[發(fā)明專(zhuān)利]一種礦用振動(dòng)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310295274.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103344320A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳淼;薛光輝;吉曉冬;劉頔;楊健健;趙新贏;李旭;周劍鋒;姜海;楊子賢;杜毅博;周游
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)
• 主分類(lèi)號(hào): G01H11/06
• 分類(lèi)號(hào): G01H11/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種振動(dòng)信號(hào)傳感器信號(hào)調(diào)理裝置，特別是涉及一種煤礦用振動(dòng)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理裝置。

背景技術(shù)

煤炭是世界上存儲(chǔ)量最多的化石燃料，我國(guó)作為世界上最大的煤炭消費(fèi)國(guó)和生產(chǎn)國(guó)。煤炭作為我國(guó)的主要能源，其在能源結(jié)構(gòu)中占比70%，在目前以及未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，其仍將在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，預(yù)計(jì)到2050年仍將占一次性能源生產(chǎn)消耗的50%以上。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)煤炭的需求將會(huì)不斷的增加，同時(shí)對(duì)煤礦提出了更高的要求。目前煤礦正向著“采掘機(jī)械化、運(yùn)輸直通化、礦井自動(dòng)化、礦井信息化”四個(gè)方向發(fā)展，對(duì)煤礦設(shè)備提出了更高的要求。但由于我國(guó)礦井自然條件的多樣性和不可預(yù)見(jiàn)性等原因，急需加強(qiáng)煤礦大型生產(chǎn)設(shè)備的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)方面研究，使得煤礦能夠向著高產(chǎn)高效、智能化、機(jī)械化方向發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)很多煤礦以及科研單位都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了煤礦井下設(shè)備狀態(tài)信號(hào)獲取的重要性，但是由于煤礦井下設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)的獲取還受到很多方面的制約，主要制約因素為：

（1）、煤礦井下的實(shí)際環(huán)境惡劣

煤礦井下的實(shí)際環(huán)境是制約煤礦井下設(shè)備狀態(tài)信號(hào)獲取的首要因素。對(duì)于煤礦井下潮濕多粉塵甚至是高瓦斯的環(huán)境，所有應(yīng)用于煤礦井下設(shè)備信號(hào)采集的傳感器和調(diào)理驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)都必須能夠適應(yīng)井下的惡劣條件。

（2）、設(shè)備狀態(tài)信號(hào)的種類(lèi)繁多

煤礦井下設(shè)備工作狀態(tài)信號(hào)具有多樣性，主要包括：電流、電壓、溫度、振動(dòng)和壓力等信號(hào)。目前，煤礦井下大多數(shù)信號(hào)都有可用的傳感裝置進(jìn)行獲取。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)及其應(yīng)用在其他領(lǐng)域已經(jīng)相當(dāng)成熟，但由于缺乏礦用振動(dòng)信號(hào)傳感裝置，煤礦井下設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)無(wú)法獲取，使得振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)法在煤礦井下的設(shè)備管理和監(jiān)測(cè)中得以應(yīng)用。

綜上所述，由于煤礦井下惡劣的生產(chǎn)條件和環(huán)境對(duì)傳感器提出了很高的要求，煤礦井下大型設(shè)備的各類(lèi)狀態(tài)信號(hào)的獲取具有很大的難度，至今尚未有適用于煤礦井下設(shè)備振動(dòng)傳感信號(hào)調(diào)理裝置，其他領(lǐng)域成熟的振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)難以在煤礦井下設(shè)備中進(jìn)行開(kāi)展和推廣應(yīng)用。因此，煤礦急需可對(duì)井下設(shè)備振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的傳感裝置。

目前，公知的振動(dòng)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理裝置主要是指用于振動(dòng)加速度傳感器驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，主要應(yīng)用于非煤礦的工作環(huán)境。用在煤礦井下的測(cè)振傳感器主要是拾取井下機(jī)電設(shè)備工作狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)，以便對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行日常管理，尤其是在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠有效地記錄特殊狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)，便于故障的分析和診斷。

一般應(yīng)用的加速度振動(dòng)傳感器的信號(hào)調(diào)理裝置并不能滿(mǎn)足國(guó)家煤安認(rèn)證技術(shù)要求。

本專(zhuān)利根據(jù)煤安認(rèn)證技術(shù)要求，對(duì)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其達(dá)到煤安認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

本專(zhuān)利研制的意義主要有：

（1）、研制了一種礦用振動(dòng)加速度信號(hào)調(diào)理裝置，使得煤礦井下設(shè)備振動(dòng)信號(hào)的獲取成為可能；

（2）、通過(guò)研制的信號(hào)調(diào)理裝置可以獲得大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，為煤礦井下設(shè)備健康診斷的研究提供了第一手的資料；

（3）、為煤礦的自動(dòng)化、信息化、智能化的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于，設(shè)計(jì)發(fā)明一種礦用加速度傳感器信號(hào)調(diào)理裝置，解決了煤礦井下之前遇到的無(wú)振動(dòng)傳感器可用的難題，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下設(shè)備振動(dòng)信號(hào)的獲取。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種礦用振動(dòng)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理裝置，包括加速度傳感器和信號(hào)調(diào)理裝置兩大部分。加速度傳感器依次由振動(dòng)加速度傳感器、固定裝置和礦用電纜組成；信號(hào)調(diào)理裝置由信號(hào)輸入端口、信號(hào)調(diào)理電路板、供電模塊、裝置殼體、信號(hào)輸出端口組成。其中，信號(hào)調(diào)理板由傳感器激勵(lì)電路、去耦電路、濾波電路、一級(jí)積分電路、放大電路、二級(jí)積分電路、放大電路組成；供電模塊由電池和電池保護(hù)模塊組成。

礦用振動(dòng)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理裝置的信號(hào)拾取與調(diào)理過(guò)程如下：振動(dòng)加速度傳感器通過(guò)固定裝置固定到測(cè)點(diǎn)上，振動(dòng)加速度傳感器在信號(hào)調(diào)理裝置激勵(lì)電路的驅(qū)動(dòng)下，將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。然后，把振動(dòng)加速度傳感器拾取的信號(hào)通過(guò)礦用電纜傳輸?shù)秸{(diào)理裝置的信號(hào)輸入端口上，通過(guò)去耦電路和濾波電路后輸出三路加速度信號(hào)，第一路加速度信號(hào)從信號(hào)輸出端口的接頭輸出；從濾波電路輸出的第二路信號(hào)通過(guò)一級(jí)積分電路和放大電路后被積分為速度信號(hào)從輸出端口的接頭輸出；從濾波電路輸出的第三路信號(hào)通過(guò)二級(jí)積分電路和放大電路后被雙積分為位移信號(hào)從輸出端口的接頭輸出。

本發(fā)明為了適應(yīng)煤礦的工作環(huán)境對(duì)系統(tǒng)設(shè)備做了如下的技術(shù)措施:?