一种矿用带式运输机监测系统

技术领域

本发明属于运输机监测技术领域，具体涉及一种矿用带式运输机监测系统及使用方法。

背景技术

带式输送机以自身的高性能伴随着随着各个行业的发展，其在矿山生产中的占有重要地位，对矿山生产的效率影响很大，它具备运输量大、运输距离远、可持续工作、对载荷适应性高等优点。在矿业领域非常普遍，例如井下开采煤炭运输、选煤矸石运输和洗煤时的传送等。

由于矿用带式运输机在井下工作时由于环境的恶略，常伴随皮带的异常磨损，撕裂等现象的发生，若不能及时排查，不仅会导致长时间停机降低了企业的开采效率，而且巡检的时间漫长、不容易找到故障所在，严重影响生产和企业的经济效益。目前矿用带式运输机监测方法主要为单一检测，其中压力监测用的十分广泛，可利用电机驱动调频调速来控制皮带的张紧；或者采用天线识别处于皮带环路中的射频电流感知皮带是否存在纵向裂纹。

在矿用带式运输机井下运输煤炭时，通常设有定期巡检，但现场工况环境比较恶劣，也不符合当前煤矿行业智慧矿山的建立，不符合向少人化，无人化发展的趋势，且安全性较差。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种矿用带式运输机监测系统及使用方法，能够实现在井下开采煤炭运输业时运输作业中的无人化检测，自动、准确完成检测工作，能够实现故障位置的识别、故障出现后的停机、报警及发射信号到地面工作设备功能，可有效降低工人的劳动强度，提高检测效率，且具备较强的适应性。

本发明提供的一种矿用带式运输机监测系统，包括从动滚筒、发电机、控制台、传感器支撑架、传送皮带、多个磁性标记和皮带运输机本体，所述从动滚筒的表面设置有多个压力传感器，所述从动滚筒的一端通过从动滚筒轴与发电机连接，所述发电机和控制台的底部设置有控制台支撑架，所述传送皮带穿过传感器支撑架的中间且包裹在从动滚筒上，且多个所述磁性标记等距固定在传送皮带上，所述传感器支撑架的两侧分别设置有交互式阵列天线和射频天线，传感器支撑架位于传送皮带上方的两侧设置有磁性识别接头，所述传感器支撑架位于传送皮带的上方设置有多个距离测试传感器，所述传感器支撑架位于传送皮带的下方设置有多个X射线扫描传感器和永磁铁。

进一步地，多个所述压力传感器位于从动滚筒的表面等角度设置，且与传送皮带的内侧相抵，所述从动滚筒的内部一侧设置有线槽，且多个所述压力传感器通过线槽与控制台电性连接。

进一步地，所述从动滚筒轴的一端通过延长轴段与发电机连接，且延长轴段与发电机之间通过延长轴段的键槽固定连接，所述发电机与控制台电性连接。

进一步地，所述控制台包括相互之间电性连接的交流直流转换器、储能模块、信号发射单元、数据处理模块和多个报警器，其中多个报警器位于控制台的外部，所述控制台与传感器支撑架上的交互式阵列天线、磁性识别接头、多个所述距离测试传感器、多个所述X射线扫描传感器和射频天线通过连接线连接，所述控制台外接有以太网。

进一步地，所述距离测试传感器为激光测距传感器，多个所述距离测试传感器位于传送皮带的上下两侧与传送皮带等距设置，且多个所述距离测试传感器之间等距设置。

进一步地，所述传送皮带内部采用横向和纵向钢丝的编制，其表面印制有防滑纹路。

进一步地，所述磁性识别接头与传送皮带上的多个所述磁性标记的位置相对应，且永磁铁位于传感器支撑架下方与磁性标记的位置对应。

进一步地，所述传感器支撑架、控制台支撑架与皮带运输机本体的支架高度相同，且位于同一平面放置。

本发明还提供了一种矿用带式运输机监测系统的使用方法，具体步骤如下：

步骤S1、运输作业前，现场工人安装设备并检查控制台与交互式阵列天线、磁性识别接头、距离测试传感器、基于激光的距离测量传感器、压力传感器、射频天线的连接状态，在空载状态下运转一周进行扫描形成对比数据。

步骤S2、在控制台设置损伤阈值，设置磨损阈值，压力传感器阈值，检测单元进入自动监测；

步骤S3、运输作业开始后，物料进入传送皮带机组，对传送皮带造成损伤，当某一检测检测单元检测到异常或超出阈值，对应的故障灯亮起，并发射型号给工作人员的网络设备，同时使传送皮带机组电力开关动作，停止传送皮带机工作；

步骤S4、设备管理人员接收到信号，按照故障指示进行检修，检修结束后，重复步骤S1。

本发明的有益效果：

1、本发明将现有带式运输机检测系统进行了改进，集成了多种可应用于皮带运输机的检测功能，通过设置的传感器支撑架，搭载了可随皮带截面形状变化灵活布置的小型传感器集成，实现了皮带运输机的自动化多重检测，大大降低了工人了劳动强度，提升了皮带机的巡检效率；

2、本发明提供的一种矿用带式运输机监测系统，其在滚筒从动轴连接有发电机用于动能回收，符合绿色发展理念，回收的电能供给控制台的各模块和储存单元。

3、本发明提供的一种矿用带式运输机监测系统在运输作业中，各传感器将检测的数据传输给控制台，控制台将实时检测的皮带各参数与初始时的值比较，当达到阈值自动报警，显示出故障类别和位置，发射信号给工作人员大大降低了检修的难度，在检修时，维修人员也可打开控制台观察其他参数的变化，当快达到设定阈值时可自行进行更换。

附图说明

图1为本发明一种矿用带式运输机监测系统的结构图。

图2为本发明一种矿用带式运输机监测系统的传感器支撑架结构图。

图3为本发明一种矿用带式运输机监测系统的从动滚筒结构图。

图4为本发明一种矿用带式运输机监测系统的从动滚筒延长轴段示意图。

图5为本发明一种矿用带式运输机监测系统的控制器及内部结构设备示意图。

(1、从动滚筒；11、压力传感器；12、线槽；13、延长轴段；14、键槽；2、发电机；21、控制台支撑架；3、控制台；31、交流直流转换器；32、储能模块；33、信号发射单元；34、数据处理模块；35、多个报警器；4、传感器支撑架；41、交互式阵列天线；42、磁性识别接头；43、距离测试传感器；44、X射线扫描传感器；45、永磁铁；46、射频天线；5、传送皮带；6、磁性标记；7、皮带运输机本体)

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例1：

请参阅图1-4，本发明提供的一种矿用带式运输机监测系统，包括从动滚筒1、发电机2、控制台3、传感器支撑架4、传送皮带5、多个磁性标记6和皮带运输机本体7；

在本发明中从动滚筒1的表面设置有多个压力传感器11，多个压力传感器11位于从动滚筒1的表面等角度设置，且与传送皮带5的内侧相抵，从动滚筒1的内部一侧设置有线槽12，且多个压力传感器11通过线槽12与控制台3电性连接，压力传感器11的布置要求要能够准确测量到传送皮带5压力，安装在从动滚筒1上可提供反馈信号给皮带运输机本体7的主动滚筒的控制单元使连接的电机自动调速，调节皮带的松紧程度，从动滚筒1的一端通过从动滚筒1轴与发电机2连接，从动滚筒1轴的一端通过延长轴段13与发电机2连接，且延长轴段13与发电机2之间通过延长轴段13的键槽14固定连接，发电机2与控制台3电性连接；

在本发明中发电机2和控制台3的底部设置有控制台3支撑架21，控制台3支撑架21与地面相对固定，由Q345D槽钢焊接而成，其表面做喷漆处理，具有一定的防锈和防腐能力，用于承载发电机2和控制台3，高度由发电机2和皮带运输机本体7的从动滚筒1处的高度决定；发电机2可随环境需求布置在皮带机的两端，通过螺栓固定在控制台3支撑架21，也可经过传动转换放置在皮带机下方，控制台3通过螺栓固定在控制台3支撑架21，为方便工作人员设置和安全考虑，布局也可随环境进行移动；

在本发明中传感器支撑架4的两侧分别设置有交互式阵列天线41和射频天线46，传感器支撑架4位于传送皮带5上方的两侧设置有磁性识别接头42，传感器支撑架4位于传送皮带5的上方设置有多个距离测试传感器43，传感器支撑架4位于传送皮带5的下方设置有多个X射线扫描传感器44和永磁铁45；

在本发明中多个距离测试传感器43双面布置，数量以能够完整扫描到传送皮带5的两个表面，生成图像数据传输到控制台3，用于检测传送皮带5的厚度；X射线扫描传感器可不随皮带形状布置，是一种光学传感器，设置数量以能够完整扫描到传送皮带5用于承担物料运输的表面，生成图像数据传输到控制台3，用于检测传送皮带5的表面伤痕，磨损及横纵向撕裂；永磁铁45用于磁化传送皮带5内部的编制钢丝绳，结合交互式阵列天线41检测传送皮带5内部钢丝绳的磁力线用于传送皮带5的横向撕裂检测；射频天线46发射弱电流使其能够在传送皮带5中的编制钢丝绳在形成环路，当未检出测到环路电流证明传送皮带5发生撕裂现象；

在本发明中皮带采用内部横向和纵向钢丝编制，其表面印制的防滑纹路用于增加、增大物料与传送皮带5间的摩擦力，内部编制的钢丝使传送皮带5结构更为牢靠，同时为皮带接头和内部钢丝绳断裂磁检测与射频天线46电流环路检测提供介质；传送皮带5穿过传感器支撑架4的中间且包裹在从动滚筒1上，传感器支撑架4的供传送皮带5通过的孔外形与传送皮带5截面保持一致但空间远大于传送皮带5的截面，多个磁性标记6等距固定在传送皮带5上，磁性识别接头42与传送皮带5上的多个磁性标记6的位置相对应，且永磁铁45位于传感器支撑架4下方与磁性标记6的位置对应，磁性标记6均布的镶嵌在传送皮带5上，和磁性识别接头42配合可检测传送皮带5的伸长量；磁性标记6和磁性识别接头42经控制台3和其他检测单元耦合可用于检测其他故障的位置；

实施例2：

请参阅图5，控制台3包括相互之间电性连接的交流直流转换器31、储能模块32、信号发射单元33、数据处理模块34和多个报警器35，其中多个报警器35位于控制台3的外部，控制台3与传感器支撑架4上的交互式阵列天线41、磁性识别接头42、多个距离测试传感器43、多个X射线扫描传感器44和射频天线46通过连接线连接，且连接所用的连接线应符合防爆等行业规范，控制台3外接有以太网，使控制台3具有实时数据处理功能、存储功能、皮带机电力系统控制功能；

在本发明中交流直流转换器31是为了将发电机2产生的交流电使控制台3的各模块能够使用的直流电；

在本发明中储能模块32为了将发电机2产生的冗余的电存储起来的单元。

在本发明中信号发射单元33是在皮带运输机本体7发生故障时将错误信息发送给地面工作设备，当发生故障时使能够及时通知工作人员即使排检故障，清楚故障类型，做好修复故障的准备。

在本发明中报警器是有多个信号灯，当发生各类故障时对应的信号灯亮起。

本发明的使用方法：

步骤S1、运输作业前，现场工人安装设备并检查控制台3与交互式阵列天线41、磁性识别接头42、距离测试传感器43、基于激光的距离测量传感器、压力传感器11、射频天线46的连接状态，在空载状态下运转一周进行扫描形成对比数据。

步骤S2、在控制台3设置损伤阈值，设置磨损阈值，压力传感器11阈值，检测单元进入自动监测；

步骤S3、运输作业开始后，物料进入传送皮带5机组，对传送皮带5造成损伤，当某一检测检测单元检测到异常或超出阈值，对应的故障灯亮起，并发射型号给工作人员的网络设备，同时使传送皮带5机组电力开关动作，停止传送皮带5机工作；

步骤S4、设备管理人员接收到信号，按照故障指示进行检修，检修结束后，重复步骤S1。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，具体实施方式中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。