CN206808100U - 一种采棉机自燃智能预警防控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采棉机自燃智能预警防控系统，包括检测模块、数据采集模块、无线发射和接受模块、中央控制器和防控模块，所述的监测模块包括温度检测、热辐射强度检测、风速检测和火焰检测模块,分别监测温度、热辐射强度、风速和火焰信号；所述数据采集模块用于检测模块获取的数据；所述无线发射和接受模块将数据无线输送至中央控制器；所述防控模块包括温度显示、风扇喷水降温、声光报警和停机降温模块；中央控制器对采集到的数据通过与实时数据库对比分析，发出指令做出适当的防控措施。本实用新型通过对采摘过程进行监测分析，系统做出相应的预防措施，可以从根源上解决自燃的问题，性能稳定,灵敏度高，灵活性强,探点位置信息可调,探头个数可加，布线简单、灵活,可全时段检测，安装方便。

Description

一种采棉机自燃智能预警防控系统

技术领域

本实用新型属于机电设备电子监控技术领域，具体地，涉及到一种采棉机自燃智能预警防控系统。

背景技术

棉花生产全程机械化是根本出路。据统计，2015年，新疆兵团种植的900多万亩棉花近七成实行机械采摘。目前，新疆兵团拥有大型采棉机1800台左右。然而，在采棉过程中，采棉机因温度过高引起的自燃现象屡见不鲜。

根据相关报道，2013年，进口采棉机接连发生着火事故。据不完全统计，仅在新疆生产建设兵团辖区第六师、第七师、第八师就发生火灾69起，烧毁棉花80.3吨，完全烧毁采棉机4台，较2012年同期分别上升134%、116%、300%，损失超过千万元。由于采棉机的自燃会直接危及到驾驶员的人身安全和棉农的切身利益；采棉机自燃会给机器本身造成毁灭性的损害。

采棉机在采棉过程中，机器处于高温的状态，引起棉花的阴燃，当棉花运输至棉仓时，遇着空气开始燃烧，进而引发采棉机的自燃。当前的防治措施主要是携带灭火器和在采棉机上预装水桶，均是被动的防控措施。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型可以从根源上解决自燃的问题，设计一种采棉机自燃智能预警防控系统，对采摘过程进行监测分析，在采棉机实时采摘中发出指令做出合适的防控措施。

本实用新型通过以下技术方案来实现：一种采棉机自燃智能预警防控系统，包括包括检测模块、数据采集模块、无线发射和接受模块、中央控制器和防控模块。

检测模块包括温度检测、热辐射强度检测、风速检测和火焰检测模块，温度检测、热辐射强度检测和火焰检测模块并行安装于采棉机的摘锭和脱棉盘所在采棉机壳体处以及集棉箱内，风速检测模块安装于摘锭顶部和棉花输送带的顶部,分别监测温度、热辐射强度、风速和火焰信号。

检测模块中，温度检测模块由温度传感器阵列组成，用于实时检测并定时输出摘锭处、脱棉盘处和集棉箱内棉花的温度；热辐射强度检测模块由热释电红外传感器阵列组成，用于检测摘锭处、脱棉盘处和集棉箱内棉花热辐射强度值；所述火焰检测模块由火焰传感器阵列组成，采集到火焰摘锭处、脱棉盘处和集棉箱内火焰信息；风速检测模块由风速传感器阵列组成，用于实时检测采摘系统内空气中的风速。

所述的系统数据输送过程如下：

检测模块，任意传感器采集到的信号，均输出为0-5v的模拟电压信号；所述的A/D转换器与检测模块连接，用于将检测模块的模拟电压信号转换为对应检测量的数字信号；

数据采集模块与A/D转换器连接，将数字信号进行采集；

无线发射模块与数据采集模块连接，将采集到数字信号进行发射；

无线接受模块，用于接受无线发射模块发送的信号，并将数据输送至中央控制器。

防控模块包括温度显示、风扇喷水降温、声光报警和停机降温模块；温度显示和声光报警安装于驾驶室内；喷水降温模块的安装于采棉机摘锭与脱棉盘处，通过喷水以降低采棉机与脱棉盘的温度，风扇喷水降温模块安装于棉花输送带开始位置，用于加速输送通道的空气流速，达到降低棉花温度的效果。

中央控制器为该系统的主控模块，是嵌入式系统控制模块，用于协调各系统模块的工作，通过对检测的信号进行分析处理，与实时数据库中断棉花自燃的充分条件对比分析，在显示器上显示温度，进行声光报警，同时对电磁阀发出控制命令，降温模块按要求动作。

降温模块包括风扇喷水降温模块和停机降温模块，该模块主要是液压控制系统，液压系统由能源装置、执行元件、调节控制元件和辅助元件四个基本部分组成，其主要作用是接受中央控制器对电磁阀发出控制命令，降温防控系统按要求动作。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型性能稳定,灵敏度高，灵活性强,探点位置信息可调，探头个数可加，布线简单、灵活,可全时段检测，安装方便；

附图说明

图1为本实用新型一实施例的实时棉花着火预警系统结构框图。

图2为本实用新型一实施例的采棉机实时棉花着火预警方法流程图。

图中：1.检测模块，11.火焰传感器阵列，12.风速传感器阵列，13热释电红外传感器阵列，14.温度传感器阵列；2.A/D转换器；3.数据采集模块；4.无线发射模块；5.无线接收模块；6.中央控制器；7.A/D转换器；8.防控模块，81.温度显示模块，82风扇喷水降温模块，83.声光报警模块，84.停机降温模块。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型及其效果作进一步阐述。

如图1所示，一种采棉机自燃智能预警防控系统，防控系统做出防控措施的步骤如下：（1）数据采集，检测模块1的温度检测14、热辐射强度检测13、风速检测12和火焰检测11模块分别监测温度、热辐射强度、风速和火焰信号，通过A/D转换器2将数据输送至数据采集模块3；（2）数据输送，无线发射模块4将数据采集模块3输送的数据通过无线发射，无线接收模块5接收到信号后，将其输送至中央控制器6；（3）数据处理：中央控制器6对采集到的数据通过与实时数据库9对比分析，在采棉机实时采摘中对防控模块8发出指令做出合适的防控措施，防控措施包括温度显示81、风扇喷水降温82、声光报警83和停机降温84模块。

进一步地，所述中央控制器6为该系统的主控模块，是嵌入式系统控制模块，用于协调各系统模块的工作，通过对检测的信号进行分析处理，与实时数据库中断棉花自燃的充分条件对比分析，进行温度显示81和声光报警83，同时对电磁阀发出控制命令，降温模块按要求动作。

进一步地，所述降温模块包括风扇喷水降温模块82和停机降温模块84，该模块主要是液压控制系统，液压系统由能源装置、执行元件、调节控制元件和辅助元件四个基本部分组成，其主要作用是接受中央控制器6对电磁阀发出控制命令，降温防控系统按要求动作。

进一步地，如图2所示，为所述中央控制器6处理数据的流程图和对防控模块相应的指令，中央控制器6对收集到的数据信号进行判断，当温度低于自燃点*0.8时，系统无下一步动作，继续接受数据信号；当温度高于自燃点*0.8时，但未达到自燃点，或者当温度达到自燃点，但未达到热辐射强度临界值时，系统均发出减速和风扇喷水降温82指令；棉花阴燃的热辐射强度临界值为5.55kW/m^２，热辐射强度达到或者大于此临界值时，表明棉花即将阴燃或者正在阴燃，当热辐射强度超过热辐射强度临界值，且未产生火焰时，系统发出减速和风扇喷水降温82指令，同时发出2级声光报警83；当检测到火焰信号时，系统发出1级声光报警83，风扇喷水降温82和停车降温84指令。

以上实施例仅是示例性的，并不会局限本实用新型，应当指出对于本领域的技术人员来说，在本实用新型所提供的技术启示下，所做出的其它等同变型和改进，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种采棉机自燃智能预警防控系统，包括检测模块、数据采集模块、无线发射和接受模块、中央控制器和防控模块，其特征在于：所述的检测模块包括温度检测、热辐射强度检测、风速检测和火焰检测模块，温度检测、热辐射强度检测和火焰检测模块并行安装于采棉机的摘锭和脱棉盘所在采棉机壳体处以及集棉箱内，风速检测模块安装于摘锭顶部和棉花输送带的顶部，分别监测温度、热辐射强度、风速和火焰信号。

2.根据权利要求1所述的一种采棉机自燃智能预警防控系统，其特征在于：

检测模块中，温度检测模块由温度传感器阵列组成，用于实时检测并定时输出摘锭处、脱棉盘处和集棉箱内棉花的温度；

热辐射强度检测模块由热释电红外传感器阵列组成，用于检测摘锭处、脱棉盘处和集棉箱内棉花热辐射强度值；

火焰检测模块由火焰传感器阵列组成，采集到火焰摘锭处、脱棉盘处和集棉箱内火焰信息；

风速检测模块由风速传感器阵列组成，用于实时检测采摘系统内空气中的风速。

3.根据权利要求1所述的一种采棉机自燃智能预警防控系统，其特征在于，所述的系统数据输送过程如下：

检测模块，任意传感器采集到的信号，均输出为0-5v的模拟电压信号；所述的A/D转换器与检测模块连接，用于将检测模块的模拟电压信号转换为对应检测量的数字信号；

所述的数据采集模块与A/D转换器连接，将数字信号进行采集；

所述的无线发射模块与数据采集模块连接，将采集到数字信号进行发射；

所述的无线接受模块，用于接受无线发射模块发送的信号，并将数据输送至中央控制器。

4.根据权利要求1所述的一种采棉机自燃智能预警防控系统，其特征在于：防控模块包括温度显示、风扇喷水降温、声光报警和停机降温模块；温度显示和声光报警安装于驾驶室内；喷水降温模块的安装于采棉机摘锭与脱棉盘处，通过喷水以降低采棉机与脱棉盘的温度，风扇喷水降温模块安装于棉花输送带开始位置，用于加速输送通道的空气流速，达到降低棉花温度的效果。

5.根据权利要求1所述的一种采棉机自燃智能预警防控系统，其特征在于：中央控制器为该系统的主控模块，是嵌入式系统控制模块，用于协调各系统模块的工作，通过对检测的信号进行分析处理，与实时数据库中断棉花自燃的充分条件对比分析，在显示器上显示温度，进行声光报警，同时对电磁阀发出控制命令，降温模块按要求动作。

6.根据权利要求5所述的一种采棉机自燃智能预警防控系统，降温模块包括风扇喷水降温模块和停机降温模块，该模块主要是液压控制系统，液压系统由能源装置、执行元件、调节控制元件和辅助元件四个基本部分组成，其主要作用是接受中央控制器对电磁阀发出控制命令，降温防控系统按要求动作。