CN210599529U - 一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，所述的工业大风扇包括电机和与电机的转轴相连的扇叶，电机与风扇控制器电连接，所述的工业大风扇的正上方设置有超声波测距模块阵列，该超声波测距模块阵列设置有多层，多层超声波测距模块阵列以电机的轴线为中心并沿扇叶所在的水平面向四周扩散，位于最外侧的一层超声波测距模块阵列分布在扇叶的外侧，本实用新型的工业大风扇防异物入侵检测报警能够实现异物接近扇叶工作范围附近时控制风扇停车并对异物发出警告。检测范围包括扇叶上部、扇叶下部和扇叶周围，实现了较大范围的安全覆盖，为工业大风扇的安全运行、风扇附近人员人身安全和设备安全提供了保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业大风扇技术领域，具体涉及一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置。
背景技术
目前工厂车间里常用的通风散热设备是工业大风扇，工业大风扇的直径可达到7.3米，最大转速56rpm，满载风量14800 m3/min。该风扇可以在比较低的转速下促使空间气流流动循环，达到人员降温的目的，改善工作环境的舒适度。但是由于车间内工作情况复杂，而且有比较多的人员或设备登高、或升空作业，这为风扇的安全运行带来了风险，如果不留意，在升降人员或设备到扇叶的转动范围之内会造成人员或设备被扇叶击打，风扇电机堵转等风险，甚至出现人身安全事故。所以有必要开发一套工业大风扇用预警和遇到紧急情况急停的系统。
在其它相关专利中，采用在叶片上方贴感应片和在扇叶周围布置防护网进行入侵检测和防护，在具体实施过程中比较难，而且对入侵物体从下方接近扇叶无能为力。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述技术问题的不足，提供一种具有大范围覆盖的低成本工业大风扇用异物入侵检测报警装置。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，所述的工业大风扇包括电机和与电机的转轴相连的扇叶，电机与风扇控制器电连接，所述的工业大风扇的正上方设置有超声波测距模块阵列，该超声波测距模块阵列设置有多层，多层超声波测距模块阵列以电机的轴线为中心并沿扇叶所在的水平面向四周扩散，位于最外侧的一层超声波测距模块阵列分布在扇叶的外侧，每一层超声波测距模块阵列均由若干个与协处理器相连的超声波测距传感器组成，电机的转轴上安装有用于对扇叶的转动位置进行实时检测的绝对式光电编码器，电机的外壳上安装有用于报警的报警灯和报警蜂鸣器，所述的协处理器、风扇控制器、绝对式光电编码器、报警灯以及报警蜂鸣器均与主处理器电连接。
进一步的，每一层超声波测距模块阵列均呈环形分布，位于最外侧的一层超声波测距模块阵列与扇叶边缘的距离介于0.5-1.5m之间。
进一步的，所述的超声波测距模块阵列设置有3层。
进一步的，所述的超声波测距模块阵列与扇叶之间的垂直距离介于0.5-1m之间。
进一步的，所述主处理器上还电连接有显示模块与按键模块，显示模块与按键模块共同封装在主控模块内。
进一步的，所述显示模块为LCD1602液晶显示模块。
进一步的，所述的协处理器与风扇控制器均通过Modbus总线与主处理器电连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的工业大风扇防异物入侵检测装置能够实现异物接近扇叶工作范围附近时控制风扇停车并对异物发出警告。检测范围包括扇叶上部、扇叶下部和扇叶周围，实现了较大范围的安全覆盖，为工业大风扇的安全运行、风扇附近人员人身安全和设备安全提供了保障。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中A处的局部放大示意图；
图4是本实用新型中主处理器的控制原理图；
图5是本实用新型中单个超声波测距传感器与协处理器的连接关系示意图；
图6是本实用新型中主控模块的结构示意图；
图中标记：1、电机，2、扇叶，3、超声波测距模块阵列，4、绝对式光电编码器，5、报警灯，6、报警蜂鸣器，7、显示模块，8、按键模块，9、主控模块。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，所述的工业大风扇包括电机1和与电机1的转轴相连的扇叶2，电机1与风扇控制器电连接，所述的工业大风扇的正上方设置有超声波测距模块阵列3，该超声波测距模块阵列3设置有多层，多层超声波测距模块阵列3以电机1的轴线为中心并沿扇叶2所在的水平面向四周扩散，位于最外侧的一层超声波测距模块阵列3分布在扇叶2的外侧，每一层超声波测距模块阵列3均由若干个与协处理器相连的超声波测距传感器组成，电机1的转轴上安装有用于对扇叶2的转动位置进行实时检测的绝对式光电编码器4，电机1的外壳上安装有用于报警的报警灯5和报警蜂鸣器6，所述的协处理器、风扇控制器、绝对式光电编码器4、报警灯5以及报警蜂鸣器6均与主处理器电连接。
进一步优化本方案，每一层超声波测距模块阵列3均呈环形分布，位于最外侧的一层超声波测距模块阵列3与扇叶2边缘的距离介于0.5-1.5m之间。
进一步优化本方案，所述的超声波测距模块阵列3设置有3层。
进一步优化本方案，所述的超声波测距模块阵列3与扇叶2之间的垂直距离介于0.5-1m之间。
进一步优化本方案，所述主处理器上还电连接有显示模块7与按键模块8，显示模块7与按键模块8共同封装在主控模块9内。
进一步优化本方案，所述显示模块7为LCD1602液晶显示模块7。
进一步优化本方案，所述的协处理器与风扇控制器均通过Modbus总线与主处理器电连接。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明：
如图1和图2所示，超声波测距模块阵列3按照以大风扇的转动中心作圆形分布，从圆心向圆周方向共3层，最外一层比大风扇的半径大1m左右，目的是令超声波测距传感器检测的范围大于扇叶2转动的范围；超声波测距传感器距离扇叶2的高度为0.5m~1m之间即可。
如图5所示，单个超声波测距传感器与协处理器相连，超声波测距传感器检测到异物后协处理器会通过Modbus总线将检测信号发送给主处理器。主处理器与风扇控制器之间也通过Modbus总线连接。为了检测风扇转动的位置，在装配扇叶2时在电机1的转轴上套设有一个大直径空心的绝对式光电编码器4，如图3所示。
如图4所示，绝对式光电编码器4输出的双路脉冲信号经过信号调理接入主处理器，电机1的保护壳上安装有与主处理器相连的报警灯和报警蜂鸣器，报警灯和报警蜂鸣器的作用是在有异物进入危险区域之后进行报警警示。超声波测距传感器能够检测下方一切有形的静态或运动的物体，包括风扇的扇叶2，但是不会将扇叶2作为异物。因为电机1的转轴上安装了能够检测扇叶转动位置的绝对式光电编码器4，当某个超声波测距传感器传感器检测到下方有异物而且光电编码器检测到该位置存在一个扇叶时会忽略掉这个异物，因为该信号是正常转动的扇叶触发的。当超声波测距传感器检测到异物进入危险工作区域内，而且光电编码器检测到该位置不存在扇叶时会闪烁红色警示灯同时发出警报，主处理器会通过MODBUS通信将停止信号传送给风扇控制器，避免造成人身安全事故和财产损失。
如图6所示，所述主处理器上还电连接有显示模块7与按键模块8，显示模块7与按键模块8共同封装在主控模块9内，本实用新型在第一次使用时，需要根据扇叶2下方设备布置情况设置检测距离，检测距离可以通过按键模块8进行调整，检测距离调整后需要对检测系统进行标定，标定的作用是把扇叶2在不同位置所触发的超声波测距传感器的位置记忆到非易失性存储存储器中，做过一次标定后掉电不丢失。标定后，凡是扇叶2经过超声波传感器的探测区域时，都会被系统忽略掉，不会被系统当做异物处理。标定时，需要启动风扇控制器，标定过程中风扇全程转动，为了确保标定可靠，风扇转动圈数不少于1.5圈。
标定后检测系统进入正常工作状态，可以启动风扇控制器进行测试，未经过标定的系统或标定不成功的系统会发出警示。标定成功的系统只有在异物入侵到检测范围之内才会触发警报。警报的音量可以在主控模块上通过设置音量参数进行调节。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，所述的工业大风扇包括电机（1）和与电机（1）的转轴相连的扇叶（2），电机（1）与风扇控制器电连接，其特征在于：所述的工业大风扇的正上方设置有超声波测距模块阵列（3），该超声波测距模块阵列（3）设置有多层，多层超声波测距模块阵列（3）以电机（1）的轴线为中心并沿扇叶（2）所在的水平面向四周扩散，位于最外侧的一层超声波测距模块阵列（3）分布在扇叶（2）的外侧，每一层超声波测距模块阵列（3）均由若干个与协处理器相连的超声波测距传感器组成，电机（1）的转轴上安装有用于对扇叶（2）的转动位置进行实时检测的绝对式光电编码器（4），电机（1）的外壳上安装有用于报警的报警灯（5）和报警蜂鸣器（6），所述的协处理器、风扇控制器、绝对式光电编码器（4）、报警灯（5）以及报警蜂鸣器（6）均与主处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，其特征在于：每一层超声波测距模块阵列（3）均呈环形分布，位于最外侧的一层超声波测距模块阵列（3）与扇叶（2）边缘的距离介于0.5-1.5m之间。
3.根据权利要求2所述的一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，其特征在于：所述的超声波测距模块阵列（3）设置有3层。
4.根据权利要求1所述的一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，其特征在于：所述的超声波测距模块阵列（3）与扇叶（2）之间的垂直距离介于0.5-1m之间。
5.根据权利要求1所述的一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，其特征在于：所述主处理器上还电连接有显示模块（7）与按键模块（8），显示模块（7）与按键模块（8）共同封装在主控模块（9）内。
6.根据权利要求5所述的一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，其特征在于：所述显示模块（7）为LCD1602液晶显示模块。
7.根据权利要求1所述的一种工业大风扇用异物入侵检测报警装置，其特征在于：所述的协处理器与风扇控制器均通过Modbus总线与主处理器电连接。
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