一种牙轮钻机非接触式油位报警装置及方法与流程

本发明属于采矿牙轮钻机设备领域，具体涉及一种牙轮钻机非接触式油位报警装置及方法。

背景技术：

牙轮钻机的主空压机是生产作业中的主要部件，为牙轮钻机完成穿孔作业提供作业用风；生产作业前和作业中必须要保证空压机润滑油的油位处于标准油位；牙轮钻机司机都是在生产作业前观察设置在空压机油气桶侧面的观油镜来确认润滑油位是否处于标准；在实际作业过程中，由于出现安全阀喷油、循环油管漏油等情况时使空压机润滑油量不足，司机在操作室操作牙轮钻机作业不能及时发现，从而使牙轮钻机故障停机，造成空压机阴阳转子研死、空压机主机报废甚至发生火灾。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出一种牙轮钻机非接触式油位报警装置及方法，通过报警功能使工作人员在实际生产中及时发现牙轮钻机的空压机润滑油量不足，及时停机，避免由于缺少润滑油造成设备故障，节约设备成本，提升生产作业效率。

一种牙轮钻机非接触式油位报警装置，该装置包括设置于牙轮钻机油气桶观油镜一侧的漫反射开关、支架、控制部分、控制柜和控制台；其中，所述的控制部分包括工控开关电源、第一继电器、第二继电器、可调节稳压模块和延时控制模块；

所述的漫反射开关设置于支架的上端，其发射端与牙轮钻机油气桶观油镜的设定范围对齐放置；漫反射开关的输出端连接延时控制模块的输入端；延时控制模块输出端同时连接控制柜和第一继电器，第一继电器的输出端连接控制台；

所述的第二继电器连接220V电源，第二继电器的输出端同时连接控制柜和工控开关电源的输入端，工控开关电源的输出端同时连接延时控制模块和可调节稳压模块，可调节稳压模块的输出端连接漫反射开端的电源端。

所述的控制柜包括高压系统停止指示灯和系统运行指示灯，其中，高压系统停止指示灯与第二继电器相连接；系统运行指示灯与延时控制模块相连接。

所述的控制台包括声光报警器，声光报警器与第一继电器相连接。

所述的漫反射开关放置于牙轮钻机油气桶观油镜的一侧，且距离3～5mm。

所述的其发射端与牙轮钻机油气桶观油镜的设定范围对齐放置，具体为：其发射端设置于牙轮钻机油气桶观油镜下限刻度以上1～3mm处。

采用牙轮钻机非接触式油位报警装置进行的报警方法，包括以下步骤：

步骤1、采用漫反射开关实时检测牙轮钻机油气桶观油镜内的油位高度，当漫反射开关的发射端发出的非可见光能穿过观油镜时，即漫反射开关的接收端没有接收到非可见光，则执行步骤2；当漫反射开关的发射端发出的非可见光无法穿过观油镜时，即非可见光被观油镜内的润滑油反射回漫反射开关的接收端，则漫反射开关无输出电平信号；

步骤2、漫反射开关输出电平信号至延时控制模块；

步骤3、延时控制模块通过第一继电器控制控制柜中声光报警器进行报警并显示指示灯。

本发明优点：

本发明提出一种牙轮钻机非接触式油位报警装置及方法，填补了矿山牙轮钻机油位报警技术的空白，有效地解决了在牙轮钻机运转中由于安全阀喷油、循环油管漏油等情况时工作人员能够在操作室及时发现隐患，明确判断出空压机润滑油量不足，降低工作人员的疲劳度和紧张度，提高了牙轮钻机的工作效率，本发明可运用于矿山企业不同设备类型的牙轮钻机。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的牙轮钻机非接触式油位报警装置结构框图；

图2为本发明一种实施方式的报警装置电气施工示意图；

图3为本发明一种实施方式的牙轮钻机非接触式油位报警方法流程图；

图4为本发明一种实施方式的油位不标准时的探测原理图；

图5为本发明一种实施方式的油位标准时的探测原理图；

图6为本发明一种实施方式的牙轮钻机非接触式油位报警装置运行原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。

本发明利用牙轮钻机空压机油气桶的观油镜是有机玻璃材质，由于其具有透明、透光的性质，则本发明使用漫反射开关在不接触探测物体的情况下，通过漫反射开关的发射端发出非可见光来探测油气桶的观油镜内部是否存有润滑油，从而实现报警的功能。

本发明实施例中，如图1所示(图中1表示观油镜，2表示漫反射开关，3表示支架)，牙轮钻机非接触式油位报警装置包括设置于牙轮钻机油气桶观油镜1一侧的漫反射开关2、支架3、控制部分、控制柜和控制台；其中，所述的控制部分包括工控开关电源、第一继电器NO、第二继电器NC、可调节稳压模块和延时控制模块；所述的控制柜包括高压系统停止指示灯和系统运行指示灯，所述的控制台包括声光报警器；

本发明实施例中，本报警装置输入电源为24V，根据牙轮钻机实际电源使用情况，所述的工控开关电源选择输入220V输出24V的工控开关电源；所述的漫反射开关采用型号为E3F1-DS5C4直流三线型漫反射开关，感应距离0～100mm可调，体积小，易安装，不易刮碰，E3F1-DS5C4直流三线漫反射开关采用了全密封设计，起到防水防尘油污污染，内置动作指示灯方便工作人员直观了解漫反射开关的运行情况；所述的第一继电器NO和第二继电器NC的型号为欧姆龙MY4N-J DC24V，是一种电控制器件；所述的可调节稳压模块采用型号为LM2596 5A，它可以应用在输入电压高于输出电压的降压领域，是把38v以内的电压调整到适合的电压来保护漫反射开关和延时控制模块，以确保在复杂的使用情况下使其具有很高的稳定性；所述的延时控制模块采用型号为FRM01，其采用微控制器作为主控单元，预置18种功能，并可以根据需求，定制和添加特定功能；所述的声光报警器采用型号为AD16-22SM，采用高亮度纯色LED发光芯片为光源，寿命长、耗能低、体积小、重量轻、可靠性高；所述的支架采用20mm方形镀锌管制作，用于固定漫反射开关。

本发明实施例中，安装延时控制模块的目的：牙轮钻机的空压机在初始运行时，由于润滑油循环到油管路、散热器等部位，油位波动较大可能导致本装置报警，所以通过空压机运行指示灯给电于延时控制模块，使延时控制模块对漫反射开关输出的6V～38V电平信号进行时效阻隔(时效为30秒即空压机初期运行油位波动期)，控制第一继电器NO断电，声光报警器无电信号，从而解决了因空压机启动初期时油位波动大而导致的本装置误报警。

本发明实施例中，漫反射开关设置于支架的上端，其发射端与牙轮钻机油气桶观油镜的设定范围对齐放置；漫反射开关的输出端连接延时控制模块的输入端；延时控制模块输出端同时连接控制柜和第一继电器，第一继电器的输出端连接控制台；第二继电器连接220V电源，第二继电器的输出端同时连接控制柜和工控开关电源的输入端，工控开关电源的输出端同时连接延时控制模块和可调节稳压模块，可调节稳压模块的输出端连接漫反射开端的电源端；高压系统停止指示灯与第二继电器相连接；系统运行指示灯与延时控制模块相连接；声光报警器与第一继电器相连接，具体如下：

本发明实施例中，按实际使用原理，该装置安装时分为控制部分、探测部分和预警部分；探测部分包括漫反射开关和专用支架；预警部分包括声光报警器；所述控制部分安装在牙轮钻机的空压机的电气控制柜内，底板使用绝缘环氧胶木板0.5MM厚，固定部件包括24V工控开关电源、欧姆龙MY4N-J DC24V继电器NC、欧姆龙MY4N-J DC24V继电器NO、FRM01延时控制模块、LM2596 5A可调节稳压模块，各部件连接使用BVR0.5平方线接头冷压端子处理；

本发明实施例中，所述探测部分使用E3F1-DS5C4直流三线型漫反射开关，三线分别为棕色线电源+、黑色线电源-、蓝色线高电平输出，棕色线和黑色线连接LM2596 5A可调节稳压模块，蓝色线连接FRM01延时控制模块，放置在观油镜右侧距离3～5mm处，便于观油镜的维护及更换；用20mm方形镀锌管制作的专用支架固定，以避免设备作业时的震动影响探测精度；所述探测部分与油气桶是非接触的，要与油气桶的桶壁留有3～5mm左右间隙，这样保证了本发明在牙轮钻机空压机高温时(70～95摄氏度)不被损坏，解决了油气桶高温所带来的不利因素；所述漫反射开关发出的非可见光的探测位置要在观油镜下限刻度以上1～3mm处；漫反射开关单独连接，与控制部分分离，如有损坏在几乎不影响牙轮钻机生产效率的情况下实现更换。

本发明实施例中，所述预警部分使用AD16-22SM声光报警器，放置在司机室控制台操作区以便观察，穿孔22mm圆形孔洞将其固定后连接欧姆龙MY4N-J DC24V继电器NO对其进行控制。

本发明实施例中，从牙轮钻机220V电源引出BVR0.5线连接到欧姆龙MY4N-J DC24V继电器NC，同时把欧姆龙MY4N-J DC24V继电器NC的线圈与高压系统停止指示灯连接，以来识别高压系统停止指示电信号输出给继电器NC线圈，从而实现24V工控开关电源的动作。

本发明实施例中，如图2所示，从24V工控开关电源使用BVR0.5线引出，分两路，一路连接欧姆龙MY4N-J DC24V继电器(NO和NC)供电，另一路连接LM2596 5A可调节稳压模块，再从LM2596 5A可调节稳压模块连接FRM01延时控制模块及E3F1-DS5C4直流三线漫反射开关供电，把FRM01延时控制模块触发端连接E3F1-DS5C4直流三线漫反射开关的蓝色线电平信号输出，输出端连接欧姆龙MY4N-J DC24V继电器(NO)线圈直接控制声光报警器动作。

本发明实施例中，本装置各部件的连接方式均采用冷压端子连接，确保系统各个模块相互之间的可靠性。

采用牙轮钻机非接触式油位报警装置进行的报警方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤1、采用漫反射开关实时检测牙轮钻机油气桶观油镜内的油位高度，当漫反射开关的发射端发出的非可见光能穿过观油镜时，即漫反射开关的接收端没有接收到非可见光，则执行步骤2；当漫反射开关的发射端发出的非可见光无法穿过观油镜时，即非可见光被观油镜内的润滑油反射回漫反射开关的接收端，则漫反射开关无输出电平信号；

本发明实施例中，如图4所示(图中4表示上限，5表示下限，6表示润滑油)，当漫反射开关的发射端发出的非可见光能穿过观油镜时，漫反射开关的接收端没有接收到非可见光，漫反射开关输出6V～38V电平信号，即表明润滑油量不足，油位不标准，电平信号作用于继电器NO声光报警器，声光报警器得电报警；反之，如图5所示，如果漫反射开关的发射端发出的非可见光无法穿过观油镜时，即非可见光被观油镜内的润滑油反射回漫反射开关的接收端，漫反射开关的接收端接收到非可见光后，漫反射开关无输出电平信号，即表明润滑油充足，油位标准；

步骤2、漫反射开关输出电平信号至延时控制模块；

步骤3、延时控制模块通过第一继电器控制控制柜中声光报警器进行报警并显示指示灯。

本发明实施例中，如图6所示，该装置与牙轮钻机高压系统停止指示灯并联，当牙轮钻机启动时，高压系统停止指示灯将电信号输出给继电器NC(在牙轮钻机启动时高压系统停止指示灯为熄灭状态，因此使用继电器NC，即高压系统停止指示灯熄灭时继电器NC为导通状态)，控制工控开关电源输出给电于可调节稳压模块，再通过可调节稳压模块输出适用于慢反射开关和延时控制模块的稳定电压；漫反射开关受电后发出非可见光进行探测观油镜，在探测到观油镜内部没有润滑油的情况下输出6V～38V电平信号，通过延时控制模块将电平信号作用于继电器NO对声光报警器进行控制，声光报警器报警。