[發明專利]非接觸式皮帶機煤量檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202310317045.0
• 申請日: 2023-03-29
• 公開（公告）號: CN116358672A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 張坤;陳林;孟祥軍;杜明超;亓玉浩;劉亞;張鵬;李玉霞;黃梁松;殷壯
• 申請（專利權）人: 青島華夏橡膠工業有限公司;山東科技大學;兗礦能源集團股份有限公司
• 主分類號: G01G7/00
• 分類號: G01G7/00;G01G11/04;G01B7/00
• 代理公司: 北京信宇創知識產權代理事務所(普通合伙) 16121
• 代理人: 汪學品

本發明涉及皮帶機煤量檢測技術領域，尤其涉及一種非接觸式皮帶機煤量檢測裝置及檢測方法，旨在解決通過激光盤煤儀法對皮帶機煤量進行測量，成本較高，不適合大規模使用的問題。該非接觸式皮帶機煤量檢測裝置及檢測方法，通過在皮帶輸送機的上下兩側安裝電容式傳感器的上電極板和下電極板，上電極板和下電極板之間設置中間介電層，中間介電層包括空氣層、皮帶輸送機和煤，當煤量改變時，中間介電層的介電常數發生改變，電容式傳感器的電容改變；通過電容采集模塊采集電容式傳感器的電容值，控制器對采集到的信號進行處理后，通過藍牙模塊傳輸到上位機，上位機對煤量進行實時顯示，實時性好，成本低廉，適合大規模使用。

技術領域

本發明涉及皮帶機煤量檢測技術領域，尤其涉及一種非接觸式皮帶機煤量檢測裝置及檢測方法。

背景技術

皮帶機是將煤從礦井下運輸到礦井上的最主要的運輸設備，也是最主要的能耗裝置。由于采煤工作面生產的不均衡性，皮帶機常處于低載高速，甚至出現空載高速的現象，這使得煤料在運輸過程中造成極大的電能浪費。需要通過對皮帶機煤量進行測量，根據煤量的變化來改變皮帶機的轉速來節約電能。

目前，皮帶機煤量測量方法主要包括接觸式和非接觸式測量兩種，其中，非接觸式測量主要采用激光盤煤儀法，激光盤煤儀法通過激光測距技術，能夠快速提取靜態煤山的特征點的三維數據，將三維數據傳至電腦上進行體積的建模，能夠計算出整個煤山的體積，公開號為CN114562939A的專利公開了“基于無人機的激光盤煤系統”，該專利包括無人機和工作主機，無人機上搭載有一激光掃描儀，激光掃描儀向煤堆發射覆蓋基點和輔助點的檢測光線，并依據反射光線記錄輔助點相對于基點的三維坐標，工作主機設置有無線通訊模塊、三維重建模塊和體積估算模塊，三維重建模塊配置三維坐標，生成煤堆的三維模型，體積估算模塊配置三維模型進行體積估算。

然而，在皮帶機煤量測量方法的非接觸式測量中，激光盤煤儀法成本較高，不適合大規模使用。

發明內容

本發明提供一種非接觸式皮帶機煤量檢測裝置及檢測方法，以解決通過激光盤煤儀法對皮帶機煤量進行測量，成本較高，不適合大規模使用的問題。

為了實現上述目的，第一方面，本發明提供一種非接觸式皮帶機煤量檢測裝置，包括電容式傳感器，電容式傳感器包括上電極板和下電極板，上電極板和下電極板平行安裝在皮帶輸送機的上下兩側，上電極板和下電極板之間設置中間介電層，中間介電層包括空氣層、皮帶輸送機和煤，上電極板和下電極板分別通過導線與電容采集模塊電性連接，電容采集模塊與控制器電性連接，控制器通過藍牙模塊與上位機連接。

在上述的非接觸式皮帶機煤量檢測裝置中，可選的是，上電極板和下電極板的材料為鋼。

在上述的非接觸式皮帶機煤量檢測裝置中，可選的是，上電極板和下電極板的電極層形狀為長方形，電極層的寬度與皮帶輸送機的皮帶的寬度相同。

在上述的非接觸式皮帶機煤量檢測裝置中，可選的是，電容采集模塊采用LCR測試儀。

第二方面，本發明提供一種非接觸式皮帶機煤量檢測方法，包括如下步驟：

通過電容采集模塊采集電容式傳感器的電容值并將電容信號轉換為數字信號存儲在內部寄存器中，通過控制器讀取寄存器內的轉換結果；

通過小波閾值去噪法對采集到的不同煤量時的電容信號進行去噪；

標定煤量和電容值；

計算得到皮帶輸送機的煤量并在上位機顯示。