[發明專利]一種礦用振動加速度傳感器信號調理裝置

無效

• 申請號: 201310295274.3
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103344320A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）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（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種振動信號傳感器信號調理裝置，特別是涉及一種煤礦用振動加速度傳感器信號調理裝置。

背景技術

煤炭是世界上存儲量最多的化石燃料，我國作為世界上最大的煤炭消費國和生產國。煤炭作為我國的主要能源，其在能源結構中占比70%，在目前以及未來相當長的時間內，其仍將在能源結構中占據主導地位，預計到2050年仍將占一次性能源生產消耗的50%以上。

隨著經濟的發展，我國對煤炭的需求將會不斷的增加，同時對煤礦提出了更高的要求。目前煤礦正向著“采掘機械化、運輸直通化、礦井自動化、礦井信息化”四個方向發展，對煤礦設備提出了更高的要求。但由于我國礦井自然條件的多樣性和不可預見性等原因，急需加強煤礦大型生產設備的檢測與監測方面研究，使得煤礦能夠向著高產高效、智能化、機械化方向發展。

目前國內很多煤礦以及科研單位都已經認識到了煤礦井下設備狀態信號獲取的重要性，但是由于煤礦井下設備的狀態信號的獲取還受到很多方面的制約，主要制約因素為：

（1）、煤礦井下的實際環境惡劣

煤礦井下的實際環境是制約煤礦井下設備狀態信號獲取的首要因素。對于煤礦井下潮濕多粉塵甚至是高瓦斯的環境，所有應用于煤礦井下設備信號采集的傳感器和調理驅動裝置設計都必須能夠適應井下的惡劣條件。

（2）、設備狀態信號的種類繁多

煤礦井下設備工作狀態信號具有多樣性，主要包括：電流、電壓、溫度、振動和壓力等信號。目前，煤礦井下大多數信號都有可用的傳感裝置進行獲取。

振動監測和故障診斷技術及其應用在其他領域已經相當成熟，但由于缺乏礦用振動信號傳感裝置，煤礦井下設備的振動信號無法獲取，使得振動監測技術無法在煤礦井下的設備管理和監測中得以應用。

綜上所述，由于煤礦井下惡劣的生產條件和環境對傳感器提出了很高的要求，煤礦井下大型設備的各類狀態信號的獲取具有很大的難度，至今尚未有適用于煤礦井下設備振動傳感信號調理裝置，其他領域成熟的振動監測與故障診斷技術難以在煤礦井下設備中進行開展和推廣應用。因此，煤礦急需可對井下設備振動進行監測的傳感裝置。

目前，公知的振動加速度傳感器信號調理裝置主要是指用于振動加速度傳感器驅動的驅動裝置，主要應用于非煤礦的工作環境。用在煤礦井下的測振傳感器主要是拾取井下機電設備工作狀態下的振動信號，以便對設備狀態進行日常管理，尤其是在設備發生故障時，能夠有效地記錄特殊狀態下的振動信號，便于故障的分析和診斷。

一般應用的加速度振動傳感器的信號調理裝置并不能滿足國家煤安認證技術要求。

本專利根據煤安認證技術要求，對加速度傳感器信號調理裝置進行設計，使其達到煤安認證標準。

本專利研制的意義主要有：

（1）、研制了一種礦用振動加速度信號調理裝置，使得煤礦井下設備振動信號的獲取成為可能；

（2）、通過研制的信號調理裝置可以獲得大量的現場數據，為煤礦井下設備健康診斷的研究提供了第一手的資料；

（3）、為煤礦的自動化、信息化、智能化的實現提供了基礎數據的采集裝置。

發明內容

本發明的主要目的在于，設計發明一種礦用加速度傳感器信號調理裝置，解決了煤礦井下之前遇到的無振動傳感器可用的難題，實現了煤礦井下設備振動信號的獲取。

本發明是這樣實現的：一種礦用振動加速度傳感器信號調理裝置，包括加速度傳感器和信號調理裝置兩大部分。加速度傳感器依次由振動加速度傳感器、固定裝置和礦用電纜組成；信號調理裝置由信號輸入端口、信號調理電路板、供電模塊、裝置殼體、信號輸出端口組成。其中，信號調理板由傳感器激勵電路、去耦電路、濾波電路、一級積分電路、放大電路、二級積分電路、放大電路組成；供電模塊由電池和電池保護模塊組成。

礦用振動加速度傳感器信號調理裝置的信號拾取與調理過程如下：振動加速度傳感器通過固定裝置固定到測點上，振動加速度傳感器在信號調理裝置激勵電路的驅動下，將振動信號轉化為電信號。然后，把振動加速度傳感器拾取的信號通過礦用電纜傳輸到調理裝置的信號輸入端口上，通過去耦電路和濾波電路后輸出三路加速度信號，第一路加速度信號從信號輸出端口的接頭輸出；從濾波電路輸出的第二路信號通過一級積分電路和放大電路后被積分為速度信號從輸出端口的接頭輸出；從濾波電路輸出的第三路信號通過二級積分電路和放大電路后被雙積分為位移信號從輸出端口的接頭輸出。

本發明為了適應煤礦的工作環境對系統設備做了如下的技術措施:?