[發明專利]一種基于光纖傳感器的礦用軸流式通風機測振系統

有效

• 申請號: 201310730317.6
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103696977A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 周福寶;周福寶;宋小林;洪克寬;夏同強;胡勝勇
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 華德明

技術領域

本發明涉及一種礦用通風機測振系統，特別是一種基于光纖傳感器的礦用軸流式通風機測振系統。

背景技術

礦井主要通風機作為“礦井肺臟”為井下工作人員提供新鮮空氣，能夠及時排出有毒有害氣體，保障井下良好、安全的工作環境。目前，我國大部分礦井采用軸流式通風機，實踐證明，許多軸流式通風機風壓處于不穩定區時，即風壓與風量的關系不再具有惟一性，通風機的運轉可能產生不穩定狀況，即工作點發生跳動，風機抽出的風量時大時小，產生的風壓時高時低，聲音極不正常，系統內氣體的壓力和流量也發生很大的波動，這就是軸流式通風機經常出現的喘振現象。喘振的危害比較大，可能會造成折斷通風機葉片等事故的發生，給生產和礦井帶來無法估量的損失。

為此，該領域工程技術人員提出了相關的監測監控裝置或系統，如“礦用主通風機在線監測及故障診斷裝置”（申請號：200920268872.0），“?嵌入式通風機運行狀態在線監測與故障診斷系統”（201310095438.8）等，前者是一種基于PLC控制的風機故障監測系統，接線復雜，振動傳感器靈敏性較差，且線路受環境影響嚴重，易老化失效；后者則是一種基于通信接口與以太網接口的監測及診斷系統，振動傳感器采集信號不準確，且后期數據處理較為繁瑣。因此，目前在礦井通風系統中，對主要通風機振動狀態的監測很難實現準確、可靠的預警。

發明內容

本發明的目的是要提供一種基于光纖傳感器的軸流式礦用通風機測振系統，解決現在礦用軸流式通風機容易發生喘振的問題。

本發明的目的是這樣實現的：本系統包括光纖振動傳感器、光纖傳輸系統、光纖信號收發器和顯示終端；光纖振動傳感器通過光纖傳輸系統將監測振動信號傳輸到光纖信號收發器，光纖信號收發器和顯示終端之間通過有線連接。

光纖振動傳感器包括光纖信號發送器、光纖信號接收器以及螺釘連接裝置，光纖信號發送器位于光纖信號接收器內芯，在外殼上有螺釘連接裝置。

光纖傳輸系統包括光纖束、適配器和光纖束連接器；光纖振動傳感器接收端與光纖束相連接，連接光纖束與適配器輸入相連接，適配器輸出通過光纖束連接器與光纖信號收發器連接。

光纖振動傳感器通過螺釘連接裝置固定在通風機的外殼內部，在通風機前端豎直方向上下各布置1個，水平方向左右各布置1個；在通風機后端水平方向左右各布置1個，豎直方向上下各布置1個。

有益效果，由于采用了上述方案，光纖振動傳感器安裝固定在軸流式通風機外殼內部，當軸流式通風機運行時，光纖振動傳感器與軸流式通風機一起同步振動。光纖振動傳感器光發送器發射光信號，由光纖傳輸至光纖振動傳感器敏感元件，獲取到通風機的振動頻率及振動幅度信號，經接收光纖耦合到光纖信號接收器，光纖信號接收器將獲取的振動信號通過光纖束傳輸到適配器，經適配器處理后通過光纖束連接器傳輸給光纖信號收發器，光纖信號收發器內設信號放大器和光電信號轉換器，光纖信號收發器將振動信號進行解調并轉換為電信號，最后經光纖信號收發器信號放大、濾波處理傳輸到顯示終端，顯示終端進行數據分析及處理后，并將獲取的振動信息顯示出來。顯示終端系統程序中設置振動信息上下限值，若某一測點達到設定值時，顯示終端自動發出預警。所述的光纖振動傳感器具有高靈敏度，傳輸速度快，輕細柔韌便于安裝和埋設，其電絕緣性及化學穩定性較高，能抗電磁干擾，使用壽命長且傳輸容量大，適用于強磁場和高電壓的環境，最重要的是光纖振動傳感器可實現分布式測量，能準確測量出被檢測物體任一點上的振動信息。

本發明的優點：能夠在任意時刻提供高精度振動頻率及振動幅度測量，并可以進行實時在線監測并記錄信息，監測裝置性能穩定，信息通過光纖傳輸，處理速度快，精度高，風機出現異常時也可立即實施自動預警。

附圖說明

圖1是本發明礦用軸流式通風機測振系統示意圖。

圖2是光纖振動傳感器在通風機外殼內部的布置示意圖。

圖3為圖2的A-A視向結構圖。

圖4為圖2的B-B視向結構圖。

圖5是本發明的光纖傳輸系統示意圖。

圖中：1、通風機；2、光纖振動傳感器；2-1、光纖信號發送器；2-2、光纖信號接收器；2-3、螺釘連接裝置；3、光纖傳輸系統；3-1、光纖束；3-2、適配器；3-3、光纖束連接器；4、光纖信號收發器；5、顯示終端。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的描述。