CN115231417A - 一种立井提升系统罐道检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立井提升系统罐道检测装置及检测方法，包括罐道，还包括底座，在底座上安装一组或两组检测装置本体，进行单边或双边检测；所述检测装置本体包括预紧装置、滚轮以及支撑装置，预紧装置的一端通过支撑装置连接在底座上，在预紧装置的另一端上安装滚轮，滚轮的圆周面与相邻罐道壁紧密贴合；所述检测装置本体还包括防爆箱，在防爆箱内放置数据采集设备以及电源，在支撑装置上还安装滑块位移传感器以及加速度传感器，在底座上还安装倾角传感器，倾角传感器、位移传感器与加速度传感器通过连接线与数据采集设备连通；本发明有效提高现有立井罐道检测的效率，可避免对罐道缺陷的漏检和错检，适合对立井提升罐道的定期诊断，可使提升立井作业更加安全高效。

Description

一种立井提升系统罐道检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种立井提升系统罐道检测装置及检测方法，属于测量领域，尤其是针对立井提升系统罐道缺陷进行检测领域。

背景技术

作为煤矿生产咽喉的矿井提升设备，是连接井上与井下的核心枢纽，罐道作为提升系统在立井运行的导向装置，对保障提升容器稳定、安全和快速运行具有至关重要的作用。

在提升装置长期运行过程中，立井罐道会受到来自地质构造运动的影响、提升容器对罐道的冲击、潮湿环境的腐蚀及污物的硬化附着等因素的影响，从而发生一定程度整体或局部的一些变形。这些缺陷作为激励在提升容器运行过程中输入，使提升容器受到不同程度的冲击并产生不良振动，加剧提升钢丝绳产生横向与纵向的振动，情况严重时会造成钢丝绳的断裂、提升容器脱轨或卡罐、人员伤亡等，影响煤矿安全高效运行。因此，对立井罐道的缺陷检测具有非常重要的意义。

目前对罐道检测在很多煤矿仍以人工定期分段检测为主，虽然也有几何测距法、专业仪器法、运动梁等多种检测方法，但是几何测距法易受钢丝绳摆动的影响，专业仪器法需要专业人员且受测试点数量的影响，其他的一些方法由于操作的复杂和可靠性不高等因素，在国内为几乎没有实际应用。

发明内容

本发明提供一种立井提升系统罐道检测装置及检测方法，有效提高现有立井罐道检测的效率，解决其操作繁琐，效率低下且劳动强度大的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种立井提升系统罐道检测装置，包括罐道，还包括底座，在底座上安装一组或两组检测装置本体，进行单边或双边检测；

所述检测装置本体包括预紧装置、滚轮以及支撑装置，预紧装置的一端通过支撑装置连接在底座上，在预紧装置的另一端上安装滚轮，滚轮的圆周面与相邻罐道壁紧密贴合；

所述检测装置本体还包括防爆箱，在防爆箱内放置数据采集设备以及电源，在支撑装置上还安装滑块位移传感器以及加速度传感器，在底座上还安装倾角传感器，倾角传感器、位移传感器与加速度传感器通过连接线与数据采集设备连通；

作为本发明的进一步优选，当检测装置本体用于单边检测时，所述的底座为支架底座，所述支撑装置包括支架、测杆以及连接轴，支架垂直于底座设置，在支架的顶端穿设销轴，销轴的两端分别连接一根测杆，且销轴与测杆连接的端部靠近匹配测杆的端部，两根测杆平行设置，在两根测杆的中心、相邻的端部之间均安装一根连接轴；

所述预紧装置包括弹簧压紧器、测杆连接杆以及滑块构件，滑块构件垂直于支架底座固定在支架侧壁，测杆连接杆的一端可滑移连接在滑块构件上，测杆连接杆的另一端与位于测杆中心的连接轴端部铰接，弹簧压紧器的一端铰接在滑块构件上，弹簧压紧器的另一端铰接在靠近支架顶端的连接轴上；

所述滚轮套设在测杆端部的连接轴上，且套设滚轮的连接轴远离支架的顶端；

作为本发明的进一步优选，所述的滑块构件为呈条状结构的直线式滑块位移传感器，测杆连接杆的一端通过连接杆滑块可滑动连接在滑块位移传感器上；

在连接杆滑块上安装加速度传感器；

支架底座上还安装倾角传感器；

所述滚轮在轴向方向的长度与连接轴的长度相等；

作为本发明的进一步优选，当检测装置本体用于双边检测时，所述的底座为两个并排布设的支架座板，两个支架座板之间有间距，同时两个支架座板之间通过两个并排布设的底板横板连接；

在双边检测时，包括两组交错布设的支撑装置，每个支撑装置匹配一个滚轮，当双边检测时，两个滚轮在罐道内滚动的轨迹对称设置在罐壁上；

在每个支架座板上分别安装支座，每个支撑装置包括相对布设的两个测杆主板，每个测杆主板上开设等间距的多个小孔，在测杆主板的两个端部分别固定一个滑块，滑块通过螺钉固定在测杆主板上的小孔内，每个测杆主板匹配一个测杆副板，每个测杆副板上固定测杆滑轨，滑块匹配在测杆滑轨内将测杆主板与测杆副板连接；

其中一个测杆主板靠近一端的位置通过轴与支座铰接，测杆主板的另一端与测杆副板的一端重合，测杆副板的另一端与另一个测杆副板的另一端之间通过滚轮轴连接，在滚轮轴上套设滚轮；

两组交错布设的支撑装置安装时，铰接在同一侧支座上的测杆主板形成的夹角最大为180度；

所述预紧装置包括测杆连接杆以及弹簧压紧器，每个测杆主板的一端通过测杆连接杆与支座可移动连接，弹簧压紧器的一端铰接在支座上，弹簧压紧器的另一端铰接在测杆主板中间位置；

作为本发明的进一步优选，在滚轮轴靠近端部的位置分别开设横槽口，在测杆副板的另一端通过螺钉固定卡板，卡板嵌在横槽口内，限制滚轮轴的转动；

在支座底端安装滑块位移传感器，所述滑块位移传感器为长条状结构，侧板连接杆的一端通过连接杆滑块与滑块位移传感器可滑移连接；

在连接杆滑块上安装加速度传感器；

在其中一个支架座板上安装倾角传感器；

底板横板的底面中心位置安装图像传感器；

作为本发明的进一步优选，所述弹簧拉紧器包括螺杆、预紧调整块、铆钉、弹簧拉环以及拉伸弹簧，预紧调整块的一端设置螺纹孔，螺杆的一端伸入螺纹孔内与预紧调整块螺纹连接，铆钉的铆钉头与预紧调整块的另一端可旋转连接，铆钉的另一端通过弹簧拉环连接拉伸弹簧；

作为本发明的进一步优选，所述检测装置本体采用提升容器时，提升容器通过罐耳连接在罐道内，防爆箱内设置采集模块，位移传感器、加速度传感器以及倾角传感器分别通过连接线接入防爆箱内的采集模块上；

当采用单边检测时，包括两组检测装置本体，两组检测装置本体安装在提升容器顶部，在两组检测装置本体之间安装防爆箱，且两组检测装置本体的滚轮对称贴合相邻罐道；

当采用双边检测时，检测装置本体安装在防爆箱顶部，防爆箱安装在提升容器顶部，检测装置本体的两个滚轮对称贴合相邻罐道；

作为本发明的进一步优选，所述检测装置本体配合吊具沿提升钢丝滑行导向时，检测装置本体的支架座板下方还设置一层支架，位于下层的支架内安装防爆箱，吊具上安装两根提升线缆，在每根提升线缆上均通过固定端子与检测装置本体以及位于下层的支架固定，其中与检测装置本体连接的固定端子位于底板横板的中心位置；

固定端子通过滑套机构实现导向；

作为本发明的进一步优选，所述滑套机构包括主座、左抱臂和右抱臂，左抱臂的一端固定在底板横板上，其另一端延伸形成弧形延伸部，右抱臂的一端固定在底板横板上，其另一端同样延伸形成弧形延伸部，左抱臂的弧形延伸部与右抱臂的弧形延伸部通过紧固螺栓固定，在左抱臂和右抱臂之间形成半圆形空间；

主座的一端固定在底板横板上，且主座的一端位于左抱臂的一端以及右抱臂的一端中间，主座的另一端连接半圆形弧状结构，半圆形弧状结构的两端分别与左抱臂、右抱臂连接，即主座、左抱臂和右抱臂之间形成圆形空间，所述的圆形空间用于套设提升线缆；

在形成的圆形空间内贴合圆周壁设置橡胶滑套；

一种基于所述立井提升系统罐道检测装置的检测方法，利用两个位移传感器在任一时刻的数据值计算出罐道内滚轮贴合的对称位置的间距值，同时利用单个的位移传感器获取的数据值判断匹配罐道壁的缺陷信息，利用倾角传感器获取的数据进行修正，再结合获取的加速度传感器的数据进行缺陷判别。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的检测装置本体可以满足单侧以及左右两侧罐道检测，通过单侧机构的测量值可判断单侧罐道的缺陷状态，通过左右两侧机构的测量值可判断整体罐道的信息；

2、本发明提供的检测装置本体适应范围较广，可以安装于提升容器顶部进行检测，亦可以配合吊具沿钢丝绳导向检测，检测选择方式灵活；

3、本发明提供的检测装置本体降低工人的劳动强度，提高了工作效率，解决了罐道检测费时费力的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1a-图1g是本发明提供的优选实施例原理示意图；

图2是本发明提供的优选实施例进行单边检测结构(分体式)时的示意图；

图3是本发明提供的优选实施例进行双边检测结构(整体式)时的示意图；

图4a-图4b是本发明提供的整体式结构中支撑装置与滚轮的安装示意图；

图5是本发明提供的弹簧拉紧器结构示意图；

图6是本发明采用单边检测装置时布置在提升容器上的示意图；

图7是本发明采用双边检测装置时布置在提升容器上的示意图；

图8是本发明采用双边检测装置结合吊具安装示意图；

图9是本发明采用双边检测装置时滑套机构与底板横板安装示意图；

图10是本发明提供的滑套机构结构示意图。

图中：1为罐道，2为检测装置本体，3为罐耳，4为连接线，5为提升容器，6为防爆箱，7为固定端子，8为滑套机构，9为提升线缆，10为吊具，11为钢丝绳；

在分体式结构中，2-1、2-4、2-7均为连接轴，2-2为滚轮，2-3为测杆，2-5为测杆连接杆，2-6为销轴，2-8为弹簧压紧器，2-9为加速度传感器，2-10为滑块位移传感器，2-11为支架底座，2-12为开闭磁吸底座，2-13为倾角传感器；

在整体式结构中，2’-1为滚轮，2’-2为滚轮轴，2’-3为测杆滑轨，2’-4为滑块，2’-5为测杆主板，2’-5-1为螺钉，2’-5-2为小孔，2’-6为底板横板，2’-7为支架座板，2’-8为弹簧压紧器，2’-8-1为螺杆，2’-8-2为预紧调整块，2’-8-3为铆钉，2’-8-4为弹簧拉环，2’-8-5为拉伸弹簧，2’-9为轴，2’-10为加速度传感器，2’-11为滑块位移传感器，2’-12为测杆连接杆，2’-13为开闭磁吸底座，2’-14为图像传感器，2’-15为倾角传感器，2’-16为卡板，2’-17为调平螺栓，2’-20为滑套机构，2’-20-2为主座，2’-20-1为左抱臂，2’-20-3为右抱臂，2’-20-4为紧固螺栓，2’-20-5为橡胶滑套。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。本申请的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

如背景技术中阐述的，目前针对罐道检测，多以人工定期分段检测为主，导致测量效率以及测量精度均受到影响。基于前述问题，本申请提供了一种立井提升系统罐道检测装置，包括罐道，还包括底座，在底座上安装一组或两组检测装置本体，进行单边或双边检测；所述检测装置本体包括预紧装置、滚轮以及支撑装置，预紧装置的一端通过支撑装置连接在底座上，在预紧装置的另一端上安装滚轮，滚轮的圆周面与相邻罐道壁紧密贴合；这里所谓的单边或者双边检测分类，其实就是分体式与整体式结构的区别，当包含两组分体式结构时，也是可以同时进行双边检测的。

所述检测装置本体还包括防爆箱，在防爆箱内放置数据采集设备以及电源，在支撑装置上还安装滑块位移传感器以及加速度传感器，在底座上还安装倾角传感器，倾角传感器、位移传感器与加速度传感器通过连接线与数据采集设备连通。

现在针对分体式以及整体式结构做一个详细的阐述。

实施例1：

首先是分体式，图2所示，当检测装置本体用于单边检测时，所述的底座为支架底座，所述支撑装置包括支架、测杆2-3以及连接轴，支架垂直于底座2-11设置，在支架的顶端穿设销轴2-6，销轴的两端分别连接一根测杆，且销轴与测杆连接的端部靠近匹配测杆的端部，两根测杆平行设置，在两根测杆的中心、相邻的端部之间均安装一根连接轴2-1；

所述预紧装置包括弹簧压紧器、测杆连接杆以及滑块构件，滑块构件垂直于支架底座固定在支架侧壁，测杆连接杆2-5的一端可滑移连接在滑块构件上，测杆连接杆的另一端与位于测杆中心的连接轴2-4端部铰接，弹簧压紧器2-8的一端铰接在滑块构件上，弹簧压紧器的另一端铰接在靠近支架顶端的连接轴2-7上；

所述滚轮2-2套设在测杆端部的连接轴2-1上，且套设滚轮的连接轴远离支架的顶端。

其中为了简化机构，作为一种优选方案，所述的滑块构件为呈条状结构的直线式滑块位移传感器，测杆连接杆的一端通过连接杆滑块可滑动连接在滑块位移传感器2-10上；在连接杆滑块上安装加速度传感器2-9；支架底座上还安装倾角传感器2-13；所述滚轮在轴向方向的长度与连接轴的长度相等。

在使用时，如果需要对罐道对称的罐壁进行检测，只需设置两个分体式结构即可。使用时，通过开闭磁吸底座2-12的开关实现检测装置本体在提升容器5上的安装与拆卸。

实施例2：

图3所示，是整体式结构，可以直接对罐道进行双边检测，从图中可以看出，进行双边检测的整体式结构，从图中视角的前后方向看为两组相同的结构；具体的，所述的底座为两个并排布设的支架座板2’-7，两个支架座板之间有间距，同时两个支架座板之间通过两个并排布设的底板横板连接，底板横板与支架座板之间通过螺栓2’-18固定，底板横板2’-6的设置是为了平衡两个支架座板位置的水平；在双边检测时，包括两组交错布设的支撑装置，每个支撑装置匹配一个滚轮2’-1，当双边检测时，两个滚轮在罐道内滚动的轨迹对称设置在罐壁上；在每个支架座板上分别安装支座，每个支撑装置包括相对布设的两个测杆主板，每个测杆主板上开设等间距的多个小孔2’-5-2，在测杆主板的两个端部分别固定一个滑块2’-4，滑块通过螺钉2’-5-1固定在测杆主板2’-5上的小孔内，每个测杆主板匹配一个测杆副板，每个测杆副板上固定测杆滑轨2’-3，滑块匹配在测杆滑轨内将测杆主板与测杆副板连接，也就是说测杆主板与测杆副板构成了一个摇杆组件；其中一个测杆主板靠近一端的位置通过轴2’-9与支座铰接，测杆主板的另一端与测杆副板的一端重合，测杆副板的另一端与另一个测杆副板的另一端之间通过滚轮轴2’-2连接，在滚轮轴上套设滚轮2’-1，这里滚轮采用的是内置轴承式结构，因此为了给滚轮进行限位固定，在滚轮的两侧分别设置挡圈；两组交错布设的支撑装置安装时，铰接在同一侧支座上的测杆主板形成的夹角最大为180度。

上述有阐述了测杆主板与测杆副板的连接方式，测杆主板为如图4a所示的结构，在优选实施例中，为了方便阐述，定义测杆主板中以轴2’-9所在点为分界，图4a视角中轴左边的测杆主板的长度为l₁₁，轴右边的测杆主板的长度为l₁₂，那么相邻小孔的间距为d，则几何尺寸l₁₁的有效值为l₁₁′＝l₁₁±nd，n为移动间距的个数，取0，1，2，……

所述预紧装置包括测杆连接杆2’-12以及弹簧压紧器2’-8，每个测杆主板的一端通过测杆连接杆与支座可移动连接，弹簧压紧器的一端铰接在支座上，弹簧压紧器的另一端铰接在测杆主板中间位置。

图4b所示，在滚轮轴靠近端部的位置分别开设横槽口，在测杆副板的另一端通过螺钉固定卡板2’-16，卡板嵌在横槽口内，限制滚轮轴2’-2的转动。

在整体式结构中，滑块位移传感器2’-11安装在支座2’-7底端，所述滑块位移传感器2’-11为长条状结构，侧板连接杆的一端通过连接杆滑块与滑块位移传感器可滑移连接；在连接杆滑块上安装加速度传感器2’-10；在其中一个支架座板上安装倾角传感器2’-15；底板横板的底面中心位置安装图像传感器2’-14，可以作为检测方式的扩展。

不管是在分体式还是整体式结构中，实现机构预紧的方式有多种，包括压紧弹簧、拉紧弹簧以及扭簧预紧均可以，本申请中采用的是拉紧弹簧的方式，而拉紧装置即为所述弹簧拉紧器结构均是相同的(在分体式结构中，弹簧拉紧器的图标为2-8，在整体式结构中，弹簧拉紧器的图标为2’-8，)，具体的如图5所示包括螺杆2’-8-1(此螺杆自带安装孔)、预紧调整块2’-8-2、铆钉2’-8-3、弹簧拉环2’-8-4以及拉伸弹簧2’-8-5，预紧调整块的一端设置螺纹孔，螺杆的一端伸入螺纹孔内与预紧调整块螺纹连接，铆钉的铆钉头与预紧调整块的另一端可旋转连接，铆钉的另一端通过弹簧拉环连接拉伸弹簧，调节时，通过旋转预紧调整块来调整螺杆的旋入深度，以此来调整拉伸弹簧的拉伸量。

这里作为一种可选的方案，一个弹簧拉紧器(2’-8)可只在一端使用预紧调整块(2’-8-2)，亦可在拉伸弹簧(2’-8-5)的两端同时使用，即两端各一个预紧调整块(2’-8-2)、螺杆(2’-8-1)、预紧调整块(2’-8-2)、连接铆钉(2’-8-3)及弹簧拉环(2’-8-4)。

另外关于此处需要进一步阐述的是，底座可为整体式，即支架座板与支撑装置为整体一个零件，亦可分为两个零件，通过开闭磁吸底座2’-13的开关实现检测装置本体在提升容器5上的安装与拆卸。并且，支架座板2’-7上安装有水平尺2’-16，通过与调平螺栓2’-17的配合来调整由于提升容器5上端的不平顺引起的安装影响。

接下来本申请提供两个实施例，是将分体式结构以及整体式结构分别采用提升容器进行检测时的结构示意图，提升容器通过罐耳3连接在罐道1内，防爆箱内设置采集模块，位移传感器、加速度传感器以及倾角传感器分别通过连接线4接入防爆箱6内的采集模块上。

实施例3：

图6所示，当采用单边检测时，包括两组检测装置本体，两组检测装置本体安装在提升容器顶部，在两组检测装置本体(分体式)之间安装防爆箱，且两组检测装置本体的滚轮对称贴合相邻罐道，虚线框表示张力平衡装置位置；图7所示，当采用双边检测时，检测装置本体(整体式)安装在防爆箱顶部，防爆箱安装在提升容器顶部，检测装置本体的两个滚轮对称贴合相邻罐道。

实施例4：

图8所示，所述检测装置本体2配合吊具10沿提升钢丝滑行导向时，检测装置本体的支架座板下方还设置一层支架，位于下层的支架内安装防爆箱，吊具上安装两根提升线缆9，在每根提升线缆上均通过固定端子7与检测装置本体以及位于下层的支架固定，其中与检测装置本体连接的固定端子位于底板横板2’-6的中心位置；固定端子通过滑套机构8实现导向。

在图8示例中，滑套机构2’-20包括四个，分别位于图8视角的上下左右四个位置，且上下对齐，左右对称，图9-图10所示，所述滑套机构包括主座2’-20-2、左抱臂2’-20-1和右抱臂2’-20-3，左抱臂的一端固定在底板横板上，其另一端延伸形成弧形延伸部，右抱臂的一端固定在底板横板上，其另一端同样延伸形成弧形延伸部，左抱臂的弧形延伸部与右抱臂的弧形延伸部通过紧固螺栓2’-20-4固定，在左抱臂和右抱臂之间形成半圆形空间；主座的一端固定在底板横板上，且主座的一端位于左抱臂的一端以及右抱臂的一端中间，主座的另一端连接半圆形弧状结构，半圆形弧状结构的两端分别与左抱臂、右抱臂连接，即主座、左抱臂和右抱臂之间形成圆形空间，所述的圆形空间用于套设提升线缆，在形成的圆形空间内贴合圆周壁设置橡胶滑套2’-20-5。

紧接着申请人还给出了整体式结构配合吊具的检测步骤，具体为：

步骤S1：在检测开始之前，调整提升容器5放置位置，使其合适于人员站立，以便于安装固定检测装置本体2。

步骤S2：调整吊具10的横向伸出长度及垂直升降高度，使其不与提升系统如钢丝绳11发生干涉。

步骤S3：安装检测机构底座，并将提升线缆9用固定端子7固定。

步骤S4：安装滑套机构8，选择与钢丝绳11尺寸相配合的橡胶滑套2'-20-5，通过支架座板2’-7上的调整槽调整底座横板位置，使检测装置本体2能沿钢丝绳11顺滑导向。

步骤S5：使用水平仪2’-16调平底座。

步骤S6：安装支撑装置及滚轮，测杆主板与测杆副板可伸缩调整长度，长度调整好后用螺钉进行固定以锁死滑动副。

步骤S7：安装弹簧拉紧器2’-8并调整合适预紧量。

步骤S8：安装测杆连接杆2’-12及滑块位移传感器2’-11、加速度传感器2’-10及倾角传感器2’-15，并将接线接于防爆箱6中，调试完成后，防爆箱6固定于支架上。

步骤S9：检测装置本体2悬停不动，提升容器5下放到井底，待系统稳定后匀速下放检测装置本体2，检测装置本体下放和提升至少采集两个来回的数据。

步骤S10：检测完成后拆卸装置。

步骤S11：数据前处理，数据分析，得出罐道缺陷信息。

最后本申请提供一种基于上述检测装置的检测方法，其主要是利用两个位移传感器在任一时刻的数据值计算出罐道内滚轮贴合的对称位置的间距值，同时利用单个的位移传感器获取的数据值判断匹配罐道壁的缺陷信息，利用倾角传感器获取的数据进行修正，再结合获取的加速度传感器的数据进行缺陷判别。

在检测方法中涉及到关于利用传感器测量值进行间距计算，其实基于检测装置本体的结构参数及构件间的几何关系进行的，为了方便阐述，这里给出如图1a-图1g的多个具体情况，这些示例中涉及到的图4a视角中轴左边的测杆主板的长度为l₁₁，轴右边的测杆主板的长度为l₁₂。

一、当检测装置本体采用图2所示的导杆滑块结构形式时，图与1a、图1b以及图1c所示，A端为滚轮与立井罐道接触，y轴方向为罐道壁，二维坐标系的原点位置为测杆连接杆与测杆连接的端部，B端为测杆连接杆与连接杆滑块连接的端部，A端的坐标变化可直接通过l₃(l₁₂)的长度、杆件间的角度值θ₁(θ₂)来反映，其几何关系为：

那么检测端与测量端加速度的关系为：

在图1a与图1b中为：

在图1c中为：

二、当检测装置本体采用图3所示的摇杆滑块结构形式时，图1d所示，A端为滚轮与立井罐道接触，y轴方向为罐道壁，C端为连接杆滑块的位置，A端的坐标变化直接通过连接杆滑块C的横坐标值X_C、杆件间角度值θ₁(θ₂)来反映，其几何关系为：

检测端与测量端加速度的关系为：

三、当检测装置本体采用图3所示的摇杆滑块结构形式时，图1e所示，A端为滚轮与立井罐道接触，y轴方向为罐道壁，C端为连接杆滑块的位置，A端的坐标变化直接通过滑块C的纵坐标值Y_C、杆件间角度值θ₁(θ₂)来反映，其几何关系为：

检测端与测量端加速度的关系为：

四、利用倾角传感器对诸如罐道间距信息的修正关系视所述检测装置本体的结构为整体式与分体式分别为：

在整体式中，如图1f所示，L＝(X_A1+X_A2+d)cosβ

在分体式中，如图1g所示，L＝(X_A1+X_A2)cosβ。(此处涉及到一个新的定义d，可否解释一下，因为在前述阐述的时候，d是定义为相邻小孔的间距)

综上可知，当所述检测装置本体的结构形式确定之后，其结构尺寸及几何关系随之确定，选择合适的测量值即可获得相应的罐道状态数据，通过单侧机构的测量值可判断单侧罐道的缺陷状态，通过左右两侧检测机构的测量值可判断整体罐道包括如罐道间距的信息；当所述检测装置安装于提升容器上时，可直接利用提升系统检修时间完成检测，不需要为检测而影响生产，因此降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，可避免对罐道缺陷的漏检和错检，适合对立井提升罐道的定期诊断，可使提升立井作业更加安全高效。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种立井提升系统罐道检测装置，包括罐道，其特征在于：还包括底座，在底座上安装一组或两组检测装置本体，进行单边或双边检测；

所述检测装置本体包括预紧装置、滚轮以及支撑装置，预紧装置的一端通过支撑装置连接在底座上，在预紧装置的另一端上安装滚轮，滚轮的圆周面与相邻罐道壁紧密贴合；

所述检测装置本体还包括防爆箱，在防爆箱内放置数据采集设备以及电源，在支撑装置上还安装滑块位移传感器以及加速度传感器，在底座上还安装倾角传感器，倾角传感器、位移传感器与加速度传感器通过连接线与数据采集设备连通。

2.根据权利要求1所述的立井提升系统罐道检测装置，其特征在于：当检测装置本体用于单边检测时，所述的底座为支架底座，所述支撑装置包括支架、测杆以及连接轴，支架垂直于底座设置，在支架的顶端穿设销轴，销轴的两端分别连接一根测杆，且销轴与测杆连接的端部靠近匹配测杆的端部，两根测杆平行设置，在两根测杆的中心、相邻的端部之间均安装一根连接轴；

所述预紧装置包括弹簧压紧器、测杆连接杆以及滑块构件，滑块构件垂直于支架底座固定在支架侧壁，测杆连接杆的一端可滑移连接在滑块构件上，测杆连接杆的另一端与位于测杆中心的连接轴端部铰接，弹簧压紧器的一端铰接在滑块构件上，弹簧压紧器的另一端铰接在靠近支架顶端的连接轴上；

所述滚轮套设在测杆端部的连接轴上，且套设滚轮的连接轴远离支架的顶端。

3.根据权利要求2所述的立井提升系统罐道检测装置，其特征在于：所述的滑块构件为呈条状结构的直线式滑块位移传感器，测杆连接杆的一端通过连接杆滑块可滑动连接在滑块位移传感器上；

在连接杆滑块上安装加速度传感器；

支架底座上还安装倾角传感器；

所述滚轮在轴向方向的长度与连接轴的长度相等。

4.根据权利要求1所述的立井提升系统罐道检测装置，其特征在于：当检测装置本体用于双边检测时，所述的底座为两个并排布设的支架座板，两个支架座板之间有间距，同时两个支架座板之间通过两个并排布设的底板横板连接；

在双边检测时，包括两组交错布设的支撑装置，每个支撑装置匹配一个滚轮，当双边检测时，两个滚轮在罐道内滚动的轨迹对称设置在罐壁上；

在每个支架座板上分别安装支座，每个支撑装置包括相对布设的两个测杆主板，每个测杆主板上开设等间距的多个小孔，在测杆主板的两个端部分别固定一个滑块，滑块通过螺钉固定在测杆主板上的小孔内，每个测杆主板匹配一个测杆副板，每个测杆副板上固定测杆滑轨，滑块匹配在测杆滑轨内将测杆主板与测杆副板连接；

其中一个测杆主板靠近一端的位置通过轴与支座铰接，测杆主板的另一端与测杆副板的一端重合，测杆副板的另一端与另一个测杆副板的另一端之间通过滚轮轴连接，在滚轮轴上套设滚轮；

两组交错布设的支撑装置安装时，铰接在同一侧支座上的测杆主板形成的夹角最大为180度；

所述预紧装置包括测杆连接杆以及弹簧压紧器，每个测杆主板的一端通过测杆连接杆与支座可移动连接，弹簧压紧器的一端铰接在支座上，弹簧压紧器的另一端铰接在测杆主板中间位置。

5.根据权利要求4所述的立井提升系统罐道检测装置，其特征在于：在滚轮轴靠近端部的位置分别开设横槽口，在测杆副板的另一端通过螺钉固定卡板，卡板嵌在横槽口内，限制滚轮轴的转动；

在支座底端安装滑块位移传感器，所述滑块位移传感器为长条状结构，侧板连接杆的一端通过连接杆滑块与滑块位移传感器可滑移连接；

在连接杆滑块上安装加速度传感器；

在其中一个支架座板上安装倾角传感器；

底板横板的底面中心位置安装图像传感器。

6.根据权利要求3或5所述的立井提升系统罐道检测装置，其特征在于：所述弹簧拉紧器包括螺杆、预紧调整块、铆钉、弹簧拉环以及拉伸弹簧，预紧调整块的一端设置螺纹孔，螺杆的一端伸入螺纹孔内与预紧调整块螺纹连接，铆钉的铆钉头与预紧调整块的另一端可旋转连接，铆钉的另一端通过弹簧拉环连接拉伸弹簧。

7.根据权利要求6所述的立井提升系统罐道检测装置，其特征在于：所述检测装置本体采用提升容器时，提升容器通过罐耳连接在罐道内，防爆箱内设置采集模块，位移传感器、加速度传感器以及倾角传感器分别通过连接线接入防爆箱内的采集模块上；

当采用单边检测时，包括两组检测装置本体，两组检测装置本体安装在提升容器顶部，在两组检测装置本体之间安装防爆箱，且两组检测装置本体的滚轮对称贴合相邻罐道；

当采用双边检测时，检测装置本体安装在防爆箱顶部，防爆箱安装在提升容器顶部，检测装置本体的两个滚轮对称贴合相邻罐道。

8.根据权利要求5所述的立井提升系统罐道检测装置，其特征在于：所述检测装置本体配合吊具沿提升钢丝滑行导向时，检测装置本体的支架座板下方还设置一层支架，位于下层的支架内安装防爆箱，吊具上安装两根提升线缆，在每根提升线缆上均通过固定端子与检测装置本体以及位于下层的支架固定，其中与检测装置本体连接的固定端子位于底板横板的中心位置；

固定端子通过滑套机构实现导向。

9.根据权利要求8所述的立井提升系统罐道检测装置，其特征在于：所述滑套机构包括主座、左抱臂和右抱臂，左抱臂的一端固定在底板横板上，其另一端延伸形成弧形延伸部，右抱臂的一端固定在底板横板上，其另一端同样延伸形成弧形延伸部，左抱臂的弧形延伸部与右抱臂的弧形延伸部通过紧固螺栓固定，在左抱臂和右抱臂之间形成半圆形空间；

主座的一端固定在底板横板上，且主座的一端位于左抱臂的一端以及右抱臂的一端中间，主座的另一端连接半圆形弧状结构，半圆形弧状结构的两端分别与左抱臂、右抱臂连接，即主座、左抱臂和右抱臂之间形成圆形空间，所述的圆形空间用于套设提升线缆；

在形成的圆形空间内贴合圆周壁设置橡胶滑套。

10.一种基于权利要求7或9所述立井提升系统罐道检测装置的检测方法，其特征在于：利用两个位移传感器在任一时刻的数据值计算出罐道内滚轮贴合的对称位置的间距值，同时利用单个的位移传感器获取的数据值判断匹配罐道壁的缺陷信息，利用倾角传感器获取的数据进行修正，再结合获取的加速度传感器的数据进行缺陷判别。

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