[发明专利]一种固体充填投料井井壁磨损检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种井壁磨损检测装置及其检测方法，尤其适用于固体充填投料井井壁磨损检测。

背景技术

投料井在固体充填采煤系统中处于重要的位置，是固体充填料运输的咽喉，其井壁的严重磨损直接影响着充填采煤的进度。投料井表面的变形主要由于固体物料的磨损造成的，而目前用于井壁变形检测的装置主要有全景井壁扫描装置以及其他井壁表面变形传感器，这些装置一方面价格昂贵，另一方面对于井壁磨损变形无法直观的测量。因此，研究一种安装方便、成本低的固体充填投料井井壁磨损检测装置及其测试方法显得尤为重要。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种固体充填投料井井壁磨损检测装置及检测方法，安装方便、操作简便、可靠性强，能够有效的检测出固体充填投料井井壁的磨损状况，为保证投料井的工作效率提供依据。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种固体充填投料井井壁磨损检测装置，包括井壁磨损检测器、水平位移测量器、垂直位移监测器和限位导杆，所述限位导杆一端与井壁磨损检测器连接，所述井壁磨损检测器的信号输出端与水平位移测量器的信号输入端连接，所述限位导杆另一端穿过垂直位移监测器滑动设置。

结合垂直位移监测器检测数据和水平位移测量器收集的数据可以将某一方位角度井壁沿垂直方向的磨损曲线画出。

更进一步的，所述井壁磨损检测器由若干组检测臂组成，所述每组检测臂包括电阻应变式位移传感器、信号放大器、电磁铁、电源、位移传导杆、微调螺母和损伤探测头，所述电阻应变式位移传感器、电源和信号放大器分别固定在每组检测臂内部，所述电磁铁固定在电阻应变式位移传感器上，所述位移传导杆一端设置在与电磁铁相对应的位置，所述位移传导杆的另一端通过微调螺母与损伤探测头固定，所述位移传导杆可沿轴向作弹性伸缩运动，所述电源对电磁铁供电，所述电阻应变式位移传感器的信号输出端与信号放大器的信号输入端连接，所述信号放大器的信号输出端与水平位移测量器的信号输入端连接。

通过微调螺母调节损伤探测头改变井壁磨损检测器的外圆直径，随着井壁磨损检测器进入井壁内部，设置在位移传导杆另一端的损伤探测头沿着损伤井壁向下运动，并同时作垂直于损伤井壁的伸缩往复运动，推动位移传导杆水平伸缩往复运动，位于位移传导杆一端对应电磁铁位置的电阻应变式位移传感器将位移传导杆水平往复位移的数据信号通过信号放大器传输至水平位移测量器。

更进一步的，所述检测臂还包括复位弹簧和检测臂外壳，所述位移传导杆一端径向限位在检测臂外壳内，并通过设置在检测臂内部的复位弹簧沿轴向作弹性伸缩运动。

更进一步的，所述垂直位移监测器固定设置在检测平台上，所述检测平台搭建在井壁入口处。

更进一步的，所述水平位移测量器固定设置在检测平台上。

更进一步的，还包括旋转控制装置，所述限位导杆一端与井壁磨损检测器旋转连接，所述旋转控制装置的信号输出端与井壁磨损检测器的信号输入端连接，通过旋转控制装置可以控制井壁磨损检测器在井壁内水平旋转。

一种固体充填投料井井壁磨损检测装置的检测方法，具体步骤如下：

a.确定投料井内径d₀，打开电源的开关，通过微调螺母调节损伤探测头使得井壁磨损检测器的外圆直径d＝d₀+Δd；

b.待检测平台上的设备准备完毕后，将位移测量仪和垂直位移监测器调整为相同的数据记录频率，将井壁磨损检测器连同限位导杆放入待测投料井内，此时井壁磨损检测器位于井口附近井筒内未磨损段，记录此时水平位移测量器上的初始读数m₀以及垂直位移监测器的初始读数n₀以及井壁磨损检测器与井口的距离h；

c.待准备完毕，井壁磨损检测器连同限位导杆沿着井壁匀速向下移动，水平位移测量器和垂直位移监测器开始记录数据，将每节限位导杆固定连接，直至井壁磨损检测器到达井底；

d.水平位移测量器记录的数据均减去初始读数m₀，得到第一组数据；垂直位移监测器记录的数据均减去m₀-h，得到第二组数据；将第二组数据作为横坐标，第一组数据作为纵坐标，可得到该方位角情况下井壁磨损曲线；

e.将井壁磨损检测器提升至井口，相对原来位置沿井筒圆周方向旋转45°，再次重复步骤a～d；