[发明专利]一种矿井提升系统振动状态监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井监测领域，尤其涉及一种矿井提升系统振动状态监测装置及方法。

背景技术

矿井提升系统是矿井生产系统中的重要环节，是联系地面和井下的咽喉要道。矿井提升系统担负着提升全矿井的煤、材料、设备及人员的重要工作，在矿井生产中有特别重要的地位。矿井提升系统运转的安全性、可靠性和经济性不仅影响整个矿山的生产，而且涉及人员的生命安全。

矿井提升系统主要由矿井提升机、电动机、电气控制系统、安全保护装置、提升信号系统、提升容器、提升钢丝绳、井架、天轮、井筒装备及装卸载附属设备等组成。

目前，监测矿井提升系统的装置和方法存在以下问题：(1)结构复杂，分析方法繁琐不直观；(2)矿井提升系统的监测装置所监测的数据往往会因网络中断造成的监测数据丢失；(3)矿井提升系统的监测装置所监测的数据不具备备份的功能。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种矿井提升系统振动状态监测装置及方法。

本发明采用以下技术方案：

一种矿井提升系统振动状态监测装置，包括：数据采集单元，其输入端连接矿井提升系统的齿轮箱、主滚筒齿轮箱和发电机，用于检测齿轮箱、主滚筒齿轮箱和发电机轴承的振动信号以及发电机的转速；

数据采集单元的输出端连接至信号放大单元；所述信号放大单元的输出端连接至现场服务器；所述现场服务器将接收到的放大单元传输来的信号进行存储，存储的数据通过网络上传至远程中心服务器；所述远程中心服务器与报警器和显示屏分别相连；

所述远程中心服务器对接收的数据进行图谱分析和包络解调，当远程中心服务器检测到齿轮箱，或主滚筒齿轮箱，或发电机发生故障时，报警器发出报警信息，报警信息显示在显示屏上。

所述包络解调为：远程中心服务器获取现场服务器传输来的数据，通过包络谱线-解调-低通滤波提取出故障频率成份，并与齿轮箱，或主滚筒齿轮箱，或发电机历史故障参数对照，相应分析判断出齿轮箱，或主滚筒齿轮箱，或发电机的故障类型和位置。

所述现场服务器配有若干块硬盘，所述硬盘设定为RAID存储模式，用于将数据按自定义的时间定期备份。

一种基于矿井提升系统振动状态监测装置的监测方法，具体包括以下步骤：

步骤1：数据采集单元检测矿井提升系统的齿轮箱、主滚筒齿轮箱和发电机的振动信号以及发电机的转速，并传输至信号放大单元；

步骤2：信号放大单元将放大处理后的齿轮箱、主滚筒齿轮箱和发电机的振动信号以及发电机的转速传输给现场服务器进行存储；

步骤3：现场服务器将存储的数据传输至远程中心服务器；

步骤4：远程中心服务器对接收到的数据进行图谱分析和包络解调，当远程中心服务器检测到齿轮箱，或主滚筒齿轮箱，或发电机发生故障时，与远程中心服务器相连的报警器发出报警信息，同时报警信息显示在与远程中心服务器相连的显示屏上。

所述包络解调的过程为：

远程中心服务器获取现场服务器传输来的数据，通过包络谱线-解调-低通滤波提取出故障频率成份，并与齿轮箱，或主滚筒齿轮箱，或发电机历史故障参数对照，相应分析判断出齿轮箱，或主滚筒齿轮箱，或发电机的故障类型和位置。

所述现场服务器配有若干块硬盘，所述硬盘设定为RAID存储模式，用于将数据按自定义的时间定期备份。

所述图谱分析，包括波形分析和频谱分析，所述波形分析包括矿井提升系统中齿轮箱、主滚筒齿轮箱和发电机的实时波形分析和历史数据的波形；所述频谱分析为矿井提升系统中齿轮箱、主滚筒齿轮箱和发电机实际运行过程中的实时频谱图和历史数据的频谱分析。

所述图谱分析，还包括趋势分析，其用于分析矿井提升系统中齿轮箱、主滚筒齿轮箱和发电机的箱稳态或暂态过程中的趋势和实时运行的短趋势。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的远程中心服务器可以利用图谱分析结合包络解调方法及时发现齿轮箱、主滚筒齿轮箱和发电机的故障，而且直观性好；

(2)本发明的数据采集单元在本地缓存区内可保留一段时间的数据，克服了传统方式下因网络中断造成的监测数据丢失的弊病；

(3)本发明的现场服务器配有多块硬盘，设定为RAID存储模式，系统自动设置了备份程序，将数据按自定义的时间定期备份。

附图说明

图1为本发明的矿井提升系统振动状态监测装置结构示意图。

其中，1、数据采集单元；2、信号放大单元；3、矿井提升系统；4、现场服务器；5、远程中心服务器；6、报警器；7、显示器。