CN118274695A - 一种矿用行程传感器的便携式检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿用行程传感器的便携式检测装置及检测方法，该装置包括供电电源、磁性元件和控制器。便携式检测装置通过自身的供电电源为矿用行程传感器供电，无需额外的外部电源，控制器与行程传感器连接，并通过磁性元件套设在行程传感器的外部且相对行程传感器移动，在磁场作用下产生行程传感器的输出信号。最后由控制器确定行程传感器的输出信号，并根据输出信号确定行程传感器的检测结果。该装置体积较小、安装方便、使用灵活便携，能够在煤矿现场快速便捷且准确地检测行程传感器的工作状态，以提高矿下设备和系统的运行效率和安全性。

Description

一种矿用行程传感器的便携式检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种矿用行程传感器的便携式检测装置及检测方法。

背景技术

在煤矿行业中，为了确保煤矿的安全开采，行程传感器作为液压支架电液控制系统位置检测的重要元件，被广泛应用于矿下。传统的行程传感器检测装置包括检测机架、电机驱动的移动装置、控制器和处理器等。在行程传感器检测过程中，需要外部的供电电源为行程传感器提供工作电压，通过将行程传感器设置在检测机架上，移动装置可相对检测机架移动，控制器获取行程传感器的检测数据，并将检测数据通过传输线缆输出至处理器。但是传统的检测装置存在体积庞大、安装复杂、使用不够灵活便携、煤矿开采过程中工作状态跟踪难、检测不方便等问题。

因此，亟需一种在煤矿现场能及时检测工作状态、检测方便的便携式行程传感器检测装置。

发明内容

本发明提供一种矿用行程传感器的便携式检测装置及检测方法，用以解决现有技术中检测装置存在体积庞大、安装复杂、使用不够灵活便携、煤矿开采过程中工作状态跟踪难、检测不方便等缺陷。本发明的检测装置体积较小、安装方便、使用灵活便携，能够在煤矿现场快速便捷且准确地检测行程传感器的工作状态，以提高矿下设备和系统的运行效率和安全性。

本发明提供一种矿用行程传感器的便携式检测装置，包括供电电源、磁性元件和控制器；所述供电电源的输出端与行程传感器的供电端连接，所述供电电源用于提供所述行程传感器的工作电压；所述磁性元件套设在所述行程传感器的外部，所述磁性元件用于通过相对于所述行程传感器移动，将磁场作用于所述行程传感器；所述控制器的输入端与所述行程传感器的信号输出端连接，所述控制器用于确定所述行程传感器的输出信号，并根据所述输出信号确定所述行程传感器的检测结果。

根据本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置，所述供电电源为本安型或浇封型的防爆电源。

根据本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置，还包括固定单元；所述行程传感器为杆状结构；所述磁性元件为滑动磁环；所述行程传感器的一端穿过所述滑动磁环后固定设置在所述固定单元上。

根据本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置，所述控制器包括采集单元、存储单元和处理单元；所述采集单元的输入端作为所述控制器的输入端，所述采集单元用于采集所述行程传感器的输出信号；所述存储单元的输入端与所述采集单元的输出端连接，所述存储单元用于对所述输出信号进行存储；所述处理单元的输入端与所述存储单元的输出端连接，所述处理单元用于对所述输出信号进行处理，得到行程检测数据；并将所述行程检测数据与参考行程数据对比，得到所述检测结果。

根据本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置，还包括提示单元，所述提示单元用于对所述检测结果进行提示。

根据本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置，还包括电压调节单元，所述电压调节单元的输出端与所述供电电源的控制端连接，所述电压调节单元用于输出电压调节信号至所述供电电源；所述供电电源还用于基于所述电压调节信号调节所述工作电压。

根据本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置，还包括参数类型确定单元，所述参数类型确定单元用于确定所述输出信号的类型，所述输出信号的类型包括电压信号或电流信号。

根据本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置，所述控制器还用于通过无线通信方式将所述检测结果传输至用户设备。

本发明还提供一种矿用行程传感器的检测方法，采用上述的矿用行程传感器的便携式检测装置；所述检测方法包括：通过供电电源为所述行程传感器提供工作电压；将磁性元件套设在所述行程传感器的外部，并将所述磁性元件相对于所述行程传感器移动，以将磁场作用于所述行程传感器；通过控制器确定所述行程传感器的输出信号，并根据所述输出信号确定所述行程传感器的检测结果。

根据本发明提供的一种矿用行程传感器的检测方法，还包括：通过所述控制器采用无线通信方式将所述检测结果传输至用户设备。

本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置及检测方法，该装置包括供电电源、磁性元件和控制器。便携式检测装置通过自身的供电电源为矿用行程传感器供电，无需额外的外部电源，控制器与行程传感器连接，并通过磁性元件套设在行程传感器的外部且相对行程传感器移动，在磁场作用下产生行程传感器的输出信号。最后由控制器确定行程传感器的输出信号，并根据输出信号确定行程传感器的检测结果。该装置体积较小、安装方便、使用灵活便携，能够在煤矿现场快速便捷且准确地检测行程传感器的工作状态，以提高矿下设备和系统的运行效率和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置的结构示意图；

图2是本发明提供的另一种矿用行程传感器的便携式检测装置的结构示意图；

图3是本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置的部分结构示意图；

图4是本发明提供的一种矿用行程传感器的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当前，在煤矿开采中，行程传感器作为位置检测控制元件，是液压支架电液控制系统的重要组成部分，其可以用于液压支架油缸动作行程的感知、用于液压支架推移动作控制、用于放顶煤支架放煤口插板动作控制等。通过液压支架电液控制系统可以控制开采面的直线度以保证煤矿的开采效率，行程传感器检测装置作为衡量行程传感器优劣的设备显得尤为重要，需要对行程传感器进行以判断行程传感器是否合格。传统的行程传感器检测装置存在体积庞大、安装复杂、使用不便、煤矿开采过程中工作状态跟踪难、检测不方便等问题。因此，需要一种在煤矿现场能及时检测工作状态、检测方便的行程传感器检测装置。

请参考图1，图1为本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置的结构示意图。

本发明提供一种矿用行程传感器的便携式检测装置，包括供电电源1、磁性元件2和控制器3；供电电源1的输出端与行程传感器的供电端连接，供电电源1用于提供行程传感器的工作电压；磁性元件2套设在行程传感器的外部，磁性元件2用于通过相对于行程传感器移动，将磁场作用于行程传感器；控制器3的输入端与行程传感器的信号输出端连接，控制器3用于确定行程传感器的输出信号，并根据输出信号确定行程传感器的检测结果。

本发明的矿用行程传感器的便携式检测装置是为矿用行程传感器配套的检测设备，主要针对煤矿工作过程中行程传感器检测不方便等问题而设计。便携式检测装置可通过自身所携带的供电电源1为行程传感器供电，无需额外的外部电源。控制器3可以利用配备的相应连接电缆连接行程传感器。磁致伸缩是指铁磁物质，由于其磁化状态的改变，所引起的线度和体积的变化。磁致伸缩是铁磁物质的一种属性。利用这种属性可把磁能转换成机械能。通过磁性元件2套设在行程传感器的外部，并且磁性元件2相对于行程传感器移动来产生磁场，通过沿波导丝传播的脉冲电流和从波导丝返回的脉冲信号，对行程传感器的本安输出电流或输出电压等主要参数进行检测，得到行程传感器的输出信号。通过控制器3确定输出信号，并根据输出信号确定行程传感器的检测结果。本发明能构在煤矿现场快速便捷地获取行程传感器的运行状态，判断行程传感器的异常，避免由于行程传感器有故障出现的采煤不安全事故。

在本发明中，控制器3可以选用MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)，MCU又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB(Universal Serial BUS，通用串行总线)、模数转换、UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器，是一种串行、异步、全双工的通信协议)、PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、DMA(Direct MemoryAccess，直接存储器访问)等周边接口，甚至LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制，所以MCU芯片就是单片机芯片，可轻松嵌入需要灵活性、可靠性和高性能的应用中。

控制器3可以根据行程传感器输出的电信号数据对行程传感器进行检测处理，得到检测结果。具体的，控制器3可以处理电信号数据，该电信号数据可以为电流数据或者电压数据，可以利用相关的电数据到行程数据的转换处理软件，将电信号数据转换为对应的行程检测数据，并将转换得到的行程检测数据作为与行程传感器对应的传感器行程数据，根据传感器行程检测数据对行程传感器进行检测处理，而后可以对传感器行程检测数据进行行程曲线拟合处理，将拟合得到行程曲线去行程传感器的标准曲线进行比对处理，以检测行程传感器的行程零点和满量程是否存在错误，如果行程零点和满量程存在错误，则确定行程传感器存在故障，如果行程零点和满量程都正确，则确定行程传感器合格，行程传感器不存在故障，得到对应的检测结果，本发明在此不作特别的限定。

在上述实施例的基础上：

请参考图2，图2为本发明提供的另一种矿用行程传感器的便携式检测装置的结构示意图。

请参考图3，图3为本发明提供的一种矿用行程传感器的便携式检测装置的部分结构示意图。

作为一种优选的实施例，供电电源1为本安型或浇封型的防爆电源。

为了保证对行程传感器的可靠的电源供应，在本实施例中，便携式检测装置在每次使用之前需对其进行充电，使用可靠的供电电源1。供电电源1可以选用本安型、浇封型或者其他重量较轻的防爆形式的电源。

本安电源即本质安全电源，可以是直流，它在极端情况下的放电能量不会点燃爆炸性气体，这种电源在正常工作和故障状态下，其输出的最高电压、最大电流均具有本安性能。本安性能指本质安全电源电路在标准规定条件下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境。

浇封型电源是将可能点燃爆炸性混合物的部分浇封在复合物中,使它不能点燃周围的爆炸性气体。

当然，供电电源1也可以为控制器3供电，本发明在此不作特别的限定。

作为一种优选的实施例，还包括固定单元7；行程传感器为杆状结构；磁性元件2为滑动磁环；行程传感器的一端穿过滑动磁环后固定设置在固定单元7上。

为了进一步提高检测装置对于行程传感器检测的准确性和可靠性，在本实施例中，传感器杆穿过滑动磁环固定到检测装置的固定单元7上。滑动磁环与行程传感器不断发生着位置变化，滑动磁环对行程传感器中不同位置处的磁感应部件产生影响，输出不同的传感器信号，可以快速便捷且准确判断煤矿现场的行程传感器是否有异常，以提高矿下设备和系统的运行效率和安全性。

作为一种优选的实施例，控制器3包括采集单元31、存储单元32和处理单元33；采集单元31的输入端作为控制器3的输入端，采集单元31用于采集行程传感器的输出信号；存储单元32的输入端与采集单元31的输出端连接，存储单元32用于对输出信号进行存储；处理单元33的输入端与存储单元32的输出端连接，处理单元33用于对输出信号进行处理，得到行程数据。

在本实施例中，检测器包括采集单元31、存储单元32和处理单元33。采样单元31连接行程传感器的信号输出接口，即控制器3的输入端。通过检测装置内部的采集单元31将行程传感器的输出电流或输出电压进行实时采集，并将行程传感器的输出信号传送至存储单元32。通过存储单元32对输出信号进行存储。之后经处理单元33对输出信号进行处理，得到行程检测数据，并将行程检测数据与参考行程数据对比，得到检测结果。

在本实施例中，存储单元32可以但不仅限为EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，带电可擦可编程只读存储器)是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。

作为一种优选的实施例，还包括提示单元4，提示单元4用于对检测结果进行提示。

在本实施例中，检测装置还包括提示单元4，提示单元4可以但不仅限为显示单元或声音单元。提示单元4可以将行程传感器的检测结果展示给用户，例如可以实时监测行程传感器的输出电压，便于在煤矿现场液压支架电控系统的日常运行检修维护服务及相关人员对电控设备安装过程中部件检测。

提示单元4可以设置在检测装置的壳体上，也可以设置在检测装置的内部，本发明在此不作特别的限定。

作为一种优选的实施例，还包括电压调节单元5，电压调节单元5的输出端与供电电源1的控制端连接，电压调节单元5用于输出电压调节信号至供电电源1；供电电源1还用于基于电压调节信号调节工作电压。

在本实施例中，检测装置还包括电压调节单元5，电压调节单元5可以输出电压调节信号至供电电源1，从而实现对供电电源1提供的行程传感器的工作电压的调节。

电压调节单元5可以为电压调节旋钮，可以设置在检测装置的壳体上，本发明在此不作特别的限定。

检测装置的壳体上还可以设置电源开关，本发明在此不作特别的限定。

检测装置与行程传感器之间可以通过检测口连接，检测口用于联系线缆，本发明在此不作特别的限定。

作为一种优选的实施例，还包括参数类型确定单元6，参数类型确定单元6用于确定输出信号的类型，输出信号的类型包括电压信号或电流信号。

在本实施例中，检测装置还包括参数类型确定单元6，通过参数类型确定单元6可以确定行程传感器的输出信号为电压信号或电流信号，从而根据不同的设备选择不同检测功能，灵活性和实用性更强。

参数类型确定单元6可以为检测功能调节旋钮(可选择按键或面板)，可以设置在检测装置的壳体上，本发明在此不作特别的限定。

作为一种优选的实施例，控制器3还用于通过无线通信方式将检测结果传输至用户设备。

检测装置不仅可以将采集到的传感器的输出信号用于检测装置处理，在本实施例中，控制器3还可以通过无线通信的方式，将测量到的检测结果传输给用户的移动设备或计算机。例如，控制器3还可以包括数据传输单元，数据传输单元的输入端与处理单元33的输出端连接，数据传输单元用于通过蓝牙的方式将测量到的检测结果传输给用户的移动设备或计算机进行进一步分析和存储。

无线通信方式可以但不仅限为蓝牙、RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)、NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)、ZIGBEE、WIFI(WirelessFidelity，无线保真)、IrDA(The Infrared Data Association，红外通讯技术)、微波、5G等。

请参考图4，图4为本发明提供的一种矿用行程传感器的检测方法的流程示意图。

本发明还提供一种矿用行程传感器的检测方法，采用上述的矿用行程传感器的便携式检测装置；

检测方法包括：

101：通过供电电源1为行程传感器提供工作电压；

102：将磁性元件2套设在行程传感器的外部，并将磁性元件2相对于行程传感器移动，以将磁场作用于行程传感器；

103：通过控制器3确定行程传感器的输出信号，并根据输出信号确定行程传感器的检测结果。

作为一种优选的实施例，还包括：通过控制器3采用无线通信方式将检测结果传输至用户设备。

本发明还提供了一种矿用行程传感器的检测方法，该方法可通过便携式检测装置自身配置的供电电源1给所需检测的行程传感器设备供电，无需额外配套设备供电，将连接电缆一端插入行程传感器的信号输出接口，另一端与检测装置的控制器3连接，连接后打开检测装置的电源开关，使行程传感器正常工作。滑动套在行程传感器上的磁性元件2来产生磁场，通过沿波导丝传播的脉冲电流和从波导丝返回的脉冲信号，通过控制器3实时确定行程传感器输出的电压或电流信号，并根据输出信号确定行程传感器的检测结果。例如统计相关行程检测数据和参考行程数据对比，得到行程传感器的检测结果。本发明无需额外配套设施便可实现矿下行程传感器工作状态的实时、便捷的检测，并进行故障诊断及数据分析，为系统的工作状态进一步诊断提供必要的依据。

对于本发明提供的一种矿用行程传感器的检测方法的介绍请参照上述检测装置实施例，本发明在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种矿用行程传感器的便携式检测装置，其特征在于，包括供电电源、磁性元件和控制器；

所述供电电源的输出端与行程传感器的供电端连接，所述供电电源用于提供所述行程传感器的工作电压；

所述磁性元件套设在所述行程传感器的外部，所述磁性元件用于通过相对于所述行程传感器移动，将磁场作用于所述行程传感器；

所述控制器的输入端与所述行程传感器的信号输出端连接，所述控制器用于确定所述行程传感器的输出信号，并根据所述输出信号确定所述行程传感器的检测结果。

2.根据权利要求1所述的矿用行程传感器的便携式检测装置，其特征在于，所述供电电源为本安型或浇封型的防爆电源。

3.根据权利要求1所述的矿用行程传感器的便携式检测装置，其特征在于，还包括固定单元；所述行程传感器为杆状结构；

所述磁性元件为滑动磁环；所述行程传感器的一端穿过所述滑动磁环后固定设置在所述固定单元上。

4.根据权利要求1所述的矿用行程传感器的便携式检测装置，其特征在于，所述控制器包括采集单元、存储单元和处理单元；

所述采集单元的输入端作为所述控制器的输入端，所述采集单元用于采集所述行程传感器的输出信号；

所述存储单元的输入端与所述采集单元的输出端连接，所述存储单元用于对所述输出信号进行存储；

所述处理单元的输入端与所述存储单元的输出端连接，所述处理单元用于对所述输出信号进行处理，得到行程检测数据；并将所述行程检测数据与参考行程数据对比，得到所述检测结果。

5.根据权利要求1所述的矿用行程传感器的便携式检测装置，其特征在于，还包括提示单元，所述提示单元用于对所述检测结果进行提示。

6.根据权利要求1所述的矿用行程传感器的便携式检测装置，其特征在于，还包括电压调节单元，所述电压调节单元的输出端与所述供电电源的控制端连接，所述电压调节单元用于输出电压调节信号至所述供电电源；

所述供电电源还用于基于所述电压调节信号调节所述工作电压。

7.根据权利要求1所述的矿用行程传感器的便携式检测装置，其特征在于，还包括参数类型确定单元，所述参数类型确定单元用于确定所述输出信号的类型，所述输出信号的类型包括电压信号或电流信号。

8.根据权利要求1至7任一项所述的矿用行程传感器的便携式检测装置，其特征在于，所述控制器还用于通过无线通信方式将所述检测结果传输至用户设备。

9.一种矿用行程传感器的检测方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的矿用行程传感器的便携式检测装置；

所述检测方法包括：

通过供电电源为所述行程传感器提供工作电压；

将磁性元件套设在所述行程传感器的外部，并将所述磁性元件相对于所述行程传感器移动，以将磁场作用于所述行程传感器；

通过控制器确定所述行程传感器的输出信号，并根据所述输出信号确定所述行程传感器的检测结果。

10.根据权利要求9所述的矿用行程传感器的检测方法，其特征在于，还包括：

通过所述控制器采用无线通信方式将所述检测结果传输至用户设备。