[实用新型]一种基于声振联合监测的堆煤保护装置

说明书

本发明提供了一种基于声振联合监测的堆煤保护装置，通过采集部署在皮带机头部的声音传感器与振动传感器，可实时监测皮带机头部在堆煤的过程中产生的落煤的碰撞声以及振动，在监测到落煤声音的同时迅速控制可编程逻辑控制器切断皮带运输机的电源，实现堆煤保护。本发明不会受到矿井粉尘，潮湿等恶劣环境的干扰，声音与振动的联合监控方式稳定可靠，且系统在堆煤事故发生的早期就可以迅速实现堆煤监测，具有提前预防事故的作用。该装置可广泛应用于对煤矿矿井下皮带机头堆煤事故的保护。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，综合了通讯原理，信号采集，信号检测，模拟电路等理论，尤其是一种声振联合监测装置。

背景技术

皮带机头是煤矿运输线上多条皮带输送机互相搭接的部分，肩负着将开采煤矿从一条皮带机输送到另一条皮带机的功能，也是最容易出现堆煤事故的部分。堆煤是指由于两条皮带机的搭接部分的非正常运行导致一条输送皮带机的所输送的煤在另一条皮带机的头部发生了堆积的现象，一旦发生堆煤事故，煤矿堆积速度快，若不能及时停车，短期内煤矿便能淹没输送机机头，若电动机减速箱等传动机构被煤炭覆盖堵转，将会造成输送机超载，不及时停车将会直接烧毁电机减速箱等传动机构，甚至撕裂皮带，造成了严重的设备损坏事故，更会危及井下人员安全。

目前在矿井下发生堆煤事故时，由于煤矿在皮带机头部的迅速堆积，早期堆积的煤炭会从落煤斗的两侧窗口溢出，在煤炭溢出的过程中随着煤炭从一定高度跌落会产生明显的落煤声音，现场的运维工人往往根据是否听到异常的落煤声音来判断皮带机头部是否发生堆煤现象，定期进行巡检，一旦发现有堆煤迹象需要迅速关闭皮带运输机系统以进行对设备的保护。

声传感器是一种将空气中的振动信号转换为电信号的传感器，振动传感器是一种将刚性物体表面的振动信号转换为电信号的传感器，两者都属于被动工作方式。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于声振联合监测的堆煤保护装置。针对煤矿运输线上皮带机头部发生堆煤事故时，落煤声音难以及时被检测问题，本发明通过采集部署在皮带机头部的声音传感器与振动传感器，可实时监测皮带机头部在堆煤的过程中产生的落煤的碰撞声以及振动，在监测到落煤声音的同时迅速控制可编程逻辑控制器切断皮带运输机的电源，实现堆煤保护。本发明的装置可以从声音维度实现对皮带机头部堆煤事故的监测，在发生堆煤事故时快速响应保护皮带机头部其他机械及电子设备。

本发明在矿井下皮带机头部附近分别安装声传感器以及振动传感器后，可以实时对矿井皮带机头部的落煤声音进行实时的监控，在监测到落煤声音后及时通过井下可编程逻辑控制器关闭皮带机，从而防止煤块在皮带机头部的堆积对设备造成损坏。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于声振联合监测的堆煤保护装置，包括声传感器(1)、振动传感器(2)、采集处理板(3)、矿井专用防爆箱(4)，声传感器(1)和振动传感器(2)分别连接于采集处理板(3)，采集处理板(3)安装于矿井专用防爆箱(4)内，其中声传感器(1)通过4芯航插直接与矿井专用防爆箱(4)的箱体连接，振动传感器(2)通过4芯航插直接与矿井专用防爆箱(4)的箱体连接，采集处理板(3)在矿井专用防爆箱(4)内部通过3mm直径的螺丝固定，矿井专用防爆箱(4)的箱体一侧预留3个水密接线口，分别对应设备的供电接口(5)、网络通讯接口(6)及信号输入输出接口(7)，外部设备通过3个水密接口分别与内部的采集处理板(3)连接。

所述声传感器(1)呈椭圆形，外壳为阻燃塑料。

所述振动传感器(2)呈圆柱形，外壳为304不锈钢。

所述声传感器(1)采集环境声音，振动传感器(2)采集地面振动信号，采集处理板(3)进行信号采集，信号分析及控制报警。

所述矿井专用防爆箱(4)用于安装和保护采集处理板(3)。

所述供电接口(5)提供直流供电。