一条独立的控制线路(6)与所述信号发射线(4)相连，每条控制线路(6)设有一个由检测控制装置(3)控制开闭动作的第二开关(200)，各组棒组的通断控制组件包括该棒组的控制线路(6)的第二开关(200)。

4.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，其特征在于：每一组棒组中辊棒(1)的数量与信号接收线(5)的数量一致。

5.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，其特征在于：在没有辊棒(1)断裂时所有检测器(2)检测产生的周期性检测信号在同一时间段内相同。

6.根据权利要求1所述的辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，其特征在于：所述检测器(2)为连接在辊棒(1)两端的导电刷。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，其特征在于：所述设定时间为单个检测器(2)产生一个完整周期的周期性信号所需时间的一倍到两倍之间。

8.根据权利要求7所述的辊道窑断辊检测系统的快速巡检方法，其特征在于：所述检测控制装置(3)还连接有报警器，在步骤(S2)中检测到有辊棒(1)断裂时所述报警器发出报警。

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