一种矿用提升机减速器在线监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用提升机减速器在线监测装置，包括数据监测终端和第二无线通信模块，数据监测终端包括微控制器、数据存储器和第二无线通信模块，微控制器的输入端接有A/D转换电路、按键输入电路、温度传感器、油压传感器和润滑油粘度传感器，A/D转换电路的输入端接有气体监测模块和振动监测模块，气体监测模块包括气体传感器和第一信号放大电路，振动监测模块包括振动传感器和第二信号放大电路，微控制器的输出端接有继电器保护模块和语音报警电路。本实用新型结构简单，实时监测矿用提升机减速器工作温度、工作环境中的气体浓度、振动量、油压和润滑油粘度等参数，方便工作人员掌握矿用提升机减速器工作状态。
【专利说明】
一种矿用提升机减速器在线监测装置
技术领域
[0001]本实用新型属于矿用设备监测技术领域，具体涉及一种矿用提升机减速器在线监测装置。
【背景技术】
[0002]煤矿井下地理环境复杂，提升机在矿井下地位就显得尤为重要，而减速器又是提升机中不可缺少的一部分，可以说没有减速器，煤矿提升系统将无法展开，整个运作系统将会瘫痪，因此减速器在提升系统中的重要性是不言而喻的。减速器作为煤矿井下重要的工作设备，其安全性和稳定性对整个煤矿的运行起着重大作用，影响着煤矿的经济效益，因此对矿用提升机减速器的监测有着非常重要的意义。煤矿井下的工作条件比较恶劣，矿用提升机减速器更容易发生故障，所以需要对提升机减速器工作状态进行实时监测；另外，减速器中的润滑状态，即润滑油的粘度也是减速器处于安全运行的关键因素，如果减速器的负荷大而润滑油粘度低，减速器在负荷的作用下油膜会破裂，造成减速器齿轮间的干摩擦，如果减速器的负荷小润滑油粘度大会增大传动的附加阻力，并影响减速器摩擦产生热量的散发。因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理的矿用提升机减速器在线监测装置，通过设置温度传感器、气体传感器、振动传感器、油压传感器和润滑油粘度传感器，实时监测提升机减速器所处的工作温度、气体浓度、振动量、油压和润滑油粘度等监测数据，通过设置按键输入电路和语音报警电路，可对提升机减速器各项监测数据设定阈值，对超过阈值的监测数据进行语音报警，通过设置第一无线通信模块和第二无线通信模块，可以对提升机减速器的工作状态进行远程监控，避免工作人员进行现场采集数据，降低危险系数，保证矿用提升机安全稳定运行。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种矿用提升机减速器在线监测装置，其设计结构简单，实现方便，工作可靠性高，实现对矿用提升机减速器工作温度、工作环境中的气体浓度、振动量、油压和润滑油粘度等参数的实时监测，方便工作人员掌握矿用提升机减速器工作状态，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:包括数据监测终端和与监控中心连接的第二无线通信模块，所述数据监测终端包括微控制器以及与微控制器相接的数据存储器和第一无线通信模块，所述微控制器的输入端接有A/D转换电路、用于参数设置的按键输入电路、用于监测矿用提升机减速器工作温度的温度传感器、用于监测矿用提升机减速器齿轮箱油压的油压传感器和用于监测矿用提升机减速器齿轮箱润滑油粘度的润滑油粘度传感器，所述A/D转换电路的输入端接有气体监测模块和振动监测模块，所述气体监测模块包括气体传感器和与气体传感器输出端相接的第一信号放大电路，所述振动监测模块包括振动传感器和与振动传感器输出端相接的第二信号放大电路，所述第一信号放大电路的输出端和第二信号放大电路的输出端均与A/D转换电路的输入端相接，所述微控制器的输出端接有继电器保护模块和语音报警电路，所述继电器保护模块包括光耦隔离电路和与光耦隔离电路输出端相接的继电器跳闸电路，所述光耦隔离电路的输入端与微控制器的输出端相接；
[0005]所述监控中心包括上位机，所述微控制器通过第一无线通信模块和第二无线通信模块与上位机进行双向通信。
[0006]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述温度传感器为温度传感器DS18B20，所述A/D转换电路包括A/D转换芯片ADC0832。
[0007]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述气体传感器为MQ-2气体传感器，所述第一信号放大电路包括运放LM833。
[0008]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述振动传感器为MLC-9268振动传感器，所述第一信号放大电路包括运放LM358。
[0009]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述油压传感器包括PTG503H油压传感器。
[0010]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述润滑油粘度传感器包括FWS-2润滑油粘度传感器。
[0011 ]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述第一无线通信模块和第二无线通信模块均为ZigBee无线通信模块。
[0012]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述语音报警电路包括芯片WT588D。
[0013]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述光耦隔离电路包括芯片TLP521，所述芯片TLP521的第I引脚经电阻R4与5V电源输出端相接，所述芯片TLP521的第2引脚分两路，一路经电阻R6与整流二极管Dl的阴极相接，另一路与微控制器相接;所述整流二极管Dl的阳极与5V电源输出端相接，所述芯片TLP521的第3引脚经电阻R5与12乂电源输出端相接;所述继电器跳闸电路包括三极管Ql和继电器Kl，所述三极管Ql的基极分两路，一路与芯片TLP521的第4引脚相接，另一路经电阻R7接地;所述三极管Ql的集电极分两路，一路与整流二极管D2的阳极相接，另一路与继电器Kl的线圈的一端相接，所述整流二极管D2的阴极和继电器Kl的线圈的另一端均与12V电源输出端相接。
[0014]上述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述微控制器包括单片机或ARM微控制器。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本实用新型通过设置温度传感器、气体传感器、振动传感器、油压传感器和润滑油粘度传感器，实时采集提升机减速器工作温度、工作环境中的气体浓度、振动量、油压和润滑油粘度等监测数据，避免矿用提升机减速器温度过高、出气孔的堵塞、发生剧烈振动、油压异常或润滑油粘度不达标，保证矿用提升机减速器安全稳定工作，电路简单，便于推广使用。
[0017]2、本实用新型通过设置按键输入电路和语音报警电路，可对提升机减速器各项监测数据设定阈值，对超过阈值的监测数据进行语音报警，提醒工作人员进行排除，防止矿用提升机减速器损害才进行维修，使矿用提升机停产，影响煤矿的经济效益。
[0018]3、本实用新型通过设置继电器保护模块，包括光耦隔离电路和继电器跳闸电路，当振动传感器检测的振动量超过提前设定的振动量阈值时，通过光耦隔离电路控制继电器跳闸电路工作，第一时间切断矿用提升机的供电电源，缩小事故范围。
[0019]4、本实用新型通过设置第一无线通信模块和第二无线通信模块，将监测数据上传至监控中心，实现对提升机减速器的工作状态的远程监控，避免工作人员进行现场采集数据，降低危险系数，电路可靠稳定，便于监控。
[0020]综上所述，本实用新型设计结构简单，实现方便，工作可靠性高，实现对矿用提升机减速器工作温度、工作环境中的气体浓度、振动量、油压和润滑油粘度等参数的实时监测，方便工作人员掌握矿用提升机减速器工作状态，实用性强，便于推广使用。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0023]图2为本实用新型光耦隔离电路与继电器跳闸电路的电路连接关系示意图。
[0024]附图标记说明:
[0025]I 一微控制器；2—温度传感器；3—气体传感器；
[0026]4一第一信号放大电路；5—振动传感器；6—第二信号放大电路；
[0027]7—A/D转换电路；8—油压传感器；9 一润滑油粘度传感器；
[0028]10—按键输入电路； 11一数据存储器；12—光耦隔离电路；
[0029]13—继电器跳闸电路； 14 一语音报警电路；15—第一无线通信模块；
[0030]16一第二无线通彳目模块；17—上位机。
【具体实施方式】
[0031]如图1所示，本实用新型包括数据监测终端和与监控中心连接的第二无线通信模块16，所述数据监测终端包括微控制器I以及与微控制器I相接的数据存储器11和第一无线通信模块15，所述微控制器I的输入端接有A/D转换电路7、用于参数设置的按键输入电路
10、用于监测矿用提升机减速器工作温度的温度传感器2、用于监测矿用提升机减速器齿轮箱油压的油压传感器8和用于监测矿用提升机减速器齿轮箱润滑油粘度的润滑油粘度传感器9，所述A/D转换电路7的输入端接有气体监测模块和振动监测模块，所述气体监测模块包括气体传感器3和与气体传感器3输出端相接的第一信号放大电路4，所述振动监测模块包括振动传感器5和与振动传感器5输出端相接的第二信号放大电路6，所述第一信号放大电路4的输出端和第二信号放大电路6的输出端均与A/D转换电路7的输入端相接，所述微控制器I的输出端接有继电器保护模块和语音报警电路14，所述继电器保护模块包括光耦隔离电路12和与光耦隔离电路12输出端相接的继电器跳闸电路13，所述光耦隔离电路12的输入端与微控制器I的输出端相接；
[0032]所述监控中心包括上位机17，所述微控制器I通过第一无线通信模块15和第二无线通信模块16与上位机17进行双向通信。
[0033]本实施例中，所述温度传感器2为温度传感器DS18B20，所述A/D转换电路7包括A/D转换芯片ADC0832。
[0034]本实施例中，所述气体传感器3为MQ-2气体传感器，所述第一信号放大电路4包括运放LM833。
[0035]本实施例中，所述振动传感器5为MLC-9268振动传感器，所述第二信号放大电路6包括运放LM358。
[0036]本实施例中，所述油压传感器8包括PTG503H油压传感器。
[0037]本实施例中，所述润滑油粘度传感器9包括FWS-2润滑油粘度传感器。
[0038]本实施例中，所述第一无线通信模块15和第二无线通信模块16均为ZigBee无线通信模块。
[0039]本实施例中，所述语音报警电路14包括芯片WT588D。
[0040]如图2所示，本实施例中，所述光耦隔离电路12包括芯片TLP521，所述芯片TLP521的第I引脚经电阻R4与5V电源输出端相接，所述芯片TLP521的第2引脚分两路，一路经电阻R6与整流二极管Dl的阴极相接，另一路与微控制器I相接;所述整流二极管Dl的阳极与5V电源输出端相接，所述芯片TLP521的第3引脚经电阻R5与12V电源输出端相接;所述继电器跳闸电路13包括三极管Ql和继电器Kl，所述三极管Ql的基极分两路，一路与芯片TLP521的第4引脚相接，另一路经电阻R7接地;所述三极管Ql的集电极分两路，一路与整流二极管D2的阳极相接，另一路与继电器Kl的线圈的一端相接，所述整流二极管D2的阴极和继电器Kl的线圈的另一端均与12V电源输出端相接。
[0041]实际使用时，所述继电器Kl的常闭触点串接在矿用提升机的供电回路中。
[0042]本实施例中，所述微控制器I包括单片机或ARM微控制器。
[0043]本实用新型使用时，通过按键输入电路10预先设定温度阈值、气体浓度阈值、振动量阈值、油压阈值和润滑油粘度阈值，温度传感器2实时监测矿用提升机减速器的工作温度并将采集到的温度值发送至微控制器I，微控制器I将接收到的温度值与预先设定的温度阈值进行比较，当温度传感器2采集到的温度值大于温度阈值时，微控制器I控制语音报警电路14发出语音提示，提醒工作人员;气体传感器3实时监测矿用提升机减速器工作环境中的气体浓度并将采集到的气体浓度信号送入第一信号放大电路4，经过第一信号放大电路4处理后发送至A/D转换电路7中，振动传感器5实时监测矿用提升机减速器额定负荷运行的振动量并将采集到的振动量信号发送至第二信号放大电路6，经过第二信号放大电路6处理后发送至A/D转换电路7中，A/D转换电路7接收气体传感器3输出的气体浓度信号和振动传感器5输出的振动量信号，完成模拟信号到数字信号的转换，并将转换后的数字气体浓度和数字振动量发送至微控制器1，微控制器I将接收到的气体浓度与预先设定的气体浓度阈值进行比较，微控制器I将接收到的数字振动量与预先设定的振动量阈值进行比较，当气体传感器3采集到的气体浓度大于气体浓度阈值时，微控制器I控制语音报警电路14工作，发出语音提示，提醒工作人员注意排查矿用提升机减速器出气孔有无堵塞；当振动传感器5检测到的振动量大于预先设定的振动量阈值时，微控制器I通过光耦隔离电路12控制继电器跳闸电路13工作，继电器跳闸电路13中的继电器常闭触电断开，断开矿用提升机的供电回路，矿用提升机停止工作，防止事故的扩大;油压传感器8实时监测矿用提升机减速器的油压并将采集到的油压发送至微控制器I，微控制器I将接收到的油压与预先设定的油压阈值进行比较，当油压传感器8采集到的油压不符合油压阈值范围时，微控制器I控制语音报警电路14工作，发出语音提示，给工作人员提醒信息，确保矿用提升机减速器的油压处于合适范围，保证矿用提升机减速器正常工作；润滑油粘度传感器9实时监测矿用提升机减速器中润滑油粘度并将采集到的润滑油粘度发送至微控制器1，微控制器I将接收到的润滑油粘度与预先设定的润滑油粘度阈值进行比较，当润滑油粘度传感器9采集到的润滑油粘度不符合润滑油粘度阈值范围时，微控制器I控制语音报警电路14工作，发出语音提示，给工作人员提醒信息，确保矿用提升机减速器的润滑油粘度阈值处于合适范围，保证矿用提升机减速器正常工作；
[0044]另外，微控制器I将接收到的矿用提升机减速器的工作温度、气体浓度、数字振动量、油压和润滑油粘度等监测数据存储在数据存储器11中，还可通过第一无线通信模块15和第二无线通信模块16送入上位机17，方便地面上工作人员对提升机减速器工作状态的远程监控，避免工作人员进行现场采集数据，降低危险系数，同时保证矿用提升机稳定安全运行，实用性强。
[0045]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:包括数据监测终端和与监控中心连接的第二无线通信模块(16)，所述数据监测终端包括微控制器(I)以及与微控制器(I)相接的数据存储器(11)和第一无线通信模块(15)，所述微控制器(I)的输入端接有A/D转换电路(7)、用于参数设置的按键输入电路(10)、用于监测矿用提升机减速器工作温度的温度传感器(2)、用于监测矿用提升机减速器齿轮箱油压的油压传感器(8)和用于监测矿用提升机减速器齿轮箱润滑油粘度的润滑油粘度传感器(9)，所述A/D转换电路(7)的输入端接有气体监测模块和振动监测模块，所述气体监测模块包括气体传感器(3)和与气体传感器(3)输出端相接的第一信号放大电路(4)，所述振动监测模块包括振动传感器(5)和与振动传感器(5)输出端相接的第二信号放大电路(6)，所述第一信号放大电路(4)的输出端和第二信号放大电路(6)的输出端均与A/D转换电路(7)的输入端相接，所述微控制器(I)的输出端接有继电器保护模块和语音报警电路(14)，所述继电器保护模块包括光耦隔离电路(12)和与光耦隔离电路(12)输出端相接的继电器跳闸电路(13)，所述光耦隔离电路(12)的输入端与微控制器(I)的输出端相接； 所述监控中心包括上位机(17)，所述微控制器(I)通过第一无线通信模块(15)和第二无线通信模块(16)与上位机(17)进行双向通信。2.按照权利要求1所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述温度传感器(2)为温度传感器DSl 8B20，所述A/D转换电路(7)包括A/D转换芯片ADC0832。3.按照权利要求1或2所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述气体传感器(3)为MQ-2气体传感器，所述第一信号放大电路(4)包括运放LM833。4.按照权利要求1或2所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述振动传感器(5)为MLC-9268振动传感器，所述第二信号放大电路(6)包括运放LM358。5.按照权利要求1或2所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述油压传感器(8)包括PTG503H油压传感器。6.按照权利要求1或2所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述润滑油粘度传感器(9)包括FWS-2润滑油粘度传感器。7.按照权利要求1或2所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述第一无线通信模块(15)和第二无线通信模块(16)均为ZigBee无线通信模块。8.按照权利要求1或2所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述语音报警电路(14)包括芯片WT588D。9.按照权利要求1或2所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述光耦隔离电路(12)包括芯片TLP521，所述芯片TLP521的第I引脚经电阻R4与5V电源输出端相接，所述芯片TLP521的第2引脚分两路，一路经电阻R6与整流二极管Dl的阴极相接，另一路与微控制器(I)相接;所述整流二极管Dl的阳极与5V电源输出端相接，所述芯片TLP521的第3引脚经电阻R5与12V电源输出端相接;所述继电器跳闸电路(13)包括三极管Ql和继电器K1，所述三极管Ql的基极分两路，一路与芯片TLP521的第4引脚相接，另一路经电阻R7接地；所述三极管Ql的集电极分两路，一路与整流二极管D2的阳极相接，另一路与继电器Kl的线圈的一端相接，所述整流二极管D2的阴极和继电器Kl的线圈的另一端均与12V电源输出端相接。10.按照权利要求1或2所述的一种矿用提升机减速器在线监测装置，其特征在于:所述 微控制器(I)包括单片机或ARM微控制器。
【文档编号】B66B5/02GK205634525SQ201620477416
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】马宪民, 刘宇欣, 何凯, 范文玲, 孙森, 杨洁, 张兴
【申请人】西安科技大学