[發(fā)明專利]礦用振動篩彈簧在線監(jiān)測與故障診斷裝置及其方法

有效

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• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN102494882A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 楊俊哲;趙厚增;谷麗東;張劍華;王軍;陶亞東;穆喜產(chǎn);楊鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國神華能源股份有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林

技術領域

本發(fā)明涉及用于礦用振動篩領域，尤其涉及用于對礦用振動篩的彈簧進行在線監(jiān)測與故障診斷的裝置及方法。

背景技術

目前，振動篩廣泛用于選礦行業(yè)，篩體上均裝有諧振彈簧，是振動篩一個重要部件，作為振動篩的承重及工作部位，其受力情況復雜，故障率也比較高，常見故障包括裂紋、扭曲甚至斷裂等。若彈簧損壞后未能及時發(fā)現(xiàn)并修復，會對生產(chǎn)效益甚至人員安全產(chǎn)生極大影響。

目前針對振動篩諧振彈簧故障的監(jiān)測及維修解決方案主要有兩種：

一種是故障后維修，即彈簧故障發(fā)生后才進行維修，這種維修方式效率低下、方式被動，且維修時間內(nèi)造成的停機會造成生產(chǎn)效益的嚴重下降。

另一種是計劃性維修，即以固定時間為周期的維修手段，這種方式完全依賴于人工對彈簧故障發(fā)生的經(jīng)驗積累和認識，其缺點是容易造成資源浪費，更換下的彈簧往往距其極限壽命價值還有一定的利用空間，因此成本較高，經(jīng)濟效果不良。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種振動篩彈簧在線監(jiān)測與故障診斷裝置，該裝置包括，電源、彈簧頂端的三向加速度傳感器、彈簧底端的三向加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機；電源用于對彈簧頂端的和底端的三向加速度傳感器供電；數(shù)據(jù)采集卡用于采集來自兩個三向加速度傳感器所測得的電信號數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為三向加速度值；所述計算機用于接收來自所述數(shù)據(jù)采集卡的三向加速度值，對其進行分析，根據(jù)分析結(jié)果輸出相應報表。

本發(fā)明另一方面提供了一種振動篩彈簧在線監(jiān)測與故障診斷方法，該方法包括：在彈簧頂端及底端分別設置一個三向加速度傳感器；采集來自兩個三向加速度傳感器所測得的電信號數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為三向加速度值；分析所述三向加速度值；以及根據(jù)分析結(jié)果輸出相應報表。

通過上述裝置或方法，本發(fā)明實現(xiàn)了彈簧的在線監(jiān)測，故障診斷及報警功能，從而提高了振動篩的使用安全性，有效預防因彈簧故障導致的停機事故的發(fā)生，對企業(yè)生產(chǎn)效益、設備的使用安全均有重要的意義。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的礦用振動篩彈簧在線監(jiān)測與故障診斷裝置的組成框圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的計算機中的各數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

具體實施方式

以下參考附圖1-2對本發(fā)明的實施方案進行描述。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的礦用振動篩彈簧在線監(jiān)測與故障診斷裝置，包括電源，該電源在圖1中經(jīng)由適配器1來提供電力供給；彈簧頂端(即，自由端)的三向加速度傳感器2；彈簧底端(即，激勵端)的三向加速度傳感器3；數(shù)據(jù)采集卡4以及計算機5。

所述適配器1的輸入端與220V電源連接，輸出端與彈簧頂端和底端三向加速度傳感器的電源輸入端分別連接，所述兩個加速度傳感器的輸出端分別與數(shù)據(jù)采集卡4的輸入端連接，所述數(shù)據(jù)采集卡4的輸出端與計算機5的數(shù)據(jù)輸入端口連接。數(shù)據(jù)采集卡用于接收來自兩個三向加速度傳感器在任意時間所測得的電信號，并將其轉(zhuǎn)換為三向加速度值；計算機接收來自所述數(shù)據(jù)采集卡的三向加速度值，對其進行分析，根據(jù)分析結(jié)果輸出相應報表，以實現(xiàn)監(jiān)測和診斷。

在本發(fā)明的一個實施方案中，所采用的適配器為220V15W；考慮到一般彈簧振動時的加速度值不會大于20g，而傳感器的電壓信號為正負10V，在進行A/D轉(zhuǎn)換時，為更準確的反映所測彈簧的性能，所采用的三向加速度傳感器，優(yōu)選為靈敏度達到20mv/g以上，型號不限，例如可選用CA-YD-152A；所采用的數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)傳輸接口可采用USB數(shù)據(jù)端口，為數(shù)據(jù)的精確性考慮，分辨率優(yōu)選在16位及以上，型號不限，例如可選用NI?USB-6210；所采用的計算機為普通家用帶USB數(shù)據(jù)口即可，性能優(yōu)選為主頻1.6GHZ及以上，內(nèi)存1G，硬盤容量160G。

如圖2所示，本發(fā)明對三向加速度值進行分析處理的計算機中包括以下模塊：初始數(shù)據(jù)緩存模塊100、歷史參數(shù)庫模塊105、數(shù)據(jù)一次處理模塊101、超限數(shù)據(jù)緩存模塊102、歷史特征庫模塊106、數(shù)據(jù)二次處理模塊103、報表輸出模塊104。各個模塊的功能及相互關系將在下文進一步描述。

針對兩個三向加速度傳感器在任意時間所測得的電信號，數(shù)據(jù)采集卡先接收該電信號，并將其轉(zhuǎn)換為三向加速度值，以此三向加速度值為初始數(shù)據(jù)，對其做下述處理：

a)在開始處理后，先從數(shù)據(jù)采集卡接收該初始數(shù)據(jù)并將該初始數(shù)據(jù)緩存在初始數(shù)據(jù)緩存模塊100中；