專利名稱：罐道縫隙及卸壓槽壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種黑色或有色礦井井筒提升機(jī)的附加裝置，特別涉及提升機(jī)罐道縫 隙及卸壓槽壓力的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)與報(bào)警裝置。
背景技術(shù)：
隨著礦井井下開采范圍的不斷擴(kuò)大和延伸，其地表將會(huì)產(chǎn)生一定的變形而有所下沉， 地表的沉降會(huì)引起提升系統(tǒng)井筒內(nèi)井壁的相對(duì)變化，產(chǎn)生井壁之間的相對(duì)位移，從而造成 井壁的縱向、環(huán)向和徑向變形，當(dāng)這種變形達(dá)到一定的程度時(shí)，井壁就會(huì)發(fā)生破壞，直接 影響礦井的安全生產(chǎn)，危及國(guó)家財(cái)產(chǎn)及相關(guān)人員的生命安全。掌握井壁的變形量，進(jìn)而推 算出井壁的受力狀態(tài)，就可以有效的預(yù)測(cè)井壁的安全狀況，使得在出現(xiàn)危險(xiǎn)情況前，就可 采取相應(yīng)的措施，確保礦井的安全。目前，在我國(guó)使用的礦井井筒的罐道縫隙及卸壓槽壓 力都未安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，而建立井筒內(nèi)變形狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)具有非常重要 的現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明內(nèi)容
為克服上述背景技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一套運(yùn)行可靠、能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)罐道縫 隙及卸壓槽壓力且具有報(bào)警功能的自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是罐道支架與井壁相連，罐道之間有罐道縫，在罐道支 架背面、接近罐道縫的位置處安裝一個(gè)位移傳感器，將該位移傳感器連接到一個(gè)數(shù)據(jù)采集 分站上，再將數(shù)據(jù)采集分站通過RS485總線連接到一個(gè)RS232/485通信轉(zhuǎn)換器上，該通信 轉(zhuǎn)換器再串接到上位監(jiān)控系統(tǒng)上。
本實(shí)用新型通過監(jiān)測(cè)每個(gè)罐道縫隙之間的變化情況以及卸壓槽的壓力，即可間接的掌 握井筒的變形狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)罐道縫隙相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和顯示， 當(dāng)縫隙的絕對(duì)變化量和井壁的平均應(yīng)變變化量超過設(shè)定的最大和最小值時(shí)，可發(fā)出語(yǔ)音報(bào) 警提示。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明 圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)連接圖； 圖2是上位監(jiān)控系統(tǒng)的控制原理圖； 圖3是本裝置的接線圖4是圖1中位移傳感器6及數(shù)據(jù)采集模塊接線圖； 圖5是數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng)原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，罐道支架7與井壁相連，罐道l固定在罐道上支架4上，罐道3固定在 罐道下支架10上，罐道1和3之間有罐道縫2。在罐道縫2的上下方罐道支架或梁的背面 選取一個(gè)基點(diǎn)，在接近罐道縫2處的位置處安裝一個(gè)防爆型位移傳感器6。在罐道1的上 壁焊上一塊角鐵支架，即罐道上支架4，該支架以緊固螺母5固定連接位移傳感器6的本 體部分。在罐道3的下壁固定焊上一塊下支架10，該下支架通過緊固螺母9固定了位移傳 感器6的活動(dòng)端頭，位于活動(dòng)端頭部位的位移傳感器活動(dòng)桿8可伸縮移動(dòng)。罐道縫隙和卸 壓槽壓力的檢測(cè)即可通過這種特殊的防爆型位移傳感器6來完成。將位移傳感器6的輸出 接入到一個(gè)數(shù)據(jù)采集分站11上，將數(shù)據(jù)采集分站ll進(jìn)行防爆密封，再將數(shù)據(jù)采集分站ll 通過RS485總線12接入一個(gè)RS232/485通信轉(zhuǎn)換器13上，通信轉(zhuǎn)換器13再串接到上位監(jiān) 控系統(tǒng)14上。
本實(shí)用新型可對(duì)若干個(gè)罐道縫隙及卸壓槽壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警，用上述同樣的方法在每 個(gè)罐道縫2處各安裝一個(gè)位移傳感器6，如圖1中虛線所示，再將各個(gè)位移傳感器6分別 一一對(duì)應(yīng)接入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集分站11上，將各個(gè)數(shù)據(jù)采集分站11通過RS485總線12 并聯(lián)接入上述的RS232/485通信轉(zhuǎn)換器13上，最后串接到上位監(jiān)控系統(tǒng)14上。
上述裝置將各位移傳感器6安裝在需要監(jiān)測(cè)的位置，并將信號(hào)采集箱分別安裝在靠近 檢測(cè)點(diǎn)的地方，由于井筒內(nèi)的環(huán)境比較惡劣，濕度大，且在提升過程當(dāng)中，常伴有礦石塊 的墜落和滲水等情況，為保護(hù)傳感器和延長(zhǎng)傳感器的壽命，在安裝傳感器時(shí)，在其上方加 裝一塊向下傾斜30。左右的防護(hù)鋼板，同時(shí)傳感器本體外套一個(gè)橡膠套，以防潮濕的氣體 浸入傳感器內(nèi)。當(dāng)井壁發(fā)生縱向變形時(shí)，上下兩基點(diǎn)之間的距離發(fā)生變化，位移傳感器的 活動(dòng)桿8會(huì)發(fā)生伸縮移動(dòng)，輸出相應(yīng)的電信號(hào)，通過測(cè)量電信號(hào)的大小即可計(jì)算出兩基點(diǎn) 之間的位移量，即罐道縫3的伸縮量。再通過對(duì)罐道縫3伸縮量的分析和相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，就可判斷罐道的實(shí)際變形情況。卸壓槽壓力的監(jiān)測(cè)與罐道縫隙的監(jiān)測(cè)相同。
下面結(jié)合圖2-5對(duì)本裝置的自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警的原理加以說明 1、上位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
上位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)14由軟件和硬件兩部分組成。
硬件部分包括工控機(jī)、顯示器和打印機(jī)等，工控機(jī)采用研華PIC610系列工業(yè)控制機(jī)， PIV2.8G、 512M內(nèi)存、80G硬盤，主機(jī)帶有聲卡和以太網(wǎng)卡，可進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警及與單位管理 系統(tǒng)的聯(lián)接；顯示器為19寸飛利浦液晶顯示器，打印機(jī)為A4幅面的HP激光打印機(jī)。
軟件部分包括操作和監(jiān)控軟件，監(jiān)控軟件采用VC++6.0自主開發(fā)，操作軟件采用 Windows2000操作平臺(tái)。軟件設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)思想，在采集模塊軟件的設(shè)計(jì) 上采用了復(fù)合濾波法，即"中值濾波+滑動(dòng)平均濾波"方法，對(duì)采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。中 值濾波能濾除采樣值中的脈沖干擾信號(hào),然后把剩下的各采樣值進(jìn)行滑動(dòng)平均濾波。根據(jù)不 同的功能劃分模塊，主要模塊功能如下
(1) 監(jiān)測(cè)功能
實(shí)現(xiàn)對(duì)罐道縫隙相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行組態(tài)顯示。主要包括以數(shù)字
的形式實(shí)時(shí)顯示罐道縫隙的絕對(duì)變化量和井壁的平均應(yīng)變變化量；以曲線的形式實(shí)時(shí)顯示 罐道縫隙的變化趨勢(shì)圖；歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析和存儲(chǔ)；系統(tǒng)電源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)采 集模塊的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。
(2) 事故報(bào)警
當(dāng)縫隙的絕對(duì)變化量和井壁的平均應(yīng)變變化量超過設(shè)定的最大和最小值時(shí)，發(fā)出語(yǔ)音 報(bào)警及故障燈閃爍提示，并自動(dòng)啟動(dòng)打印機(jī)打印輸出，形成故障記錄文件，同時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng) 存儲(chǔ)以備事后分析。
(3) 數(shù)據(jù)存檔
系統(tǒng)可自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表和統(tǒng)計(jì)報(bào)表，通過打印機(jī)打印輸出，形成罐道縫隙的 完整記錄文件，并且文檔可由EXCEL進(jìn)行自定義處理，或用其它工具軟件進(jìn)行處理；具有 時(shí)間和事件控制存檔；可與其他Windows程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換。
在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)線路檢査無誤的情況下，啟動(dòng)上位工控機(jī)，罐道縫隙和卸壓槽壓力傳感 器通電后，對(duì)應(yīng)于罐道縫隙和卸壓槽壓力的電流信號(hào)經(jīng)變送后輸出0—10V的電壓信號(hào)，此 信號(hào)如圖4所示接入相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集箱中。各數(shù)據(jù)采集箱通過RS485總線，經(jīng)RS232/RS485 轉(zhuǎn)換器與上位工控機(jī)的RS232串口聯(lián)接。本裝置具有多幅畫面功能，主要包括主菜單，罐道縫隙和卸壓槽壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)畫面、 實(shí)時(shí)變化曲線圖、超限報(bào)警和打印等。具有罐道縫隙和卸壓槽壓力的歷史數(shù)據(jù)記錄，以方 便對(duì)相關(guān)參數(shù)的分析和比較，為管理層提供重要的決策依據(jù)。
2、 通信部分
通信部分采用全雙工主從通信方式，上位工控機(jī)作為主站與各數(shù)據(jù)采集分站通過RS485 總線相連，由于上位監(jiān)控機(jī)只有RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，因此采用RS232/RS485轉(zhuǎn)換器進(jìn)行總線 接口的轉(zhuǎn)換。另外，為防止井筒內(nèi)散落的煤塊砸壞通信電纜，因此在安裝電纜時(shí)除了在電 纜中間每隔10m加裝一個(gè)電纜固定點(diǎn)外，選用了防爆型的抗拉鎧裝阻燃電纜。
3、 數(shù)據(jù)信息采集分站
數(shù)據(jù)采集分站11主要由防爆型位移傳感器、信號(hào)變送器、高速數(shù)據(jù)采集模塊和本質(zhì)安 全型防爆箱等組成。位移傳感器輸出的微弱小電流信號(hào)經(jīng)信號(hào)變送器變送，輸出0 10V的 電壓信號(hào)接到數(shù)據(jù)采集模塊的輸入通道；智能數(shù)據(jù)采集模塊由江蘇科技大學(xué)自主開發(fā)，該 模塊具有4路數(shù)據(jù)采集通道和RS485通信接口，數(shù)據(jù)輸入類型為0 10V，每路都有按鈕調(diào) 零功能。由于井筒內(nèi)存在有可燃?xì)怏w，位移傳感器選用本安防爆型傳感器，信號(hào)變送器和 智能數(shù)據(jù)采集模塊等均安裝在本質(zhì)安全型防爆箱內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種罐道縫隙及卸壓槽壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，罐道支架(7)與井壁相連，罐道(1、3)之間有罐道縫(2)，其特征是在罐道支架(7)背面、接近罐道縫(2)的位置處安裝一個(gè)位移傳感器(6)，將該位移傳感器(6)連接到一個(gè)數(shù)據(jù)采集分站(11)上，再將數(shù)據(jù)采集分站(11)通過RS485總線(12)連接到一個(gè)RS232/485通信轉(zhuǎn)換器(13)上，該通信轉(zhuǎn)換器(13)再串接到上位監(jiān)控系統(tǒng)(14)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的罐道縫隙及卸壓槽壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征是可在若干 個(gè)罐道縫(2)處分別安裝一個(gè)位移傳感器(6)，再將各個(gè)位移傳感器(6)分別一一對(duì)應(yīng) 串接到相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集分站(11)上，將各個(gè)數(shù)據(jù)采集分站(11)通過RS485總線(12) 并聯(lián)接入所述的RS232/485通信轉(zhuǎn)換器(13)上，最后串接到上位監(jiān)控系統(tǒng)(14)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的罐道縫隙及卸壓槽壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征是在所 述罐道(1)的上壁固定一個(gè)上支架(4)，該上支架(4)固定連接位移傳感器(6)的本體 部分，所述罐道(3)的下壁固定一個(gè)下支架(10)，該下支架(10)固定連接位移傳感器 的活動(dòng)端頭，位移傳感器活動(dòng)桿(8)可伸縮移動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種黑色或有色礦井井筒提升機(jī)罐道縫隙及卸壓槽壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，罐道支架與井壁相連，罐道之間有罐道縫，在罐道支架背面、接近罐道縫的位置處安裝一個(gè)位移傳感器，將該位移傳感器連接到一個(gè)數(shù)據(jù)采集分站上，再將數(shù)據(jù)采集分站通過RS485總線連接到一個(gè)RS232/485通信轉(zhuǎn)換器上，該通信轉(zhuǎn)換器再串接到上位監(jiān)控系統(tǒng)上，通過監(jiān)測(cè)每?jī)蓚€(gè)罐道縫隙之間的變化情況以及卸壓槽的壓力，即可間接的掌握井筒的變形狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)罐道縫隙相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和顯示，當(dāng)縫隙的絕對(duì)變化量和井壁的平均應(yīng)變變化量超過設(shè)定的最大和最小值時(shí)，可發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警提示。
文檔編號(hào)B66B5/00GK201102840SQ200720043950
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者莊肖波, 龐科旺, 馬繼先 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)