CN104880233A - 一种新型翻车机溜槽料位检测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型翻车机溜槽料位检测***,包括依次连接的应变传感器、信号分析处理装置和计算机***;其中,应变传感器安装在翻车机溜槽外壁,用于检测溜槽壁面的应力变化;信号分析处理装置用于将应变传感器检测的应力变化转换为计算机***能够识别的信号;计算机***用于根据检测到的溜槽壁面的应力变化及溜槽的形状、尺寸建立模型,获取翻车机料位与应力变化之间的对应关系。本发明通过应变传感器检测翻车机溜槽壁面的应力变化并经计算机***综合分析,实现翻车机溜槽料槽壁面的动态检测,及时监测冒斗或空震等问题,防止物料排空或溢出,保证物料的协调一致供给,提高***的整体卸车效率。
Description
技术领域
本发明涉及料位检测技术领域,具体涉及一种新型翻车机溜槽料位检测***及方法。
背景技术
翻车机是一种大型、高效、自动化的成套卸车设备,其在散料输送***中必不可少,也是煤炭等卸载的关键设备。翻车机底层给料溜槽的料位检测十分重要,一旦发生检测不及时或错误信号反馈,会导致冒斗或空震等问题的发生,严重影响设备的正常运行和操作人员安全。
翻车机料槽由于其环境恶劣,粉尘多、水汽大、温度高等,给料位测量带来诸多不便,因而如何更好的检测料位一直是一个较难解决的问题。目前常用的检测技术包括超声波检测技术、γ射线检测技术、称重式检测技术以及雷达检测技术等,这些检测技术误差信号多,检测效率低下,而且维护工作量大,尤其是γ射线检测技术,其γ射线对人体的危害大,一旦γ射线料位计丢失或破损,后果难以控制。因此,有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明的目的在于,针对现有技术的不足,提供一种准确度高、效率高、安全可靠的新型翻车机溜槽料位检测***及方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种新型翻车机溜槽料位检测***,其特征在于,包括依次连接的应变传感器、信号分析处理装置和计算机***;
其中,应变传感器安装在翻车机溜槽外壁,用于检测溜槽壁面的应力变化;
信号分析处理装置用于将应变传感器检测的应力变化转换为计算机***能够识别的信号;
计算机***用于根据检测到的溜槽壁面的应力变化及溜槽的形状、尺寸建立模型,获取翻车机料位与应力变化之间的对应关系。
按上述***,所述的应变传感器从上到下均布在溜槽外壁。
按上述***,所述应变传感器为金属式应变传感器、光纤光栅应变传感器、钢弦式应变传感器和半导体式应变传感器中的一种。
本发明还提供了一种检测翻车机溜槽料位的方法,本方法是:通过应变传感器检测翻车机溜槽壁面由于物料而产生的应力变化,信号分析处理装置用于将应变传感器检测的应力变化转换为计算机***能够识别的信号后传输给计算机***,计算机***根据检测到的溜槽壁面的应力变化及溜槽的形状、尺寸建立模型,获取翻车机料位与应力变化之间的对应关系,继而对料槽内部的物料料位情况进行评估,然后提出相应的应对措施。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
1、通过应变传感器检测翻车机溜槽壁面的应力变化并经计算机***综合分析,实现翻车机溜槽料槽壁面的动态检测,及时监测冒斗或空震等问题,防止物料排空或溢出,保证物料的协调一致供给,提高***的整体卸车效率;
2、应变传感器对溜槽壁面多点监测,输出的应变信息稳定,检测的准确度高,能够实现完全自动化地协调给料作业,提高了翻车机的作业效率,充分满足了物流网时代工业生产中对翻车机的安全管理要求
3、优选的光纤光栅应变传感器,使得采集数据时受外界的干扰如电磁干扰小,检测的稳定性好,准确性高;无辐射,对人体的伤害小;方便维护。
附图说明
图1为本发明实施例中光纤光栅传感器与翻车机溜槽的连接示意图。
图2为本实施例中光纤光栅解调仪和计算机***的工作流程图。
图3为本实施例中光纤光栅传感器的研制流程图。
其中:1、溜槽;2、溜槽底座;3、中部加强筋;4、光纤光栅应变传感器;5、下部加强筋;6、料槽。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地解释说明。
本发明提供了一种新型翻车机溜槽料位检测***,包括依次连接的应变传感器、信号分析处理装置和计算机***;其中,应变传感器安装在翻车机溜槽外壁,用于检测溜槽壁面的应力变化;信号分析处理装置用于将应变传感器检测的应力变化转换为计算机***能够识别的信号;计算机***用于根据检测到的溜槽壁面的应力变化及溜槽的形状、尺寸建立模型,获取翻车机料位与应力变化之间的对应关系。
优选地,所述的应变传感器从上到下均布在溜槽外壁。
优选地,所述应变传感器为金属式应变传感器或者光纤光栅应变传感器、钢弦式应变传感器、半导体式应变传感器。
本发明还提供了一种利用上述检测***检测翻车机溜槽料位的方法,本方法是:通过应变传感器检测翻车机溜槽壁面由于物料而产生的应力变化,信号分析处理装置用于将应变传感器检测的应力变化转换为计算机***能够识别的信号后传输给计算机***,计算机***根据检测到的溜槽壁面的应力变化及溜槽的形状、尺寸建立模型,获取翻车机料位与应力变化之间的对应关系,继而对料槽内部的物料料位情况进行评估,然后提出相应的应对措施。
以下以基于光纤式应变传感的翻车机溜槽料位检测***为例进行详细介绍。
本实施例中,与光纤光栅应变传感器对应的信号分析处理装置为光纤光栅解调仪;光纤光栅应变传感器4粘贴在翻车机溜槽1的外壁面,如图1所示;光纤光栅应变传感器4通过光纤光栅解调仪将光信号转换为电信号,再传递给计算机***。每个光纤光栅应变传感器4包括弹性体和对称设置在弹性体两面的一对光纤光栅,该对光纤光栅分别位于2根结构相同的光纤上,弹性体上开设有光纤引出孔,光纤从光纤引出孔引出,光纤引出孔通过高耐久性密封胶密封;弹性体通过高性能粘接剂固定在翻车机溜槽1的外壁面,当弹性体受外界应力作用时,其中一个光纤光栅产生拉伸作用,另一个光纤光栅产生对应的压缩作用;光纤光栅解调仪通过检测光纤式应变传感器4的光纤中心波长的变化,分析溜槽1的料位变化;计算机***对数据进行采集和分析,监测翻车机溜槽1料位的变化。
本实施例中,光纤光栅解调仪包括激光器和耦合器,检测光路为:从激光器发射的光经耦合器进入光纤光栅应变传感器产生中心波长随外界应力变化而变化的光信号,反射回的光信号经耦合器进入光电转换器变成电信号;计算机***内设置有数据采集***、数据分析***以及评估***等,分别对数据进行采集、综合分析和评估,确定翻车机溜槽1的料位。
如图1所示,光纤式应变传感器4对翻车机溜槽1外壁面上的a点、b点和c点均进行应力监测(其中,a点位于翻车机料槽6落料侧面与溜槽底座2相接触的溜槽中心线上,b点位于溜槽1中部加强筋3处的溜槽中心线上,c点位于溜槽1下部加强筋5处的溜槽中心线上)。三个检测点形成多应变传感网络,光纤光栅传感器4检测翻车机溜槽1内壁与物料产生的作用力(主要是摩擦力),监测溜槽1壁面的变形,经过多应变传感网络信息的采集与融合,得到实时界面信息,从而得到翻车机料槽6的料位信息。当料槽6内部的物料料位无变化,溜槽1壁面无应力变化时,激光器发射的光经耦合器进入光纤光栅应变传感器产生中心波长不变的光信号;当料槽6料位不断变化,溜槽1壁面应力不断变化时,弹性体上的光纤对受力,此时激光器发射的光经耦合器进入光纤产生中心波长随应力一起变化的光信号,该返回的光信号经耦合器进入光电转换器转换为电信号给计算机***,最后计算机***采集应变数据,并对应变数据进行处理分析并评估,并绘制出溜槽1壁面应力与波长的变化关系,根据该变化关系分析溜槽1内壁面的信息,获得料槽6内部的物料料位情况并评估,然后提出相应的应对措施。由于溜槽1的形状、尺寸不同,所得到的料位与应变变化的对应关系也不同,因此,当溜槽1的型号确定时,根据其形状、尺寸,结合应变传感器的位置、采集到的应力变化,建立相关模型,即可得到物料料位与应力变化之间的关系。光纤光栅解调仪和计算机***的工作流程图如图2所示;设计光纤光栅应变传感器4时,将翻车机料槽6的工况及监测要求和光纤光栅传感机理综合分析,本实施例的光纤式应变传感器4的设计研制流程如图3所示。本实施例对翻车机翻卸物料时的瞬间冲击、现场粉尘、水分因素等进行综合考虑,保证光纤光栅应变传感器4的密封性,同时对其增加必要的防护,避免光纤光栅应变传感器4破损,即能较好地实现翻车机溜槽料位的检测。
本发明由硬件部分和软件部分构成:其中,硬件部分包括应变传感器、信号分析处理装置和计算机***;软件部分包括各硬件设备的驱动、控制及通信软件,以及数据采集软件、数据分析软件以及评估软件等。硬件部分和软件部分的协调配合实现翻车机溜槽料位的检测及状况评估。
以上说明仅为本发明的应用实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等效变化,仍属本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种新型翻车机溜槽料位检测***,其特征在于,包括依次连接的应变传感器、信号分析处理装置和计算机***;
其中,应变传感器安装在翻车机溜槽外壁,用于检测溜槽壁面的应力变化;
信号分析处理装置用于将应变传感器检测的应力变化转换为计算机***能够识别的信号;
计算机***用于根据检测到的溜槽壁面的应力变化及溜槽的形状、尺寸建立模型,获取翻车机料位与应力变化之间的对应关系。
2.如权利要求1所述的一种新型翻车机溜槽料位检测***,其特征在于,所述的应变传感器从上到下均布在溜槽外壁。
3.如权利要求1所述的一种新型翻车机溜槽料位检测***,其特征在于,所述应变传感器为金属式应变传感器、光纤光栅应变传感器、钢弦式应变传感器和半导体式应变传感器中的一种。
4.一种利用权利要求1所述***检测翻车机溜槽料位的方法,其特征在于,通过应变传感器检测翻车机溜槽壁面由于物料而产生的应力变化,信号分析处理装置用于将应变传感器检测的应力变化转换为计算机***能够识别的信号后传输给计算机***,计算机***根据检测到的溜槽壁面的应力变化及溜槽的形状、尺寸建立模型,获取翻车机料位与应力变化之间的对应关系,继而对料槽内部的物料料位情况进行评估,然后提出相应的应对措施。
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