CN220244607U - 一种带式运输机的煤量检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带式运输机的煤量检测系统，包括煤量体积检测模块、控制煤量模块、实时报警模块和通讯模块，所述控制煤量模块分别与所述煤量体积检测模块、实时报警模块和通讯模块连接；其中，所述实时报警模块设置于员工休息室中，所述煤量体积检测模块、控制煤量模块和通讯模块设置于运输煤炭的现场中。本实用新型能够进行实时煤量检测，并根据煤流量信息控制带式输送机的运行速度，从而实现煤多快运，煤少慢跑，节约电能并提高了带式输送机的使用寿命，在带式输送机轻载和空载情况下节能效果更为明显。本实用新型设置通讯模块将煤流量信息传输至员工移动端设备，实现员工远程实时检测煤流量信息。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿运输设备领域，具体涉及一种带式运输机的煤量检测系统。
背景技术
带式输送机是我国煤炭运输的主要动力工具，由于其远距离、大功率，高运速及结构简单、输送稳定性好等特点，在煤炭输送中得到广泛使用。传统的带式输送机大多采用人工控制，这需要操作者的实际经验根据实时煤量控制输送机的转速。利用变频控制驱动的带式输送机，不但能降低人工作业量，实现产煤工业自动化，还能减少能源消耗，更有利于煤矿生产安全。实时计量煤量是实现带式输送机速度控制、节能降耗的关键。
近年来，矿井带式输送机虽然采用了集中控制系统，但在煤炭运输过程中并不具备依据实时煤量进行调速的功能，当煤产量较小或带式输送机空载时仍会以额定速度运行，造成了不必要的电能浪费、增加带式输送机和托辊的磨损，使带式输送机相关设备寿命相应变短，造成不必要的生产装备和经济效益损失。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种带式运输机的煤量检测系统解决了目前煤量检测系统不能实时检测煤量的问题。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种带式运输机的煤量检测系统，包括煤量体积检测模块、控制煤量模块、实时报警模块和通讯模块，所述控制煤量模块分别与所述煤量体积检测模块、实时报警模块和通讯模块连接；
其中，所述实时报警模块设置于员工休息室中，所述煤量体积检测模块、控制煤量模块和通讯模块设置于运输煤炭的现场中。
进一步地：所述控制煤量模块包括控制器子模块和皮带运输机，所述控制器子模块与皮带运输机的变频器连接。
进一步地：所述控制器子模块设置有单片机芯片U1，所述单片机芯片U1的型号具体为STM32F407。
进一步地：所述煤量体积检测模块包括红外激光器和红外激光探测器，所述红外激光器和红外激光探测器均设置于皮带运输机的正上方，所述红外激光探测器与所述控制器子模块连接。
进一步地：所述红外激光探测器包括相互连接的光敏二极管、前级放大电路和后级放大电路，所述后级放大电路还与所述单片机芯片U1连接。
进一步地：所述光敏二极管的型号为AD500-8。
进一步地：所述前级放大电路包括放大器U2、接地电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、接地电容C1、接地电容C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5和接地电容C6，所述放大器U2的型号具体为AD8067；
其中，所述放大器U2的1号引脚分别与所述接地电容C1、接地电容C2、接地电阻R1和电阻R2的一端连接，所述放大器U2的2号引脚接地，所述放大器U2的3号引脚分别与所述接地电容C3、电阻R3的一端、电容C4的一端和电阻R4的一端连接；
所述放大器U2的4号引脚分别与所述电阻R3的另一端、电容C4的另一端和电阻R5的一端连接，所述放大器U2的6号引脚分别与所述电阻R2的另一端、接地电容C5和3.3V电源连接，所述电阻R5的另一端与所述接地电容C6连接。
进一步地：所述后级放大电路包括放大器U3、接地电阻R6、接地电阻R7、电阻R8、电阻R9和接地电容C7，所述放大器U3的型号为LMV321；
其中，所述放大器U3的3号引脚与所述电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端分别与所述接地电阻R6和电阻R4的另一端连接，所述放大器U3的2号引脚分别与所述接地电阻R7和电阻R8的一端连接，所述放大器U3的5号引脚接地，所述放大器U3的4号引脚与3.3V电源连接，所述放大器U3的1号引脚分别与所述电阻R8的另一端和电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与单片机芯片U1的IO口连接。
进一步地：所述实时报警模块包括触摸显示屏和报警器，所述触摸显示屏和报警器均与所述控制器子模块连接。
进一步地：所述通讯模块包括WIFI芯片U4、电阻R10、电阻R11、电阻R12、接地电阻R13、接地电容C8和接地电容C9，所述WIFI芯片U4的型号为ESP8266；
其中，所述WIFI芯片U4的1号引脚与电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述电阻R11的一端、接地电容C8、接地电容C9、WIFI芯片U4的8号引脚和3.3V电源连接，所述WIFI芯片U4的3号引脚与所述电阻R11的另一端连接，所述WIFI芯片U4的9号引脚接地，所述WIFI芯片U4的10号引脚与接地电阻R13连接，所述WIFI芯片U4的12号引脚通过电阻R12与3.3V电源连接，所述WIFI芯片U4的15号和16号引脚分别与所述单片机芯片U1的PA1号引脚和PA0号引脚一一对应连接。
本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型提供的一种带式运输机的煤量检测系统能够进行实时煤量检测，并根据煤流量信息控制带式输送机的运行速度，从而实现煤多快运，煤少慢跑，节约电能并提高了带式输送机的使用寿命，在带式输送机轻载和空载情况下节能效果更为明显。
(2)本实用新型设置通讯模块将煤流量信息传输至员工移动端设备，实现员工远程实时检测煤流量信息。
附图说明
图1为本实用新型的一种带式运输机的煤量检测系统结构框图。
图2为本实用新型的单片机芯片引脚图。
图3为本实用新型的前级放大电路原理图。
图4为本实用新型的后级放大电路原理图。
图5为本实用新型的通讯模块原理图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，一种带式运输机的煤量检测系统，包括煤量体积检测模块、控制煤量模块、实时报警模块和通讯模块，所述控制煤量模块分别与所述煤量体积检测模块、实时报警模块和通讯模块连接；
其中，所述实时报警模块设置于员工休息室中，所述煤量体积检测模块、控制煤量模块和通讯模块设置于运输煤炭的现场中。
煤量体积检测模块用于获取运输煤炭过程中的煤流横截面数据，控制煤量模块用于根据煤流横截面数据得到煤流量信息，通讯模块用于将煤流量信息发送至员工移动端设备，实时报警模块用于在煤流量信息超过设定值时进行报警。
所述控制煤量模块包括控制器子模块和皮带运输机，所述控制器子模块与皮带运输机的变频器连接。
在本实施例中，控制器子模块根据煤流量信息控制变频器输出相应频率，可以实现皮带运输机的对应等级调速运行。
如图2所示，所述控制器子模块设置有单片机芯片U1，所述单片机芯片U1的型号具体为STM32F407。
所述煤量体积检测模块包括红外激光器和红外激光探测器，所述红外激光器和红外激光探测器均设置于皮带运输机的正上方，所述红外激光探测器与所述控制器子模块连接。
红外激光器用于从各个角度发射红外激光，红外激光探测器用于接收各个角度的红外激光，得到煤流横截面数据。
所述红外激光探测器包括相互连接的光敏二极管、前级放大电路和后级放大电路，所述后级放大电路还与所述单片机芯片U1连接。
所述光敏二极管的型号为AD500-8。
在本实施例中，光敏二极管将接收的红外光信号转换为电信号。
如图3所示，所述前级放大电路包括放大器U2、接地电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、接地电容C1、接地电容C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5和接地电容C6，所述放大器U2的型号具体为AD8067；
其中，所述放大器U2的1号引脚分别与所述接地电容C1、接地电容C2、接地电阻R1和电阻R2的一端连接，所述放大器U2的2号引脚接地，所述放大器U2的3号引脚分别与所述接地电容C3、电阻R3的一端、电容C4的一端和电阻R4的一端连接；
所述放大器U2的4号引脚分别与所述电阻R3的另一端、电容C4的另一端和电阻R5的一端连接，所述放大器U2的6号引脚分别与所述电阻R2的另一端、接地电容C5和3.3V电源连接，所述电阻R5的另一端与所述接地电容C6连接。
在本实施例中，前级放大电路用于将光敏二极管输出的微弱电信号进行放大，转变为能够符合后续电路处理要求的电信号，前级放大电路采用AD8067型号的放大器为一款输入阻抗高、低失真、低噪声的运算放大器，其能够很好地处理输入的电信号。
光敏二极管输出的电信号通过放大器U2的负极输入端完成电信号的放大，通过合理调节反馈电阻R3和电阻R4的阻值来调整放大器U2的增益，同时在R3上并联一个电容C4，能有效的补偿极点的影响，使电路更加稳定。
如图4所示，所述后级放大电路包括放大器U3、接地电阻R6、接地电阻R7、电阻R8、电阻R9和接地电容C7，所述放大器U3的型号为LMV321；
其中，所述放大器U3的3号引脚与所述电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端分别与所述接地电阻R6和电阻R4的另一端连接，所述放大器U3的2号引脚分别与所述接地电阻R7和电阻R8的一端连接，所述放大器U3的5号引脚接地，所述放大器U3的4号引脚与3.3V电源连接，所述放大器U3的1号引脚分别与所述电阻R8的另一端和电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与单片机芯片U1的IO口连接。
在本实施例中，后级放大电路将前级放大电路输出的电信号再次放大，得到最终的距离数据，根据各个角度上的距离数据获得煤流横截面数据。
所述实时报警模块包括触摸显示屏和报警器，所述触摸显示屏和报警器均与所述控制器子模块连接。
如图5所示，所述通讯模块包括WIFI芯片U4、电阻R10、电阻R11、电阻R12、接地电阻R13、接地电容C8和接地电容C9，所述WIFI芯片U4的型号为ESP8266；
其中，所述WIFI芯片U4的1号引脚与电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端分别与所述电阻R11的一端、接地电容C8、接地电容C9、WIFI芯片U4的8号引脚和3.3V电源连接，所述WIFI芯片U4的3号引脚与所述电阻R11的另一端连接，所述WIFI芯片U4的9号引脚接地，所述WIFI芯片U4的10号引脚与接地电阻R13连接，所述WIFI芯片U4的12号引脚通过电阻R12与3.3V电源连接，所述WIFI芯片U4的15号和16号引脚分别与所述单片机芯片U1的PA1号引脚和PA0号引脚一一对应连接。
在本实施例中，通讯模块可以将煤流量信息传输至员工移动端设备，便于实时检测煤流量信息。
本实用新型系统的工作过程为：皮带运输机开启工作，红外激光器发射各个角度的红外激光，红外激光探测器接收返回的红外激光，得到煤流横截面数据，控制器子模块根据煤流横截面数据进行运算，计算得到煤流量信息，该煤流量信息包括煤层的形状、横截面积和平均高度，控制器子模块根据得到的煤流量信息控制变频器输出相应频率，控制皮带运输机的运行速度，通讯模块将煤流量信息发送至员工移动端设备，便于员工监测煤流量信息，触摸显示屏显示煤流量信息，当煤流量信息超过设定值时，报警器发出警报，提醒员工检查，完成实时煤量检测。
需要说明的是，本实用新型实施例中，控制器子模块基于红外激光探测器接收的红外激光数据计算煤流量信息、根据煤流量控制变频器输出频率的具体方法及程序内容，以及红外激光传感器、控制器子模块、变频器、员工移动终端之间的通信实现过程，属于本领域所公知的内容，且不在本实用新型请求保护的范围内，本实用新型请求保护的是基于上述煤量检测系统的具体硬件结构组成及其中的电路，以实现煤多快运煤少慢跑的带式输送机运行速度控制，达到精准的煤量检测效果。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的一种带式运输机的煤量检测系统能够进行实时煤量检测，并根据煤流量信息控制带式输送机的运行速度，从而实现煤多快运，煤少慢跑，节约电能并提高了带式输送机的使用寿命，在带式输送机轻载和空载情况下节能效果更为明显。
本实用新型设置通讯模块将煤流量信息传输至员工移动端设备，实现员工远程实时检测煤流量信息。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”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设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明的技术特征的数量。因此，限定由“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。
Claims (10)
1.一种带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，包括煤量体积检测模块、控制煤量模块、实时报警模块和通讯模块，所述控制煤量模块分别与所述煤量体积检测模块、实时报警模块和通讯模块连接；
其中，所述实时报警模块设置于员工休息室中，所述煤量体积检测模块、控制煤量模块和通讯模块设置于运输煤炭的现场中。
2.根据权利要求1所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述控制煤量模块包括控制器子模块和皮带运输机，所述控制器子模块与皮带运输机的变频器连接。
3.根据权利要求2所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述控制器子模块设置有单片机芯片U1，所述单片机芯片U1的型号具体为STM32F407。
4.根据权利要求3所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述煤量体积检测模块包括红外激光器和红外激光探测器，所述红外激光器和红外激光探测器均设置于皮带运输机的正上方，所述红外激光探测器与所述控制器子模块连接。
5.根据权利要求4所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述红外激光探测器包括相互连接的光敏二极管、前级放大电路和后级放大电路，所述后级放大电路还与所述单片机芯片U1连接。
6.根据权利要求5所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述光敏二极管的型号为AD500-8。
7.根据权利要求5所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述前级放大电路包括放大器U2、接地电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、接地电容C1、接地电容C2、接地电容C3、电容C4、接地电容C5和接地电容C6，所述放大器U2的型号具体为AD8067；
其中，所述放大器U2的1号引脚分别与所述接地电容C1、接地电容C2、接地电阻R1和电阻R2的一端连接，所述放大器U2的2号引脚接地，所述放大器U2的3号引脚分别与所述接地电容C3、电阻R3的一端、电容C4的一端和电阻R4的一端连接；
所述放大器U2的4号引脚分别与所述电阻R3的另一端、电容C4的另一端和电阻R5的一端连接，所述放大器U2的6号引脚分别与所述电阻R2的另一端、接地电容C5和3.3V电源连接，所述电阻R5的另一端与所述接地电容C6连接。
8.根据权利要求7所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述后级放大电路包括放大器U3、接地电阻R6、接地电阻R7、电阻R8、电阻R9和接地电容C7，所述放大器U3的型号为LMV321；
其中，所述放大器U3的3号引脚与所述电容C7的一端连接，所述电容C7的另一端分别与所述接地电阻R6和电阻R4的另一端连接，所述放大器U3的2号引脚分别与所述接地电阻R7和电阻R8的一端连接，所述放大器U3的5号引脚接地，所述放大器U3的4号引脚与3.3V电源连接，所述放大器U3的1号引脚分别与所述电阻R8的另一端和电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与单片机芯片U1的IO口连接。
9.根据权利要求3所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述实时报警模块包括触摸显示屏和报警器，所述触摸显示屏和报警器均与所述控制器子模块连接。
10.根据权利要求3所述的带式运输机的煤量检测系统，其特征在于，所述通讯模块包括WIFI芯片U4、电阻R10、电阻R11、电阻R12、接地电阻R13、接地电容C8和接地电容C9，所述WIFI芯片U4的型号为ESP8266；
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