一种皮带机监测装置

技术领域

本发明属于煤矿监测技术领域，更具体地，涉及一种皮带机监测装置。

背景技术

矿产的皮带机作为采矿的重要输运工具，是将地下采集的矿物输运到地面的主要设施。在矿井发生火灾时，皮带机具有火势蔓延快和火势猛的特点，进而对生产造成较大的安全隐患，特别是在煤矿井下发生的火灾事故，极易造成大量的人员伤亡。皮带机起火的主要原因是在机件运转不正常情况下，由于摩擦产生的极高温度造成皮带机发生火灾。这些不正常工作状态包括皮带的异位以及由于各种位置轴承的损坏造成的滚动摩擦变为滑动摩擦。

现有的皮带机监测技术，主要是利用火灾传感系统，包括烟感、红外传感、摄像监测以及相关的智能化处理等。但是，上述的方案无一不是架设复杂、成本较高及维护困难。特别地，对于地下的坑道而言，不能保证工作的皮带机是沿直线布设，这样对于可用于智能化的摄像监测就更为复杂。

因此，期待发明一种皮带机监测装置，能够有效解决现有技术中架设复杂、成本较高及维护困难的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种皮带机监测装置，以解决现有技术中架设复杂、成本较高及维护困难的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种皮带机监测装置，包括温度传感光纤、振动传感光纤、光纤温度传感主机、光纤振动传感主机和中心数据分析系统；

所述温度传感光纤和所述振动传感光纤分别设于所述皮带机上；

所述温度传感光纤与所述光纤温度传感主机相连接；

所述振动传感光纤与所述光纤振动传感主机相连接；

所述光纤温度传感主机和所述光纤振动传感主机分别与所述中心数据分析系统相连接。

可选地，所述皮带机包括第一皮带辊、第二皮带辊、第三皮带辊、第一支架、第二支架、第三支架、第四支架和皮带；

所述皮带包括沿其宽度方向依次连接的第一皮带部、第二皮带部和第三皮带部，所述第一皮带部、所述第二皮带部和所述第三皮带部形成凹槽型；

所述第一皮带辊、所述第二皮带辊、所述第三皮带辊分别设于所述第一皮带部、所述第二皮带部和所述第三皮带部的下方，所述第一皮带辊、所述第二皮带辊、所述第三皮带辊同步转动以驱动所述皮带沿其长度方向运转；

所述第一支架至所述第四支架沿所述皮带的宽度方向依次设置，所述第一皮带辊设于所述第一支架和所述第二支架之间由所述第一支架和所述第二支架支撑，所述第二皮带辊设于所述第二支架和所述第三支架之间由所述第二支架和所述第三支架支撑，所述第三皮带辊设于所述第三支架和所述第四支架之间由所述第三支架和所述第四支架支撑。

可选地，所述皮带机还包括皮带机支撑板和电机；

所述皮带机支撑板与所述第一支架、所述第二支架、所述第三支架和所述第四支架的底部相连接；

所述电机与所述第一皮带辊、所述第二皮带辊和所述第三皮带辊中的至少一个电连接以驱动所述第一皮带辊、所述第二皮带辊和所述第三皮带辊中的至少一个转动，进而带动所述皮带运动。

可选地，所述第二皮带辊的下方设有托架；

所述托架与所述第二皮带辊的外周近距离紧密接触。

可选地，所述温度传感光纤包括第一温度传感光纤、第二温度传感光纤、第三温度传感光纤和第四温度传感光纤；

所述第一温度传感光纤盘设于所述第一支架上，且靠近所述第一皮带辊的端部；

所述第二温度传感光纤盘设于所述托架上，且靠近所述第二皮带辊的下表面；

所述第三温度传感光纤盘设于所述第四支架上，且靠近所述第三皮带辊的端部；

所述第四温度传感光纤盘设于所述电机上。

可选地，所述振动传感光纤包括第一振动传感光纤、第二振动传感光纤和第三振动传感光纤；

所述第一振动传感光纤盘设于所述第二支架上；

所述第二振动传感光纤盘设于所述第三支架上；

所述第三振动传感光纤盘设于所述电机上。

可选地，所述第一支架、所述第二支架、所述第三支架、所述第四支架和所述托架的材料为钢。

可选地，还包括多个磁力防护板，多个所述磁力防护板分别吸附于所述电机、所述第一支架、所述托盘、所述第四支架、所述第二支架和所述第三支架上，所述第一温度传感光纤、所述第二温度传感光纤、所述第三温度传感光纤、所述第四温度传感光纤、所述第一振动传感光纤、所述第二振动传感光纤和所述第三振动传感光纤分别盘设于一个所述磁力防护板内。

可选地，还包括通信系统、手持终端系统和设于所述皮带机上的声光报警器；

所述中心数据分析系统通过所述通信系统与所述手持终端系统相连接；

所述中心数据分析系统通过所述通信系统与所述声光报警器相连接。

可选地，所述中心数据分析系统接收所述光纤温度传感主机和所述光纤振动传感主机分别上传的温度数据和振动数据，并将所述温度数据和所述振动数据分别与预设温度范围和预设振动范围进行比较，如果所述温度数据和所述振动数据均超过所述预设温度范围和所述预设振动范围，则对所述皮带机进行故障位置定位。

所述中心数据分析系统包括光时域反射数据模块，所述光时域反射数据模块将所述温度数据和所述振动数据与预设位置信息进行比对，则定位故障位置。

本发明的有益效果在于：

温度传感光纤和振动传感光纤分别设于皮带机上，温度传感光纤与光纤温度传感主机相连接，振动传感光纤与光纤振动传感主机相连接，光纤温度传感主机和光纤振动传感主机分别与中心数据分析系统相连接；温度传感光纤和振动传感光纤同时设于皮带机上，温度传感光纤用于监测皮带机不同位置的温度变化，振动传感光纤用于监测皮带机上机械器件的振动情况，当皮带机处于不正常工作状态时，皮带机的振动和温度将发生变化，温度传感光纤和振动传感光纤分别采集温度信号和振动信号，并将温度信号和振动信号传输至光纤温度传感主机和光纤振动传感主机以形成温度数据和振动数据，中心数据分析系统对温度数据和振动数据进行分析和处理，并判断皮带机是否出现异常。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的皮带机监测装置的结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的皮带机监测装置的横截面的剖视图。

附图标记说明

1、振动传感光纤；2、温度传感光纤；3、皮带机；4、光纤振动传感主机；5、光纤温度传感主机；6、中心数据分析系统；7、通信系统；8、手持终端系统；9、第一支架；10、第二支架；11、第三支架；12、第四支架；13、第一温度传感光纤；14、第二温度传感光纤；15、第三温度传感光纤；16、第一振动传感光纤；17、第二振动传感光纤；18、第一皮带辊；19、第二皮带辊；20、第三皮带辊；21、第一皮带部；22、皮带机支撑板；23、第二皮带部；24、第三皮带部；25、声光报警器。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本发明的一种皮带机监测装置，包括温度传感光纤、振动传感光纤、光纤温度传感主机、光纤振动传感主机和中心数据分析系统；

温度传感光纤和振动传感光纤分别设于皮带机上；

温度传感光纤与光纤温度传感主机相连接；

振动传感光纤与光纤振动传感主机相连接；

光纤温度传感主机和光纤振动传感主机分别与中心数据分析系统相连接。

具体地，温度传感光纤和振动传感光纤分别设于皮带机上，温度传感光纤与光纤温度传感主机相连接，振动传感光纤与光纤振动传感主机相连接，光纤温度传感主机和光纤振动传感主机分别与中心数据分析系统相连接；温度传感光纤和振动传感光纤同时设于皮带机上，温度传感光纤用于监测皮带机不同位置的温度变化，振动传感光纤用于监测皮带机上机械器件的振动情况，当皮带机处于不正常工作状态时，皮带机的振动和温度将发生变化，温度传感光纤和振动传感光纤分别采集温度信号和振动信号，并将温度信号和振动信号传输至光纤温度传感主机和光纤振动传感主机以形成温度数据和振动数据，中心数据分析系统对温度数据和振动数据进行分析和处理，并判断皮带机是否出现异常。

在一个示例中，皮带机包括第一皮带辊、第二皮带辊、第三皮带辊、第一支架、第二支架、第三支架、第四支架和皮带；

皮带包括沿其宽度方向依次连接的第一皮带部、第二皮带部和第三皮带部，第一皮带部、第二皮带部和第三皮带部形成凹槽型；

第一皮带辊、第二皮带辊、第三皮带辊分别设于第一皮带部、第二皮带部和第三皮带部的下方，第一皮带辊、第二皮带辊、第三皮带辊同步转动以驱动皮带沿其长度方向运转；

第一支架至第四支架沿皮带的宽度方向依次设置，第一皮带辊设于第一支架和第二支架之间由第一支架和第二支架支撑，第二皮带辊设于第二支架和第三支架之间由第二支架和第三支架支撑，第三皮带辊设于第三支架和第四支架之间由第三支架和第四支架支撑。

具体地，第二皮带辊的轴线分别与第一皮带辊的轴线和第三皮带辊的轴线形成钝角。

在一个示例中，皮带机还包括皮带机支撑板和电机；

皮带机支撑板与第一支架、第二支架、第三支架和第四支架的底部相连接；

电机与第一皮带辊、第二皮带辊和第三皮带辊中的至少一个电连接以驱动第一皮带辊、第二皮带辊和第三皮带辊中的至少一个转动，进而带动皮带运动。

具体地，皮带机支撑板与第一支架、第二支架、第三支架和第四支架的底部相连接，在实际应用中，皮带机支撑板埋入地下，对皮带机起到很好的稳固作用。

在一个示例中，第二皮带辊的下方设有托架；

托架与第二皮带辊的外周紧密接触。

具体地，托架与第二皮带辊的最近接触距离不大于1厘米，实际接触距离可根据实际情况灵活选择，接触距离应不影响第二皮带辊的转动。

在一个示例中，温度传感光纤包括第一温度传感光纤、第二温度传感光纤、第三温度传感光纤和第四温度传感光纤；

第一温度传感光纤盘设于第一支架上，且靠近第一皮带辊的端部；

第二温度传感光纤盘设于托架上，且靠近第二皮带辊的下表面；

第三温度传感光纤盘设于第四支架上，且靠近第三皮带辊的端部；

第四温度传感光纤盘设于电机上。

具体地，第一温度传感光纤、第二温度传感光纤、第三温度传感光纤和第四温度传感光纤分别设于第一支架、托架、第四支架和电机上，第一温度传感光纤用于监测第一皮带辊的温度变化，第二温度传感光纤用于监测第二皮带辊的温度变化，第三温度传感光纤用于监测第三皮带辊的温度变化，第四温度传感光纤用于监测电机的温度变化，四个温度传感光纤能够全方位地监测皮带机的运行状况。

进一步地，在皮带机宽度不大于1米的情况下，可仅采用两根温度传感光纤，置于第二支架与第三支架上方接近皮带辊的位置；在皮带机宽度不大于0.5米的情况下，可仅采用一根温度传感光纤，置于第二根皮带辊托架之上。

进一步地，在实际应用中，如果传送距离较近，第一温度传感光纤、第二温度传感光纤、第三温度传感光纤和第四温度传感光纤可以串联连接。

在一个示例中，振动传感光纤包括第一振动传感光纤、第二振动传感光纤和第三振动传感光纤；

第一振动传感光纤盘设于第二支架上；

第二振动传感光纤盘设于第三支架上；

第三振动传感光纤盘设于电机上。

具体地，第一振动传感光纤、第二振动传感光纤和第三振动传感光纤分别设于第二支架、第三支架和电机上，由于第二支架设于第一皮带辊和第二皮带辊之间，第三支架设于第二皮带辊和第三皮带辊之间，第一皮带辊、第二皮带辊和第三皮带辊中任一发生异常时，第一振动传感光纤和第二振动传感光纤均能监测到，以此同时，当电机发生异常时，第三振动传感光纤也可以快速监测到。

进一步地，在实际应用中，如果传送距离较近，第一振动传感光纤、第二振动传感光纤和第三振动传感光纤可以串联连接。

在一个示例中，第一支架、第二支架、第三支架、第四支架和托架的材料为钢。

具体地，第一支架、第二支架、第三支架、第四支架和托架的材料为钢，钢材料的特点是具有磁性，且能够很好地传导热量及振动，广泛应用于工业生产中。

在一个示例中，皮带机监测装置还包括多个磁力防护板，多个磁力防护板分别吸附于电机、第一支架、托盘、第四支架、第二支架和第三支架上，第一温度传感光纤、第二温度传感光纤、第三温度传感光纤、第四温度传感光纤、第一振动传感光纤、第二振动传感光纤和第三振动传感光纤分别盘设于一个磁力防护板内。

具体地，皮带机因为活动部件多，特别是运送矿物的过程中不但多尘，也极易产生碰撞，因此振动传感光纤与温度传感光纤在安装过程中需要进行光纤保护，在非采样点，振动传感光纤与温度传感光纤上安装防护套，在采样点，振动传感光纤与温度传感光纤可以与皮带机采用螺丝，绑绳，压板，卡栏，粘接以及直接光纤环绕等接触方式，本发明优选强磁吸附的方式将振动传感光纤和温度传感光纤分别与皮带机紧密接触，在采集点，将第一温度传感光纤、第二温度传感光纤、第三温度传感光纤、第四温度传感光纤、第一振动传感光纤、第二振动传感光纤和第三振动传感光纤分别盘设于一个磁力防护板内，然后再将磁力防护板吸附于皮带机的预设位置上，这种磁性吸附的方式使得安装和维护更加地简单，可以不用工具自由拆卸。

进一步地，第一温度传感光纤、第二温度传感光纤、第三温度传感光纤、第四温度传感光纤、第一振动传感光纤、第二振动传感光纤和第三振动传感光纤分别盘设于一个磁力防护板内，这种设计方式大大增加了第一温度传感光纤、第二温度传感光纤、第三温度传感光纤、第四温度传感光纤、第一振动传感光纤、第二振动传感光纤和第三振动传感光纤的作用长度，使得探测更加地灵敏。

在一个示例中，皮带机监测装置还包括通信系统、手持终端系统和设于皮带机上的声光报警器；

中心数据分析系统通过通信系统与手持终端系统相连接；

中心数据分析系统通过通信系统与声光报警器相连接。

具体地，中心数据分析系统对温度数据和振动数据进行分析和处理，并与预设温度范围和预设振动范围进行比较，当皮带机发生异常时，中心数据分析系统对通信系统发出报警指令，通信系统接受到中心数据分析系统的报警指令后，一方面按即定程序通知相关负责人，另一方面将报警的详细信息发送到手持终端系统，便于工作人员处理，并且启动现场声光报警器，其中，声光报警器沿皮带机布设，警示灯位于每组皮带辊的旁边；手持终端系统包括红外测温仪，红外测温仪可将现场的测试温度传输给中心数据分析系统。

进一步地，皮带机还包括皮带机动力控制系统，中心数据分析系统通过通信系统与皮带机动力控制系统相连接，当皮带机发生异常时，中心数据分析系统控制皮带机动力控制系统对皮带机停机，以进行故障处理及皮带机维修。

进一步地，手持终端系统由日常维护人员携带，手持终端系统集成钟表和测温枪于一体。日常维护人员到达现场后，根据手持终端系统的定位信息以及现场声光报警器大致定位有问题的区域，首先进行目视检测皮带机工作状态，在无法目视确认的情况下以测温枪确定热源位置进行检修。视现场情况，可在维修后通过手持终端系统返回定位信息以及测温信息，或是标定无法维修，进行深度检修。

在一个示例中，中心数据分析系统接收光纤温度传感主机和光纤振动传感主机分别上传的温度数据和振动数据，并将温度数据和振动数据分别与预设温度范围和预设振动范围进行比较，如果温度数据和振动数据均超过预设温度范围和预设振动范围，则对皮带机进行故障位置定位；

中心数据分析系统包括光时域反射数据模块，光时域反射数据模块将温度数据和振动数据与预设位置信息进行比对，则定位故障位置。

具体地，中心数据分析系统内还需设置温度阈值，在特殊情况下，温度传感光纤测得的温度急剧上升，当温度达到设置的温度阈值时，皮带机将在中心数据分析系统控制下停机并进一步监测。考虑到起火点与温度传感光纤的位置并不重合，温度阈值的设置一般需要比皮带的着火点低几十度到上百度，可以根据情况改变设定。

实施例

如图1-2所示，一种皮带机监测装置，包括温度传感光纤2、振动传感光纤1、光纤温度传感主机5、光纤振动传感主机4和中心数据分析系统6；

温度传感光纤2和振动传感光纤1分别设于皮带机3上；

温度传感光纤2与光纤温度传感主机5相连接；

振动传感光纤1与光纤振动传感主机4相连接；

光纤温度传感主机5和光纤振动传感主机4分别与中心数据分析系统6相连接。

其中，皮带机3包括第一皮带辊18、第二皮带辊19、第三皮带辊20、第一支架9、第二支架10、第三支架、第四支架11和皮带；皮带包括沿其宽度方向依次连接的第一皮带部21、第二皮带部23和第三皮带部24，第一皮带部21、第二皮带部22和第三皮带部23形成凹槽型；第一皮带辊18、第二皮带辊19、第三皮带辊20分别设于第一皮带部21、第二皮带部23和第三皮带部24的下方，第一皮带辊18、第二皮带辊19、第三皮带辊20同步转动以驱动皮带沿其长度方向运转；第一支架9至第四支架12沿皮带的宽度方向依次设置，第一皮带辊18设于第一支架9和第二支架10之间由第一支架9和第二支架10支撑，第二皮带辊19设于第二支架10和第三支架11之间由第二支架10和第三支架11支撑，第三皮带辊20设于第三支架11和第四支架12之间由第三支架11和第四支架12支撑。皮带机3还包括皮带机支撑板22和电机(未示出)；皮带机支撑板22与第一支架9、第二支架10、第三支架11和第四支架12的底部相连接；电机与第一皮带辊18、第二皮带辊19和第三皮带辊20中的至少一个电连接以驱动第一皮带辊18、第二皮带辊19和第三皮带辊20中的至少一个转动，进而带动皮带运动。第二皮带辊18的下方设有托架；托架与第二皮带辊18的外周紧密接触。温度传感光纤2包括第一温度传感光纤13、第二温度传感光纤14、第三温度传感光纤15和第四温度传感光纤(未示出)；第一温度传感光纤13盘设于第一支架9上，且靠近第一皮带辊18的端部；第二温度传感光纤14盘设于托架上，且靠近第二皮带辊19的下表面；第三温度传感光纤15盘设于第四支架12上，且靠近第三皮带辊20的端部；第四温度传感光纤盘设于电机上。振动传感光纤1包括第一振动传感光纤16、第二振动传感光纤17和第三振动传感光纤(未示出)；第一振动传感光纤16盘设于第二支架10上；第二振动传感光纤17盘设于第三支架11上；第三振动传感光纤盘设于电机上。

如图1-2所示，皮带机监测装置还包括多个磁力防护板，多个磁力防护板分别吸附于电机、第一支架9、托盘、第四支架12、第二支架10和第三支架11上，第一温度传感光纤13、第二温度传感光纤14、第三温度传感光纤15、第四温度传感光纤、第一振动传感光纤16、第二振动传感光纤17和第三振动传感光纤分别盘设于一个磁力防护板内。皮带机监测装置还包括通信系统7、手持终端系统8和设于皮带机3上的声光报警器25；中心数据分析系统6通过通信系统7与手持终端系统8相连接；中心数据分析系统6通过通信系统7与声光报警器25相连接。

综上所述，温度传感光纤和振动传感光纤分别设于皮带机上，温度传感光纤与光纤温度传感主机相连接，振动传感光纤与光纤振动传感主机相连接，光纤温度传感主机和光纤振动传感主机分别与中心数据分析系统相连接；温度传感光纤和振动传感光纤同时设于皮带机上，温度传感光纤用于监测皮带机不同位置的温度变化，振动传感光纤用于监测皮带机上机械器件的振动情况，当皮带机处于不正常工作状态时，皮带机的振动和温度将发生变化，温度传感光纤和振动传感光纤分别采集温度信号和振动信号，并将温度信号和振动信号传输至光纤温度传感主机和光纤振动传感主机以形成温度数据和振动数据，中心数据分析系统对温度数据和振动数据进行分析和处理，并判断皮带机是否出现异常，并通过现场声光报警器，巡视人员的手持终端系统，以及皮带机动力控制系统进行预警止损。。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。