[發(fā)明專利]用于使用能量采集系統(tǒng)來監(jiān)測振動篩性能的無線系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980007296.0
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN111557100A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 埃里克·德維爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 威爾斯拉里集團公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;G06Q20/30;H02J7/32;H02J7/34;H02J9/06
• 代理公司: 上海脫穎律師事務(wù)所 31259
• 代理人: 脫穎

公開了一種用于監(jiān)測振動篩系統(tǒng)的健康狀況和性能的無線傳感器。本文公開的系統(tǒng)和技術(shù)通過振動篩系統(tǒng)的振動來產(chǎn)生電力，在多個電源之間可選地進行切換，并且策略性地控制電壓輸入和電力支出以延長測量模塊的壽命，同時避免了電力線纜和電池更換。避免電力線纜和電池更換提供了在振動篩系統(tǒng)的惡劣環(huán)境下也能表現(xiàn)良好的測量模塊，因為避免了電力線纜損壞并且規(guī)避了由電池更換引起的操作停止。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2018年1月5日提交的美國專利臨時申請?zhí)?2/614,246的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用以其全文并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及在礦物加工應(yīng)用中使用的定徑和脫水篩。更具體地并且非限制性地，所公開的實施例中的至少一些涉及監(jiān)測篩的健康狀況和性能。

背景技術(shù)

砂石骨料工業(yè)以及采礦和礦物加工工業(yè)使用重載振動篩系統(tǒng)(例如，脫水篩)來去除物質(zhì)。示例應(yīng)用包括：從懸浮液和漿液中粗篩掉尺寸過大的物料(例如，從金漿中去除夾雜金屬、從海灘砂石中去除尺寸過大的物料等)、脫水和排水(例如，活性炭脫水、尾礦脫水和砂石脫水)、以及脫礦渣(例如，從活性炭中去除細粉、從粉煤中去除細粉等)。

典型的振動篩系統(tǒng)占據(jù)幾英尺長、寬、高的區(qū)域，并以每小時幾公噸的供料能力操作。而且，典型的振動篩系統(tǒng)在惡劣條件(例如，采礦條件)下長時間操作。由于振動篩系統(tǒng)的組成部分的高成本和質(zhì)量控制的重要性，期望能自動地和/或以電子的方式監(jiān)測振動篩系統(tǒng)的各個方面的健康狀況和性能。然而，振動篩系統(tǒng)環(huán)境對監(jiān)測設(shè)備提出了獨特的挑戰(zhàn)。

一個這樣的挑戰(zhàn)是篩本身異常高的振動環(huán)境。例如，典型的篩以高達12G至15G的范圍中的加速度幅度操作，并且位移幾乎高達10mm和1英寸。重復(fù)移動、位移和沖撞導(dǎo)致傳統(tǒng)電子監(jiān)測組件(例如電源線和通信線纜)的布線磨損和撕裂。盡管利用無線傳感器可以減輕某些通信布線問題，但常規(guī)的無線傳感器需要電源。不幸的是，振動篩系統(tǒng)進行操作所處的環(huán)境(例如，礦山)和時間長度不利于常規(guī)的電池供電的無線傳感器。

常規(guī)的電池供電的無線傳感器具有相當(dāng)多缺點，包括電池更換要求。在一塊或多塊電池耗盡時，要么傳感器變得無用，要么需要停止振動篩系統(tǒng)的操作以使得可以更換電池。停止振動篩系統(tǒng)的操作以更換傳感器電池會導(dǎo)致生產(chǎn)損失，這在成本上和時間上都是不可行的。

進一步地，典型的由可充電電池供電的無線傳感器無法解決該問題。當(dāng)無線傳感器的電池耗盡時，典型的電池充電過程對于環(huán)境而言是不可行的。在振動篩振動時使用電力線纜對傳感器的電池充電是無益的，因為如前面所解釋的，振動篩系統(tǒng)的振動和位移會損壞電源線。可替代地，為了安全地插入電力線纜或更換電池而停止振動篩系統(tǒng)的操作會導(dǎo)致生產(chǎn)損失，這在成本上和時間上都是不可行的。此外，篩的操作環(huán)境(例如，采礦場)受困于稀缺的電源，這使得依靠典型電源插座進行充電的常規(guī)可充電電池變得不可行。

發(fā)明內(nèi)容

提供本發(fā)明內(nèi)容用以通過簡化的形式介紹所選擇的一系列概念，在下文的具體實施方式中會進一步說明這些概念。本發(fā)明內(nèi)容并不旨在標(biāo)識所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征。也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。

第一方面涉及一種用于監(jiān)測振動篩系統(tǒng)的健康狀況和性能的監(jiān)測系統(tǒng)。所述監(jiān)測系統(tǒng)包括：無線傳感器，所述無線傳感器布置在所述振動篩系統(tǒng)上，所述無線傳感器被配置為收集所述振動篩系統(tǒng)的測量值；無線發(fā)射器，所述無線發(fā)射器耦合到所述無線傳感器，并且所述無線發(fā)射器被配置為將所述無線傳感器的收集到的測量值發(fā)送到無線耦接的網(wǎng)絡(luò)；以及能量采集系統(tǒng)，所述能量采集系統(tǒng)耦接到所述無線傳感器和所述無線發(fā)射器，并且所述能量采集系統(tǒng)被配置為向所述無線傳感器和所述無線發(fā)射器提供電力，所述能量采集系統(tǒng)通過所述振動篩系統(tǒng)的運動來產(chǎn)生能量。

在一些實施例中，處理器可操作以至少基于所述振動篩系統(tǒng)的操作模式來從多個電源中選擇電源，所選擇的電源向所述無線傳感器和所述無線發(fā)射器供電。