[发明专利]一种煤矿井下本安型振动加速度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于采集煤矿井下设备振动信号的传感器，尤其是能用于煤矿井下且具备国内煤安认证要求的测振传感器。

背景技术

煤矿井下设备，是指煤矿井下用于煤炭生产的各种机械和电气设备。

煤安认证是煤矿安全认证的简称。国家经贸委和煤矿安全监察局发布了《煤矿矿用产品安全标志暂行办法》等文件，对井工煤矿用设备、仪器、仪表等设施实行安全生产认证制度。在中国煤矿安全技术体系中，对矿用设备进行认证，是确保煤矿安全的重要一环。只有符合国家煤矿生产安全技术要求的各种设备，仪器仪表方可下井工作。

振动监测是各种设备最为重要的监测手段之一，但由于缺少可以直接在煤矿井下使用的振动加速度传感器，振动监测很难在井下开展，煤矿井下设备的状态监测和故障诊断多停留在电气类和液压类故障的简单监测和阈值报警阶段，基于振动监测的很多重要研究如采煤机的煤岩分界、载荷谱识别等都无法开展，因此，研制可应用于煤矿井下的振动加速度传感器——“煤矿井下本安型测振传感器”成为当务之急。

煤矿井下多为潮湿、含瓦斯、多粉尘的环境，其环境特点要求所有用于煤矿井下的设备必须符合现行国家标准、行业标准和矿山安全有关规定，满足安全生产要求，因此相关仪器仪表的设计不仅要符合相关设计要求，还要取得相应的煤矿安全标志证书方可应用于井下。

目前，公知的振动传感器主要是指目前在非煤矿井下工作环境中使用的振动传感器，用在煤矿井下的测振传感器主要是拾取井下机电设备工作状态下的振动信号，尤其是在设备发生故障时，能够有效地记录特殊状态下的振动信号，便于故障的分析和诊断。

中国专利公开号为CN101203067公开一种振动传感器。

中国专利公开号为CN101086507公开一种振动传感器。

上述振动传感器设计的技术指标并没有满足国家煤安认证的技术要求，即，没有满足国家对井工煤矿用设备、仪器、仪表等设施实行安全生产认证。

进行煤矿井下设备的振动传感器的研制意义主要有：

(1)实现振动传感器可以在煤矿井下特殊工业环境中的使用。

(2)获取煤矿井下设备工作时的大量原始数据，为其健康诊断的研究提供了宝贵资料；

(3)为煤矿井下安全生产的信息化，和最终的无人化的研究积累最原始最基础的数据参考资料。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种可以用在煤矿井下工作环境中的测振传感器，解决上述难题，已实现对煤矿井下机电设备振动数据的拾取。

本发明是这样实现的：一种煤矿井下本安型振动加速度传感器，其组成有振动加速度传感器(1)，矿用信号阻燃电缆(2)，本安型信号调理板(3)。本安型信号调理板(3)包含本安电源供电模块(8)、振动加速度信号放大模块(4)和振动加速度信号滤波模块(5)。

煤矿井下本安型测振传感器采集井下设备工作状态下的振动信号，通过矿用信号阻燃电缆(2)供电并同时传输振动信号。本安型信号调理板(3)主要有两个功能，即，包括供电和信号调理两个功能模块。本安型信号调理板(3)接入外部本安电源，经过本安电源供电模块(8)的处理，提供信号放大元件的供电和振动加速度传感器(1)的供电。振动加速度传感器(1)拾取的振动信号经矿用信号阻燃电缆(2)传输至本安型信号调理板(3)的振动加速度信号放大模块(4)和振动加速度信号滤波模块(5)，分别经过放大和直流滤波，从而实现振动信号的调理。

煤矿井下本安型测振传感器属爆炸性气体环境用检测装置，对此类装置的设计有严格的国家和行业标准。首先，其电子电路设计必须保证在规定条件(包括正常工作和规定的故障条件)下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境，为达到上述目标，在“GB3836-2000”中，对使用的电子元器件、电路的电压电流、内部电容、外部电感、电气间隙、电子电路外部防护等方面做了严格的规定，并有专业机构负责上述指标的技术审查并出具审查报告。

其次，信号检测和传输电路的设计应在使用性能、电磁兼容性、可靠性，直至外观和结构上符合“MT209-1990煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术条件”和“MT 210-1990煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法”的要求。

第三，电路板须加防护外壳，其防护外壳设计要根据煤矿井下环境选用相应防护等级的材料，并通过GB 4208-2008中规定的实验验证防护外壳的可靠性。