配仓刮板机槽箱内物料状态监控系统的制作方法

本发明涉及刮板输送机技术领域，尤其涉及一种配仓刮板机槽箱内物料状态监控系统。

背景技术：

配仓刮板输送机输送槽槽箱在输送物料过程中，由于来料不均匀，容易出现大块物料引起的局部卡阻情况，致使物料不能正常输送，卡阻的物料不断溢出至输送槽槽箱外部，对输送槽槽箱周边的设备动力系统、槽箱内部的零件结构造成严重损坏，且卡阻的物料易引起刮板链组件绷紧、断裂，致使配仓刮板输送机不得不常常停机检修，输送槽槽箱内部刮板链组件、设备动力系统检修过程繁杂，维修速度慢，严重影响生产，而现有技术无法实时有效检测输送槽槽箱内部物料的状态，难以获得实时有效的物料数据，难以有效根除物料卡阻引起的停机。

技术实现要素：

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种配仓刮板机槽箱内物料状态监控系统。

一种配仓刮板机槽箱内物料状态监控系统，包括安装装置、上部封顶装置、报警器、非接触式检测传感装置、控制系统，所述安装装置设置于配仓刮板输送机输送槽槽箱顶部的两侧，所述安装装置为顶端敞口且内部空心的工字型构件，且在安装装置底端开设有通孔，所述上部封顶装置设置于安装装置顶端的敞口上，所述报警器设置于输送槽槽箱的顶部，所述非接触式检测传感装置设置于安装装置的内部，且非接触式检测传感装置的一端竖直设置于安装装置通孔的正上端，用于检测非接触式检测传感装置与输送槽槽箱内部物料之间的距离，所述非接触式检测传感装置根据距离形成距离信号，并将距离信号传输至控制系统，所述控制系统设置于配仓刮板输送机上；

所述安装装置包括第一安装架、第二安装架，所述第一安装架设置于输送槽槽箱顶部的一侧，所述第二安装架设置于输送槽槽箱顶部的另一侧，所述第一安装架、第二安装架设置于输送槽槽箱顶部的同一截面上，所述上部封顶装置包括第一上部封顶盖板、第二上部封顶盖板，所述第一上部封顶盖板设置于第一安装架顶端的敞口上，所述第二上部封顶盖板设置于第二安装架顶端的敞口上，所述非接触式检测传感装置包括第一非接触式检测传感器、第二非接触式检测传感器，所述第一非接触式检测传感器设置于第一安装架内部，第一非接触式检测传感器发射端发出的信号通过第一安装架的通孔进入至输送槽槽箱内部，信号与物料接触并被反射，反射的信号再通过第一安装架的通孔被第一非接触式检测传感器接收端接收，形成第一距离信号，并将第一距离信号传输至控制系统，所述第二非接触式检测传感器设置于第二安装架内部，第二非接触式检测传感器发射端发出的信号通过第二安装架的通孔进入至输送槽槽箱内部，信号与物料接触并被反射，反射的信号再通过第二安装架的通孔被第二非接触式检测传感器接收端接收，形成第二距离信号，并将第二距离信号传输至控制系统；

所述控制系统包括信息接收单元、信息处理单元、信息传输单元、信息储存单元，所述信息接收单元用于接收第一非接触式检测传感器的第一距离信号，同时接收第二非接触式检测传感器的第二距离信号，并将第一距离信号、第二距离信号传输至信息处理单元，所述信息处理单元将第一距离信号、第二距离信号分类为预警信号、停机信号，所述信息处理单元将预警信号、停机信号传输至信息传输单元，所述信息传输单元将预警信号传输至报警器，所述信息传输单元将停机信号传输至配仓刮板输送机的控制端，由控制端对配仓刮板输送机进行停机处理，且信息传输单元同时将停机信号传输至报警器，所述信息储存单元用于储存预警信号、停机信号。

优选的，所述第一安装架内部还设置有第一固定板，所述第一固定板呈水平固定设置于第一安装架的内壁上，所述第一固定板还开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔、第二通孔相邻且对称设置，所述第二安装架内部还设置有第二固定板，所述第二固定板呈水平固定设置于第二安装架的内壁上，所述第二固定板还开设有第三通孔和第四通孔，所述第三通孔、第四通孔相邻且对称设置。

优选的，所述第一非接触式检测传感器发射端、第一非接触式检测传感器接收端、第二非接触式检测传感器发射端、第二非接触式检测传感器接收端的外壁上设置有螺纹。

优选的，所述第一非接触式检测传感器、第二非接触式检测传感器上还设置有第一连接件，所述第一连接件包括第一薄螺母、第二薄螺母，所述第一薄螺母、第二薄螺母内壁上设置有与第一非接触式检测传感器发射端、第一非接触式检测传感器接收端、第二非接触式检测传感器发射端、第二非接触式检测传感器接收端外壁相匹配的螺纹。

优选的，所述第一安装架、第二安装架上还设置有第二连接件，用于将第一上部封顶盖板设置于第一安装架顶端的敞口上，同时用于将第二上部封顶盖板设置于第二安装架顶端的敞口上，所述第一安装架、第二安装架上还设置有第三连接件，用于将第一安装架、第二安装架底端分别固定设置于输送槽槽箱的顶部，所述第二连接件、第三连接件为螺栓螺母组件，且设置有若干个。

优选的，所述第一上部封顶盖板、第二上部封顶盖板为透明刚性板体。

优选的，所述第一安装架底端还设置有第一连接法兰，所述第二安装架底端还设置有第二连接法兰。

优选的，所述第一安装架外部还设置有第一防护网，所述第二安装架外部还设置有第二防护网。

本发明在第一安装架内部设置有第一非接触式检测传感器，在第二安装架内部设置有第二非接触式检测传感器，且第一非接触式检测传感器与第二非接触式检测传感器位于输送槽槽箱顶部的同一截面上，用于同时检测输送槽槽箱内部同一断面的物料与第一非接触式检测传感器发射端或第二非接触式检测传感器发射端之间的距离，形成第一距离信号、第二距离信号，并将第一距离信号、第二距离信号传输至控制系统，控制系统的信息处理单元对第一距离信号、第二距离信号进行识别，并计算出输送槽槽箱内部同一断面不同位置的物料高度信息，实现对输送槽槽箱内部同一截面的不同位置物料高度的检测，且第一非接触式检测传感器、第二非接触式检测传感器不断对输送槽槽箱内部的物料发出信号，形成动态的多个第一距离信号、多个第二距离信号，并将第一距离信号、第二距离信号传输至控制系统，控制系统对第一距离信号、第二距离信号进行识别、计算，进而获得输送槽槽箱内部全方位的动态的物料高度信息，将第一距离信号、第二距离信号分类成为预警信号、停机信号，实现了对输送槽槽箱内部整个物料运输过程的监测、预警及停机。

本发明填补了以往配仓刮板输送机上无法实时有效检测输送槽槽箱内部物料状态的现状，能够获得更实用、更高适用范围、更高精度的检测数据，通过控制系统实现对输送槽槽箱内部物料卡阻情况下的及时预警及停机，控制系统会以最快的速度进行处理，避免对输送槽槽箱周边的设备动力系统、槽箱内部的零件结构造成严重损坏，避免卡阻的物料引起刮板链组件绷紧、断裂，根据预警信号对配仓刮板输送机进行及时维修，防止设备受损过大而报废，可显著降低停机的几率，根据停机信号对配仓刮板输送机进行停机，可有效控制危害的范围，减少生产事故发生，大大提高安全水平和生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1为配仓刮板机槽箱内物料状态监控系统的正视示意图。

图2为配仓刮板机槽箱内物料状态监控系统的侧视示意图。

图3为第二安装架内部结构示意图。

图4为控制系统的示意图。

图中：第一安装架11、第一固定板111、第二连接件112、第三连接件113、第一连接法兰114、第一防护网115、第二安装架12、第二固定板121、第二连接法兰122、第二防护网123、第一上部封顶盖板21、第二上部封顶盖板22、报警器30、第一非接触式检测传感器41、第二非接触式检测传感器42、第二非接触式检测传感器发射端421、第二非接触式检测传感器接收端422、第一连接件423、第一薄螺母4231、第二薄螺母4232、控制系统50、信息接收单元51、信息处理单元52、信息传输单元53、信息储存单元54；输送槽槽箱100。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

参见图1至图4，本发明提供了一种配仓刮板机槽箱内物料状态监控系统，包括安装装置、上部封顶装置、报警器30、非接触式检测传感装置、控制系统50，所述安装装置设置于配仓刮板输送机输送槽槽箱100顶部的两侧，所述安装装置为顶端敞口且内部空心的工字型构件，且在安装装置底端开设有通孔，所述上部封顶装置设置于安装装置顶端的敞口上，所述报警器30设置于输送槽槽箱100的顶部，所述非接触式检测传感装置设置于安装装置的内部，且非接触式检测传感装置的一端竖直设置于安装装置通孔的正上端，以使非接触式检测传感装置的发射端、接收端与物料之间无障碍物，确保非接触式检测传感装置发射端发出的信号直接与物料接触并被反射，被反射的信号再被非接触式检测传感装置接收端直接接收，用于检测非接触式检测传感装置与输送槽槽箱100内部物料之间的距离，所述非接触式检测传感装置根据距离形成距离信号，并将距离信号传输至控制系统50，所述控制系统50设置于配仓刮板输送机上；

煤矿矿井内粉尘多，局部湿度大，因此要求非接触式检测传感装置具有防水、防爆特性，同时非接触式检测传感装置采用高性能本安电源，确保非接触式检测传感装置能够在高瓦斯含量的煤矿矿井中安全使用，具体的，所述非接触式检测传感装置可以是超声波测距装置，超声波测距装置的发射端向输送槽槽箱100内部的物料发射超声波，发射的同时超声波测距装置开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到物料后被反射，超声波测距装置的接收端收到被反射的超声波后，立即停止计时，超声波在空气中的传播速度为c=340m/s，根据超声波测距装置记录的时间t秒，可以计算出超声波测距装置发射端和物料之间的距离l，即：l=c×t/2；

所述安装装置包括第一安装架11、第二安装架12，所述第一安装架11设置于输送槽槽箱100顶部的一侧，所述第二安装架12设置于输送槽槽箱100顶部的另一侧，所述第一安装架11、第二安装架12设置于输送槽槽箱100顶部的同一截面上，以使第一安装架11内部的第一非接触式检测传感器41和第二安装架12内部的第二非接触式检测传感器42也位于输送槽槽箱100顶部的同一截面上，用于同时检测输送槽槽箱100内部同一断面的物料与非接触式检测传感装置发射端之间的距离，所述上部封顶装置包括第一上部封顶盖板21、第二上部封顶盖板22，所述第一上部封顶盖板21设置于第一安装架11顶端的敞口上，能够防止作业现场的颗粒物进入第一安装架11后对第一安装架11内部的构件造成破坏，确保第一非接触式检测传感器41准确检测物料与非接触式检测传感装置发射端之间的距离，所述第二上部封顶盖板22设置于第二安装架12顶端的敞口上，能够防止作业现场的颗粒物进入第二安装架12后对第二安装架12内部的构件造成破坏，所述非接触式检测传感装置包括第一非接触式检测传感器41、第二非接触式检测传感器42，所述第一非接触式检测传感器41设置于第一安装架11内部，第一非接触式检测传感器发射端发出的信号通过第一安装架11的通孔进入至输送槽槽箱100内部，信号与物料接触并被反射，被反射的信号再通过第一安装架11的通孔被第一非接触式检测传感器接收端接收，第一非接触式检测传感器41检测出第一非接触式检测传感器发射端与物料之间的距离l21，形成第一距离信号m21，并将第一距离信号m21传输至控制系统50，所述第二非接触式检测传感器42设置于第二安装架12内部，第二非接触式检测传感器发射端421发出的信号通过第二安装架12的通孔进入至输送槽槽箱100内部，信号与物料接触并被反射，被反射的信号再通过第二安装架12的通孔被第二非接触式检测传感器接收端422接收，第二非接触式检测传感器42检测出第二非接触式检测传感器发射端421与物料之间的距离l22，形成第二距离信号m22，并将第二距离信号m22传输至控制系统50；

所述控制系统50包括信息接收单元51、信息处理单元52、信息传输单元53、信息储存单元54，所述信息接收单元51用于接收第一非接触式检测传感器41的第一距离信号m21，同时接收第二非接触式检测传感器42的第二距离信号m22，并将第一距离信号m21、第二距离信号m22传输至信息处理单元52，所述信息处理单元52将第一距离信号m21、第二距离信号m22分类为预警信号m2、停机信号m3，所述信息处理单元52将预警信号m2、停机信号m3传输至信息传输单元53，所述信息传输单元53将预警信号m2传输至报警器30，所述信息传输单元53将停机信号m3传输至配仓刮板输送机的控制端，由控制端对配仓刮板输送机进行停机处理，且信息传输单元53同时将停机信号m3传输至报警器30，所述信息储存单元54用于储存预警信号m2、停机信号m3。

所述第一非接触式检测传感器发射端与输送槽槽箱100上端的距离为l11，所述第二非接触式检测传感器发射端421与输送槽槽箱100上端的距离为l12，并将l11、l12预先设置于控制系统50中，分别形成第一辅助距离信号m11、第二辅助距离信号m12；所述输送槽槽箱100的槽体高度为l0，将l0预先设置于控制系统50中，形成输送槽槽箱100槽体高度信号m0；所述输送槽槽箱100内部的预设物料线高度为l00，将l00预先设置于控制系统50中，形成预设物料线高度信号m00；所述输送槽槽箱100内部实际的物料线高度为l01；所述信息处理单元52调用并识别以上信号；

所述信息处理单元52获得第一距离信号m21、第二距离信号m22并将其识别为第一非接触式检测传感器发射端与物料之间的距离l21、第二非接触式检测传感器发射端421与物料之间的距离l22；所述信息处理单元52根据l21和l11计算出物料与输送槽槽箱100上端之间的距离l31，进而通过输送槽槽箱100的高度l0和l31计算出物料与输送槽槽箱100下端之间的距离，即物料在输送槽槽箱100内部实际的高度l41；所述信息处理单元52根据l22和l12计算出物料与输送槽槽箱100上端之间的距离l32，进而通过输送槽槽箱100的高度l0和l32计算出物料与输送槽槽箱100下端之间的距离，即物料在输送槽槽箱100内部实际的高度l42；

物料在运输过程中，可能出现同一截面一侧的物料高，同一截面另一侧的物料低，致使检测出的l41、l42的高度不一致。所述信息处理单元52首先对l41、l42进行分类，当l41大于2倍的l42时，或当l42大于2倍的l41时，所述信息处理单元52判断出输送槽槽箱100内部一侧出现大块物料或超大块物料，槽箱内部另一侧为小块物料，大块物料或超大块物料有可能引起输送槽槽箱100内部局部卡阻或刮板链局部绷紧，需要及时报警，所述信息处理单元52并将当l41大于2倍的l42时，或当l42大于2倍的l41时的高度标记为预警信号m2；当l41不大于2倍的l42时，或当l42不大于2倍的l41时，所述信息处理单元52判断出输送槽槽箱100内部同一截面一侧的物料相对另一侧的物料较高或持平，物料输送的情况还需通过以下方式进一步判定：当l41、l42小于1/5的l00时，所述信息处理单元52判断出刮板链组件已失速，致使输送槽槽箱100输送物料的能力严重不足，需要及时预警，并将l41、l42小于1/5的l00时的高度标记为预警信号m2；当l41、l42不小于1/5的l00，且l41、l42小于4/5的l00时，所述信息处理单元52判断出刮板链组件正常运行，不做信号标记；当l41、l42不小于4/5的l00，且l41、l42不大于l00时，所述信息处理单元52判断出物料高度已接近或等于预设物料线高度l00，虽然属于物料输送的正常范围，但为确保物料的安全输送，还需要对此范围内的物料进行及时预警，并将l41、l42不小于4/5的l00，且l41、l42不大于l00时的高度标记为预警信号m2；当l41、l42大于l00时，所述信息处理单元52判断出物料高度已超过预设物料线高度l00，继续输送物料将会造成输送槽槽箱100局部卡阻，且物料中的大块物料更易加重卡阻，致使卡阻的物料不断溢出至输送槽槽箱100外部，对输送槽槽箱100周边的设备动力系统、槽箱内部的零件结构造成严重损坏，且卡阻的物料易引起刮板链组件绷紧、断裂，需要立即停机，并将l41、l42大于l00时的高度标记为停机信号m3；

现有技术难以实时有效的检测输送槽槽箱100内部物料的状态，难以获得实时有效的物料数据，通过第一非接触式检测传感器41、第二非接触式检测传感器42实现对输送槽槽箱100内部同一截面的不同位置的物料进行检测，获得物料的高度信息，且第一非接触式检测传感器41、第二非接触式检测传感器42不断对输送槽槽箱100内部的物料发出信号，形成动态的多个第一距离信号m21、多个第二距离信号m22，并将第一距离信号m21、第二距离信号m22传输至控制系统50，控制系统50对第一距离信号m21、第二距离信号m22进行识别、计算，进而获得输送槽槽箱100内部全方位的动态的物料高度信息，将第一距离信号m21、第二距离信号m22分类成为预警信号m2、停机信号m3，实现了对输送槽槽箱100内部整个物料运输过程的监测。

本发明还能对输送槽槽箱100内部的实时物料量进行监控，通过信息处理单元52获得输送槽槽箱100内部同一断面两侧实际的物料高度l41、l42，所述信息处理单元52对l41、l42取平均值，计算出输送槽槽箱100内部同一断面的平均物料高度，已知超声波测距装置记录的时间t秒，并将输送槽槽箱垂直于物料运输方向的宽度预设在信息处理单元52中，即可计算出单位时间内通过输送槽槽箱100内部的物料量。

参见图1至图3，进一步，所述第一安装架11内部还设置有第一固定板111，所述第一固定板111呈水平固定设置于第一安装架11的内壁上，所述第一固定板111还开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔、第二通孔相邻且对称设置，以使第一非接触式检测传感器发射端穿过第一通孔并延伸至第一固定板111外，以使第一非接触式检测传感器接收端穿过第二通孔并延伸至第一固定板111外，所述第二安装架12内部还设置有第二固定板121，所述第二固定板121呈水平固定设置于第二安装架12的内壁上，所述第二固定板121还开设有第三通孔和第四通孔，所述第三通孔、第四通孔相邻且对称设置，以使第二非接触式检测传感器发射端421穿过第三通孔并延伸至第二固定板121外，以使第二非接触式检测传感器接收端422穿过第四通孔并延伸至第二固定板121外。

进一步，所述第一非接触式检测传感器发射端、第一非接触式检测传感器接收端、第二非接触式检测传感器发射端421、第二非接触式检测传感器接收端422的外壁上设置有螺纹，用于设置第一连接件423。

参见图3，进一步，所述第一非接触式检测传感器41、第二非接触式检测传感器42上还设置有第一连接件423，所述第一连接件423包括第一薄螺母4231、第二薄螺母4232，所述第一薄螺母4231、第二薄螺母4232内壁上设置有与第一非接触式检测传感器发射端、第一非接触式检测传感器接收端、第二非接触式检测传感器发射端421、第二非接触式检测传感器接收端422外壁相匹配的螺纹，将第一薄螺母4231、第二薄螺母4232设置于第三通孔的两侧，通过旋转第二非接触式检测传感器发射端421，使第二非接触式检测传感器发射端421与第一薄螺母4231、第二薄螺母4232旋紧，固定设置于第三通孔中，通过类似方式，将第一非接触式检测传感器发射端固定设置于第一通孔中，将第一非接触式检测传感器接收端固定设置于第二通孔中，将第二非接触式检测传感器接收端422固定设置于第四通孔中。

所述第一薄螺母4231、第二薄螺母4232的外径大于第一通孔、第二通孔、第三通孔、第四通孔的直径。

参见图1至图3，进一步，所述第一安装架11、第二安装架12上还设置有第二连接件112，用于将第一上部封顶盖板21设置于第一安装架11顶端的敞口上，同时用于将第二上部封顶盖板22设置于第二安装架12顶端的敞口上，所述第一安装架11、第二安装架12上还设置有第三连接件113，用于将第一安装架11、第二安装架12底端分别固定设置于输送槽槽箱100的顶部，所述第二连接件112、第三连接件113为螺栓螺母组件，且设置有若干个。

进一步，所述第一上部封顶盖板21、第二上部封顶盖板22为透明刚性板体，实现第一非接触式检测传感器41、第二非接触式检测传感器42的可视化实时检测。

参见图1至图2，进一步，所述第一安装架11底端还设置有第一连接法兰114，用于将第一安装架11固定设置于输送槽槽箱100顶部的一侧，确保第一安装架11稳固设置，所述第二安装架12底端还设置有第二连接法兰122，用于将第二安装架12固定设置于输送槽槽箱100顶部的另一侧，确保第二安装架12稳固设置。

参见图1至图3，进一步，所述第一安装架11外部还设置有第一防护网115，所述第二安装架12外部还设置有第二防护网123，防止作业现场的大颗粒物进入第一安装架11或第二安装架12内部，减少大颗粒物对第一安装架11或第二安装架12内部构件的严重破坏。

具体实施步骤：

1）配仓刮板机槽箱内物料状态监控系统运行，配仓刮板输送机运行；

2）第一非接触式检测传感器41检测出第一非接触式检测传感器发射端与物料之间的距离l21，形成第一距离信号m21，并将第一距离信号m21传输至控制系统50；第二非接触式检测传感器42检测出第二非接触式检测传感器发射端421与物料之间的距离l22，形成第二距离信号m22，并将第二距离信号m22传输至控制系统50；

3）在输送槽槽箱100输送物料过程中，第一非接触式检测传感器41形成多个第一距离信号m21，并将多个第一距离信号m21传输至控制系统50；第二非接触式检测传感器42，形成多个第二距离信号m22，并将多个第二距离信号m22传输至控制系统50；

4）信息接收单元51接收第一距离信号m21、第二距离信号m22，并将第一距离信号m21、第二距离信号m22传输至信息处理单元52；信息处理单元52调用并识别输送槽槽箱100槽体高度信号m0、预设物料线高度信号m00、第一辅助距离信号m11、第二辅助距离信号m12、第一距离信号m21、第二距离信号m22，通过计算，将第一距离信号m21、第二距离信号m22分类为预警信号m2、停机信号m3；信息传输单元53将预警信号m2传输至报警器30，由报警器30进行报警，信息传输单元53将停机信号m3传输至配仓刮板输送机的控制端，由控制端对配仓刮板输送机进行停机处理，且信息传输单元53同时将停机信号m3传输至报警器30，由报警器30进行报警；信息储存单元54用于储存预警信号m2、停机信号m3。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。