一种封闭条形煤场牵引式监测系统的制作方法

本发明涉及储煤技术领域，更具体地涉及一种封闭条形煤场牵引式监测系统。

背景技术：

在燃煤电站煤场的运行中，存煤量和各个区域的温度是运行人员最为关心的两套数据。原始的盘煤方式是由人工用尺子测量煤堆，再经计算得出煤场存煤量。目前燃煤电站煤场的存煤量一般由激光盘煤仪系统测量取得；煤堆各个区域的温度一般由红外线测温仪系统取得。

激光盘煤仪的工作原理为：利用高精度的激光对煤场的上的煤堆表面进行扫描，同时采集表面形状信息，再经计算机处理合成为三维煤堆形状，从而得到煤堆的体积。然后通过事先设定的密度等参数，计算得到煤场存煤量。红外线测温仪的工作原理为：通过接收煤堆表面发出的红外热能，准确判断煤堆的表面温度，再经计算机处理为表示煤堆实时温度的图像。通过软件处理，煤堆实时温度监测可以叠加在激光盘煤所形成的三维图像中，从而形成带有温度信息的煤场三维实时模型。

目前的煤场系统中，激光盘煤仪一般安装在可行走的煤场机械上。其中，悬臂式斗轮堆取料机(简称“斗轮机”)是最常用可行走煤场机械。在以斗轮机为主要作业机械煤场系统中，激光盘煤仪往往安装在其悬臂上。通过斗轮机行走，可实现盘煤作业。

在燃煤电站中，鉴于环保的外部压力和燃煤精细化管理的内部动力两个方面的原因，传统的露天煤场已经逐渐被封闭煤场替代。

传统露天煤场系统一般不安装煤场测温仪。但在封闭煤场系统中，为了预防煤堆自燃，燃煤电站需要实时监测煤堆温度。目前煤场的红外线测温仪一般采用定点安装。

目前常用的激光盘煤仪一般安装在可行走的煤场机械上。这种盘煤方式存在三个缺点：第一是存在盘煤的盲区，不能准确得到煤堆体积信息，从而无法获得准确的煤场存煤量数据；第二是斗轮机在盘煤作业和堆取料作业不能同时进行，单独为了盘煤作业，其行走功耗很大；第三是斗轮机行走过程中难免产生振动，盘煤仪等设备因这振动会产生数据偏差，造成测量结果不准确。

封闭煤场系统中的红外线测温仪一般采用定点安装，由于其测温范围有限，因此每个煤场需要安装多台设备，且存在盲区，不能有效监测整个煤场的情况。

封闭煤场系统的可视摄像头一般为定点安装，或者安装在煤尘机械上，覆盖范围小。

因此，本领域急需开发新的高效、节能、无盲区的牵引式煤场监测系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高效、节能、无盲区的牵引式煤场监测系统。

在本发明中，本发明提供了一种封闭条形煤场牵引式监测系统。所述系统包括煤场封闭框架、检测设备携带装置、轨道、电缆以及电控站；

其中，所述检测设备携带装置携带检测设备沿所述轨道在所述煤场封闭框架内部往复运动，对煤堆进行检测；

所述电缆用于连接所述检测设备携带装置和所述电控站，并向所述检测设备携带装置供电；

所述轨道悬吊于所述煤场封闭框架上，位于煤堆的中部竖直上方；

所述轨道的长度方向与煤堆的长度方向一致。

优选地，所述检测设备包括盘煤仪、测温设备以及摄像装置。

优选地，所述检测设备携带装置为轮式小车或履带式小车。

所述轨道为任意可与所述检测携带装置配合的轨道；优选地，所述轨道为工字钢、h型钢或c型钢轨道。

在另一优选例中，所述检测设备携带装置设有清扫装置，用于清扫所述检测设备携带装置行走方向上的积煤。

在另一优选例中，所述电缆包括钢丝绳芯、动力芯、信号芯和/或光纤芯。

优选地，所述电缆与张紧装置连接。

优选地，所述张紧装置采用重锤张紧或液压张紧。

在另一优选例中，所述轨道上设有位置检测装置，用于检测所述检测设备携带装置的位置。

优选地，所述位置检测设备为格雷母线位置检测装置或激光测距仪和角度编码器的组合装置，或者可视位置检测装置。

在另一优选例中，所述系统还包括数据基站，用于与所述检测设备进行无线通讯。

优选地，所述数据基站内设有存储设备，用于存储所述检测设备的检测数据。

在另一优选例中，所述系统还包括集控室。

优选地，所述集控室和所述数据基站通过无线或光纤进行数据传输。

在另一优选例中，所述集控室还包括显示屏。

在另一优选例中，所述集控室还包括报警器。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本发明的检测设备携带装置与轨道的连接主视图；

图2a-2c为本发明的检测设备携带装置与不同类型的轨道的连接左视图；

图3为本发明的系统一实施例的电缆设置示意图；

图4为图3的实施例的煤场封闭框架和检测设备携带装置的位置设置示意图；

图5为图3的实施例的结构示意图。

各附图中标记为：1-小车；2-轨道；3-重锤；4-电缆；5-钢丝绳；6-主动轮；7-从动轮；8-电控站；9-煤堆；10-煤场机械基础；11-煤场封闭框架(结构)；12-激光盘煤仪；13-运煤系统集控室。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，首次开发了一种封闭条形煤场牵引式监测系统。本发明系统通过携带装置(例如牵引式小车)携带激光盘煤仪、红外线测温仪、可视摄像头等多种监测设备中一种或者几种，自动获取运行人员所需的相应数据。本发明的系统能够获得煤场内煤堆的三维模型，从而得出煤场内的存煤量，并可获得煤场各区域的表面实时温度。与现有技术相比，本技术的自动化程度更高、得到的数据更全面、更准确。本发明的系统适用于新建工程和技改工程。本发明可应用于新建煤场，也可应用于已经投运的煤场技术改造。

在此基础上完成了本发明。

采用牵引式小车携带煤场监测设备。牵引式小车可采用轮式或者履带式，小车轨道可采用工字钢、h型钢或者c型钢。图1中以轮式小车为例示意绘制了小车1与轨道2的悬挂连接方式。履带式小车悬挂方式与之类似。图2a-2c示意了牵引式小车1与轨道2的几种连接方式。图2a中的轨道为工字钢轨道，图2b的轨道为h型钢轨道，图2c中的轨道为c型钢轨道。牵引式小车前端和后端均设置有清扫装置。清扫装置采用耐磨高分子或者其他材料制作，用于清扫小车行走方向轨道上的积煤。既可防止轨道上积煤自燃，也可防止小车由于积煤的原因而脱轨、卡轨。

牵引电缆的功能有：牵引小车往复行走、为车载监测设备提供工作用电、把车载监测设备获得的数据传回电控站。牵引电缆内至少包括钢丝绳芯、动力芯、信号芯或者光纤芯等。其中钢丝绳芯用于承受牵引小车的力，动力芯负责为小车供电，信号芯或者光纤用于传输数据。为了保证牵引电缆不打滑，从动轮侧设置张紧装置。张紧装置采用重锤张紧或者液压张紧等。图3示意了采用重锤张紧的本发明的一实施例的电缆设置。

条形煤场的煤堆呈长条形。牵引式小车的轨道宜安装在长条形煤堆中部的正上方，沿着煤堆方向布置。图4示意了牵引式小车工作位置的轨道。轨道的高度一般依据煤堆上部封闭结构的高度确定，以不产生监测盲区为宜。

小车精确定位可提高煤场内煤堆的三维模型的精确性。为了在远程掌握小车的准确位置，轨道上可设置格雷母线位置监测装置,或者通过激光测距仪与角度编码器协同工作来测定小车位置。其中，格雷母线位置检测包括地址编码发射器、接收器、格雷母线、天线箱四个部分。格雷母线位置检测是通过格雷母线和天线箱之间的电磁耦合形成的信号，来得到天线箱在格雷母线长度方向上的位置。根据预先设定的格雷母线起始点信息，再结合其长度方向上的位置信息，可准确定位小车。

小车上可携带的设备有：激光盘煤仪、红外线测温仪、可视摄像头等。这些监测设备均采用无线数据传输，与设在煤场内的数据基站进行通讯。数据基站内设置存储设备，具备存储一段时间数据的能力。数据基站与程控室(集控室)之间的数据传输可采用光纤或者无线的形式。图5的箭头示出了数据传输和控制信号传输的途径和方向。

牵引式小车有两种运行模式：第一是自动运行，即接受到启动指令后，按照预先设定的程序自动完成一次煤场监测工作；第二是地面手动操作，即地面工作人员通过就地操作面板手动控制小车行走，人工操作完成煤场监测工作。其中，小车的自动运行模式预设两个速度：第一种是额定运行速度，在精确盘煤、测温等工作时采用；第二种是快速运行速度，用在交接班等需要快速、粗略了解煤场情况的场合。

运行人员在集控室可远程监控和操控小车。集控室的内的显示屏上可显示煤场的三维模型。通过此三维模型可了解以下信息：煤场各处各个煤堆的存煤量、各煤堆煤质情况(堆煤时录入后即存入系统)、各煤堆堆存时间、煤堆表面温度等。另外，按照预先设定智能程序，操作界面还可通过对话框的形式向运行人员推荐当前需优先燃用的煤堆，并在三维模型上显示。另外，在卸煤系统有煤送至煤场时，操作界面还可向运行人员提供可存放当前卸煤煤种的堆放位置。当系统监测到有煤堆表面温度高于设定值时，操作界面上将会以对话框的形式报警，并在三维模型显示超温煤堆。

(1)依据煤场上煤堆的分布，在封闭煤场顶部设置轨道，牵引式小车沿轨道行走；

(2)牵引式小车行走由牵引电缆带动，牵引电缆采用重锤或者液压张紧。

(3)牵引式小车携带测量仪器，比如激光盘煤仪、红外线测温仪、可视化摄像头等；

(4)牵引式小车上携带的测量仪器与煤场内的电控站之间采用有线数据传输；

(5)牵引小车的定位利用格雷母线位置检测、或者利用激光测距仪和角度编码器的组合等方式。

术语

如本文所用，术语“条形煤场”指堆煤区域呈长条形的煤场，煤堆截面一般为梯形或者三角形。

如本文所用，术语“封闭条形煤场”指条形煤场上部设置有可覆盖整个煤堆的钢桁架(网架)或其他形式的封闭结构设施。

如本文所用，术语“盘煤”指燃煤电站盘点其煤场上存煤量的工作。

本发明的主要优点包括：

(a)本发明的系统采用牵引式小车携带测量设备，；

(b)本发明的系统的牵引小车采用牵引电缆带动，无需为小车设置主动行走机构；牵引式小车上的车载设备由牵引电缆内电缆供电；牵引式小车上的车载设备工作获取的信号由牵引电缆送回轨道端部的电控站；控制方便精准；

(c)本发明的系统的牵引式小车可采用轮式或者履带式，通过加装轨道清扫器，可避免轨道积煤的影响；

(d)本发明的系统的每个条形煤堆上部仅需设置一套监测仪器，设备数量少，维护工作量小，无盲区；

(e)本发明的系统的测量仪器和电控站之间采用有线数据传输，数据传输可靠性高；

(f)本发明的系统的煤场电控站和程控室之间采用光纤数据传输等传输方式，数据传输可靠。

(g)本发明的系统测量获得的三维模型可显示煤场上所有煤堆的存煤量、存储时间、煤质、表面温度等信息，还可向运行人员做智能推荐；

(h)在本发明的系统中，输送传输响应速度快，不影响既有数据传输；本发明设备依附于固定轨道，测量基准稳定，系统误差小；本发明数据传输方便。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例

如图3-5所示，本发明的系统的一种典型实施例。该系统包括煤场封闭框架11、小车1、轨道2、电缆4、电控站8以及集控室13。如图4所示，小车1为检测设备携带装置，其携带检测设备激光盘煤仪12沿轨道2在煤场封闭框架11内部往复运动，对煤堆9进行检测；电缆4用于连接检测设备携带装置(小车1)和电控站8，并向检测设备携带装置(小车1)供电；轨道2悬吊于煤场封闭框架11上，位于煤堆9的中部竖直上方；轨道2的长度方向与煤堆9的长度方向一致(图中未示出)，本实施例中设置有两套小车和轨道。可分别检测一个条形煤堆。这种设置，使得每个条形煤堆上部仅需设置一套监测仪器，设备数量少，维护工作量小，无盲区。本实施例中，还包括煤场机械基础10。在本是实施例轨道2为工字钢。小车1悬挂于工字钢轨道上，测量基准稳定，系统误差小。如图3所示，电缆4两端分别设有主动轮6和从动轮7，从动轮7一侧设有由重锤3、钢丝绳5以及其他组件组成的张紧装置，该张紧装置可以有效防止电缆4打滑，保证整个系统运行的平稳和安全。如图5所示，小车1携带激光盘煤仪12沿轨道2在煤堆9的上方往复运动。激光盘煤仪12从煤堆9采集数据。激光盘煤仪12和电控站8之间采用有线数据传输，数据传输可靠性高；电控站8与集控室13之间采用光纤数据传输，数据传输可靠。激光盘煤仪12可获得三维模型可显示煤场上所有煤堆的存煤量、存储时间、煤质、表面温度等信息，还可向运行人员做智能推荐。在本发明的系统中，输送传输响应速度快，不影响既有数据传输。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。