[发明专利]一种基于扭簧透光量测量的刮板链条监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于扭簧透光量测量的刮板链条监测系统，其特征在于，包括链轮扭转检测装置、固定装置(7)、无线接收器(8)、A/D转换器(9)以及工业计算机(10)；所述链轮扭转检测装置包括两端固定有链轮(5)的传动轴(6)，所述传动轴(6)中部嵌套有扭转弹簧(4)，所述扭转弹簧(4)的两端分别通过支架(11)与链轮(5)靠近传动轴(6)一侧端面固定连接，所述传动轴(6)外表面中部黏贴有激光感应面板(3)，所述激光感应面板(3)被扭转弹簧(4)覆盖并与其设有一定距离，所述固定装置(7)上设有激光照明器(1)，所述激光照明器(1)的照射端对准激光感应面板(3)感应区域，所述固定装置(7)内还设有信号采集器、无线发射器以及供电单元，所述激光照明器(1)、信号采集器、无线发射器分别与供电单元电性连接，信号采集器与无线发射器电性连接，所述激光感应面板(3)通过屏蔽导线(2)与固定装置(7)内的信号采集器电性连接，所述无线接收器(8)、A/D转换器(9)以及工业计算机(10)依次电性连接；

所述扭转弹簧(4)种类属于分开围绕式并且其线圈之间留有间隙，安装时扭转弹簧(4)处于松弛状态并且此时激光感应面板(3)受光照面积占其总面积的50％，扭转弹簧(4)与传动轴(6)同轴安装并与传动轴(6)表面保持一定距离；

所述扭转弹簧(4)的线圈在极限收缩、极限伸展时均能够完全覆盖激光感应面板(3)。

2.如权利要求1所述的一种基于扭簧透光量测量的刮板链条监测系统，其特征在于，所述扭转弹簧(4)的两端分别与链轮(5)靠近传动轴(6)一侧端面采用焊接固定的方式连接。

3.如权利要求2所述的一种基于扭簧透光量测量的刮板链条监测系统，其特征在于，所述扭转弹簧(4)两端的焊接点与固定装置(7)保持一定的安全距离，防止扭转弹簧(4)在极限形变下与固定装置(7)发生接触碰撞。

4.如权利要求1所述的一种基于扭簧透光量测量的刮板链条监测系统，其特征在于，所述固定装置(7)为方形盒，所述无线发射器、信号采集器、供电单元均集成在方形盒内。

5.如权利要求1所述的一种基于扭簧透光量测量的刮板链条监测系统，其特征在于，所述激光照明器(1)安装于固定装置(7)上端面中部，在系统工作时向激光感应面板(3)感应区域发射可见光激光。

6.一种如权利要求1所述的基于扭簧透光量测量的刮板链条监测系统的监测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、初始化工业计算机(10)并设置阈值电流I1、I2、I3、I4、I5、I6，依次对应激光感应面板(3)受光面积为5％、25％、45％、55％、75％、95％时所产生的不同电流值I；

S2、刮板输送机正常运作，信号采集器实时采集激光感应面板(3)的电流信号I并将信号传输至工业计算机(10)；

S3、工业计算机(10)将得到的电流信号I与各阈值电流进行对比，当I1≤I≤I2时判断激光感应面板(3)受光面积S大于等于5％且小于等于25％，当I2I≤I3时判断激光感应面板(3)受光面积S大于25％且小于等于45％，当I3I≤I4时判断激光感应面板(3)受光面积S大于45％且小于等于55％，当I4I≤I5时判断激光感应面板(3)受光面积S大于55％且小于等于75％，当I5I≤I6时判断激光感应面板(3)受光面积S大于75％且小于等于95％；

S4、工业计算机(10)通过实时得到的电流信号I计算出S范围，根据公式计算出M变化范围；当5％≤S≤25％时，M1≤M≤M2；当25％S≤45％时，M2M≤M3；当45％S≤55％时，M3M≤M4；当55％S≤75％时，M4M≤M5；当75％S≤95％时，M5M≤M6；

式中，M为扭转弹簧受到的扭力矩，M值的正负表示扭矩方向是否与扭转弹簧旋向相同；E为扭转弹簧材料的弹性模量；d为扭转弹簧线圈直径；c为扭转弹簧工作圈数的轴向长度；a为激光感应面板宽度；b为激光感应面板长度；H为扭转弹簧展开长度；n0为扭转弹簧原始圈数；S为激光感应面板受光面积；

S5、工业计算机10根据计算出的S范围判断刮板输送机链条是否断链或卡链：

当I1I≤I2即M1M≤M2或I5I≤I6即M5M≤M6时，则判定刮板输送机链条发生断链；

当I2I≤I3即M2M≤M3或I4I≤I5即M4M≤M5时，则判定刮板输送机链条发生卡链；

当I3I≤I4即M3M≤M4时，则判定刮板输送机链条正常运行；

S6、重复步骤S2-S5，实时监测刮板输送机链条。