多点分布式油液集中检测装置及其在采煤机摇臂上的安装结构

技术领域

本发明涉及一种可对油液进行多参量、多点位动态检测的检测装置及其安装结构，可用于采煤机摇臂等各种对油液状态要求较高的场合以满足油液检测需求。

背景技术

现有的采煤机摇臂上使用的油液检测装置通常仅能实现油温、油位或油质等单一一项参数的检测，且某一种参数检测点通常只设置一个，其效果是在同一种油液状态下，采煤机摇臂处于不同工作状态时同一检测装置的检测结果差异很大，即检测装置难以反映出油液的真实状态。以设置一个油位检测装置为例，存在的问题是采煤机工作状态不同时，在不同倾角下油位检测不准确，油液不足的情况往往不能及时被发现，容易导致传动件散热不均匀、润滑不到位，致使其磨损严重、频繁损坏。

并且，现有的油液检测装置大多采用机械式分散设置的检测装置，无法动态反映出采煤机摇臂内的传动齿轮油的状态变化，因此不能检测摇臂内部的传动系统的使用情况.。

发明内容

本发明的目的是提供一种多点分布式油液集中检测装置及其在采煤机摇臂上的安装结构，无论采煤机摇臂处在何种工作状态，都能检测到摇臂内部传动齿轮油的更接近真实的情况，为摇臂传动系统的日常维护和突发工况下的保护提供依据。

本发明的主要技术方案有：

一种多点分布式油液集中检测装置，包括上位机显示器和多个球式集中传感器单元，所述球式集中传感器单元包括承载支架以及安装在承载支架上的油质传感器、油温传感器、油位传感器和光电转换及信号处理装置，油质传感器、油温传感器和油位传感器的信号输出端均连接所述光电转换及信号处理装置的信号输入端，所述光电转换及信号处理装置的信号输出端作为相应的球式集中传感器单元的信号输出端，所有球式集中传感器单元的信号输出端通过线路连接所述上位机显示器的信号输入端。

所述承载支架可以为细长形空心壳结构，其下端部呈半球形，所述油质传感器、油温传感器和油位传感器安装在该半球形的下端部，所述光电转换及信号处理装置设置在承载支架的中上部的内腔中。

每个球式集中传感器单元中油质传感器、油温传感器和油位传感器各自有一个或多个。

所述油位传感器优选位于半球形下端部的最下端，所述油温传感器和油质传感器可以布置在半球形下端部的上沿，且在周向上间隔分布。

当所述球式集中传感器单元中有多个油温传感器时，油温传感器的位置尽量相互远离。

与各个球式集中传感器单元的信号输出端连接的所述线路优选按总线制布线。

一种多点分布式油液集中检测装置在采煤机摇臂上的安装结构，包括采煤机摇臂和所述多点分布式油液集中检测装置，所述线路预埋在采煤机摇臂的壳体上，所述球式集中传感器单元分散安装在采煤机摇臂内的不同腔室内，所述球式集中传感器单元的半球形下端部浸在相应腔室的油液中。

所述采煤机摇臂内可以设有高速级直齿腔、电机腔、煤壁三轴腔、老塘三轴腔、直齿低速腔和行星低速腔，每个腔室对应设有至少一个球式集中传感器单元。

本发明的有益效果是：

本发明的集中检测装置可以对摇臂内部传动齿轮油的状态进行多点位、多参数检测，使测得的齿轮油情况更准确，解决了现有技术下采煤机摇臂在不同倾角下不同腔室的油温大小、油位高低等监测不准确的问题。

本发明在检测油温、油位的同时还监测传动齿轮油的油质状态，可借此来判断采煤机摇臂传动系统的运行状态，避免因单个传动件损毁后没有及时更换导致整个传动系统瘫痪的问题。

由于能更精准且及时地掌握齿轮油的变化情况，因此能更好地了解摇臂传动系统的真实使用情况，为摇臂传动系统的日常维护和突发工况下的保护提供依据，保证摇臂传动系统更好的使用，降低摇臂传动系统的非预期成本。

附图说明

图1是本发明的多点分布式油液集中检测装置在采煤机摇臂上的安装结构原理示意图；

图2是本发明的多点分布式油液集中检测装置的一个实施例的结构示意图；

图3是所述线路的连接关系原理图；

图4是所述上位机的显示装置的示意图。

附图标记：

10.球式集中传感器单元；1010.信息交换线束；1020.光电转换及信号处理装置；1030.油质传感器；1040.油温传感器；1050.油位传感器；1060.承载支架；

20.采煤机摇臂；

30.上位机显示器；

40.线路。

具体实施方式

本发明公开了一种多点分布式油液集中检测装置(可简称为集中检测装置)，如图1-4所示，包括上位机显示器30和多个球式集中传感器单元10。所述球式集中传感器单元包括承载支架1060以及安装在承载支架上的油质传感器1030、油温传感器1040、油位传感器1050和光电转换及信号处理装置1020。油质传感器、油温传感器和油位传感器的信号输出端均通过信息交换线束1010连接所述光电转换及信号处理装置的信号输入端，将采集的信号传输给光电转换及信号处理装置。光电转换及信号处理装置集成了多路信号收集、转换以及信号处理与发送的功能。所述光电转换及信号处理装置的信号输出端作为相应的球式集中传感器单元的信号输出端，输出包含有油质、油温和油位等检测结果相关的信息。所有球式集中传感器单元的信号输出端通过线路连接所述上位机显示器的信号输入端。光电转换及信号处理装置将处理后的信息通过线路传输至上位机显示器直接进行集中分项显示，即每个球式集中传感器单元输出的油质、油温和油位检测结果都将直接显示在上位机显示器上。

各个球式集中传感器单元可以安装到某个有待测油液的设备上的各不同位置，每个球式集中传感器单元相当于一个检测点，因此针对任何一种参量，所述多点分布式油液集中检测装置都可以同时获得多个检测点的检测结果，因此能更客观地反映油液的真实情况，根据该结果判定相关设备及其中油液的状态的可信度也更高。当将该集中检测装置应用于采煤机摇臂时，即使采煤机摇臂处在不同倾角下，对于不同腔室的油温大小、油位高低等也能获得准确的检测结果。

现场操作人员可以依据上位机显示器上显示的信息判断所述多点分布式油液集中检测装置当前所在设备内油液的情况，进而判断相应设备的工作状态是否存在异常。需要时，所述球式集中传感器单元的输出端也可以连接上位机控制器或相关设备主机，以便于上位机或相关设备主机依据设定条件、算法等自动判断，也可以是上位机或设备主机与人工相结合进行上述判断。根据具体情况，判断时既可以是每个位置的检测结果与相应的设定值进行比较，也可以是先根据多个不同位置的检测结果进行某种数据运算得出一个计算值，再用该计算值与一个综合考虑了各不同位置影响因素权重后确定的综合设定值进行比较。

所述集中检测装置能为相关设备突发工况下的保护提供依据。以应用于采煤机摇臂为例，油质传感器会检测出齿轮油内的铁屑并做出信号反应，当铁屑的量达到设定值时需要控制摇臂电机停止。通常齿轮油内出现铁屑是齿轮损坏导致的，因此可依据油质传感器的检测结果对齿轮损坏的突发情况进行及时报警和应对。摇臂传动系统工作会产生很多热量，导致油温升高，另外，当出现漏油(例如齿轮轴端盖掉落导致摇臂腔体漏油或摇臂壳体渗油)时，油位下降，油的散热与润滑性能相应降低，也会造成油温升高，因此根据油温传感器和/或油位传感器的检测结果，如果判断为出现了上述异常情况，也需要控制摇臂电机停止。

所述油位传感器可以采用压力测高原理的传感器。

本实施例中，所述承载支架为细长形空心壳结构，其下端部呈半球形。所述油质传感器、油温传感器和油位传感器安装在该半球形的下端部，所述光电转换及信号处理装置设置在承载支架的中上部的内腔中。所述油质传感器、油温传感器和油位传感器各自与光电转换及信号处理装置之间的信息交换线束1010从承载支架内腔走线。

每个球式集中传感器单元中油质传感器、油温传感器和油位传感器的数量不限，任意一种传感器其数量都可以是一个或多个。所述油位传感器优选位于半球形下端部的最下端(即半球形的顶点处)。所述油质传感器相比其他传感器最好尽量靠近光电转换及信号处理装置，以便在缩短信号传输距离、减少信号干扰、衰减等方面保持更佳状态。本实施例中，所述油温传感器和油质传感器布置在半球形下端部的上沿，且在周向上间隔分布。当所述球式集中传感器单元中有多个油温传感器时，油温传感器的位置尽量相互远离，以适应同一检测点不同位置温差较大的监测场合。图2所示的球式集中传感器单元中，油质传感器、油温传感器和油位传感器分别有一个、两个和一个，其中两个油温传感器的位置分别位于半球形下端部上沿的某一直径的两端，可以取这两个油温传感器的检测值的算术平均值作为相应球式集中传感器单元的油温检测值输出。

所述球式集中传感器单元安装到某设备上时，通常以图2所示状态竖直安装到设备内部，且应保证其半球形下端部在相应设备处于不同状态或位姿时都能浸在油液中。

所述多点分布式油液集中检测装置可同时监测多个分散在各处的检测点，且每个检测点可以同时测得油液相关的多种参量，通过多点、多参量的检测结果综合判断油液的状态，为油液相关的日常维护提供依据，通过油液状态进而推断相关设备的工作状态，以便对相关设备的突发工况进行及时的应对和处理。

与各个球式集中传感器单元的信号输出端连接的所述线路可以按总线制布线，例如CAN总线，每个球式集中传感器单元为通信网络中的一个节点。

本发明还公开了一种多点分布式油液集中检测装置在采煤机摇臂上的安装结构，如图1、3所示，包括采煤机摇臂20和所述多点分布式油液集中检测装置，所述线路40预埋在采煤机摇臂的壳体上，所述采煤机摇臂为分腔式采煤机摇臂，所述球式集中传感器单元10分散安装在采煤机摇臂内的不同腔室内，所述球式集中传感器单元的半球形下端部浸在相应腔室的油液中。所述上位机显示器30安装在采煤机机身上，优选位于采煤机电控箱处。

采煤机摇臂处于各种不同倾角状态时，不同腔室的油温、油位可能会有较大变化，如果采用现有的单测点、单参量监测，监测结果通常不准确，但采用本发明的油液集中检测装置可进行多腔室分别检测，不同腔室可以设定不同的判定标准，也可以对各腔室的相同参量的检测结果通过某种算法计算得出一个综合考虑了设备姿态、检测点位置等因素的计算值并以此为依据作进一步判断，使相应的检测能更好地满足实际需要。

承载支架可以通过螺栓、螺母等固定在摇臂壳体上，优选固定安装在摇臂内相应腔室的底部。

所述采煤机摇臂内优选设有高速级直齿腔、电机腔、煤壁三轴腔、老塘三轴腔、直齿低速腔和行星低速腔等不同腔室，每个腔室对应设有至少一个球式集中传感器单元。

所述线路优选自最靠近采煤机电控箱的腔室(例如本实施例的高速级直齿腔)引出并连接到上位机显示器。