集电器磨损监测装置的制作方法

本发明涉及一种监测装置，特别是涉及一种集电器磨损监测装置。

背景技术：

桥式起重机在运行时，其供电均通过滑触线与集电器滑动接触的方式实现。这样，集电器的滑块会与滑触线经常摩擦。当滑块的磨损量达到十滑毫米左右时，滑块前后两端的倒角会因磨损而消失，且滑块的前后两端会产生直角；进而在起重机在运行时，集电器及滑块会对滑触线造成冲击，并导致滑触线坠落。另外，厂房沉降、集电器刀片磨损、集电器支架变形均会造成滑触线坠落。目前在行车、即桥式起重机日常运行过程中，还是完全依赖设备员目测对集电器及滑块的磨损量进行监测，此种监测方法缺乏定量标准，且缺乏较为科学、便利的监测手段。同时由于滑触线及集电器使用场所及工况环境条件各不一，加上设备员的技能、经验及工作责任心等因素，导致现有的监测方法无法及时、准确地监测滑块的磨损量是否达到了设定的标准。在起重机运行过程中，特别是在集电器的滑块磨损严重情况下，稍有差池，极有可能拉脱滑触线并引起大面积供电故障，进而对现场生产造成极为不利的影响。同时故障恢复时所需的成本也较高，并且生产加施工周期很长，进而就无法满足炼钢厂繁忙的生产要求，并会造成严重的经济损失。即当滑块的磨损达到磨损标准，但由于现场设备员疏忽而没有发现该情况，导致集电器未能得到及时的检修及更换时，就可能会造成无法挽回的经济损失。因此，研发一种能对滑块的磨损量是否达到设定标准进行及时、准确地监测的集电器监测装置就显得非常重要。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种集电器磨损监测装置，该集电器磨损监测装置能对集电器的磨损状态进行监测。

为实现上述目的，本发明提供一种集电器磨损监测装置，包括接触检测模块、与接触检测模块相连接的信号判断单元、及与信号判断单元相连接的报警模块，所述接触检测模块包括安装在集电器上的检测探头，当集电器的滑块磨损至设定状态时，检测探头与滑触线相接触；当检测探头与滑触线相接触时，接触检测模块给信号判断单元发送接触信号；信号判断单元判断接触信号是否为磨损信号，且当信号判断单元判定接触信号为磨损信号时，信号判断单元给报警模块发送报警信号，报警模块发出警报。

进一步地，所述信号判断单元包括与接触检测模块相连接的第一级信号判断模块、及与第一级信号判断模块相连接的第二级信号判断模块，所述报警模块与第二级信号判断模块相连接；当检测探头与滑触线相接触时，接触检测模块给第一级信号判断模块发送接触信号；第一级信号判断模块判断接触信号是否为磨损信号，且当第一级信号判断模块判定接触信号为磨损信号时，第一级信号判断模块将接触信号发送给第二级信号判断模块，第二级信号判断模块判断接触信号是否为磨损信号，且当第二级信号判断模块判定接触信号为磨损信号时，第二级信号判断模块给报警模块发送报警信号。

进一步地，所述接触检测模块还包括与检测探头电连接的第一继电器，所述第一级信号判断模块包括与第一继电器电连接的第二继电器，且所述第二继电器为延时继电器，所述第二级信号判断模块包括与第二继电器电连接的第三继电器，且第三继电器为延时继电器，所述报警模块包括与第三继电器电连接的报警器。

进一步地，所述检测探头有两个，且两个检测探头分别位于滑块的前后两侧。

进一步地，所述第一继电器有两个，且两个第一继电器分别与两个检测探头电连接。

进一步地，所述报警器为声光报警器。

进一步地，所述第一继电器通过第一断路器与检测探头电连接。

如上所述，本发明涉及的集电器磨损监测装置，具有以下有益效果：

本发明中集电器磨损监测装置的工作原理为：当集电器的滑块磨损至设定状态时，检测探头与滑触线相接触；当检测探头与滑触线相接触时，接触检测模块给信号判断单元发送接触信号；信号判断单元判断接触信号是否为磨损信号，且当信号判断单元判定接触信号为磨损信号时，信号判断单元给报警模块发送报警信号，报警模块发出警报，以提示工作人员对集电器进行检修，从而实现对集电器的磨损状态的监测；且相比于人工目测方式，本集电器磨损监测装置能及时、准确地对集电器的磨损状态进行监测。同时，本发明中集电器磨损监测装置，利用其信号判断单元对接触信号进行判断，以确保该接触信号为磨损信号，即利用信号判断单元判断检测探头是否在集电器的滑块磨损至设定状态时与滑触线相接触的，从而排除在集电器的滑块未磨损至设定状态，而是因偶然原因、比如集电器暂时倾斜，导致检测探头与滑触线相接触的情况，进而保证本集电器磨损监测装置能准确地监测集电器的磨损状态，避免发出错误的警报。

附图说明

图1为本发明中集电器磨损监测装置的电气原理示意图。

图2为本发明中集电器的结构示意图。

图3为本发明中集电器磨损至设定状态时的结构示意图。

图4为本发明中检测探头的结构示意图。

元件标号说明

1接触检测模块

11检测探头

12第一继电器

13第一断路器

2信号判断单元

21第一级信号判断模块

211第二继电器

22第二级信号判断模块

221第三继电器

3报警模块

31报警器

4集电器

41滑块

5电源

6滑触线

7第二断路器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图4所示，本发明提供一种集电器磨损监测装置，包括接触检测模块1、与接触检测模块1相连接的信号判断单元2、及与信号判断单元2相连接的报警模块3，接触检测模块1包括安装在集电器4上的检测探头11。当集电器4的滑块41磨损至设定状态时，检测探头11与滑触线6相接触；当检测探头11与滑触线6相接触时，接触检测模块1给信号判断单元2发送接触信号；信号判断单元2判断接触信号是否为磨损信号，且当信号判断单元2判定接触信号为磨损信号时，信号判断单元2给报警模块3发送报警信号，报警模块3发出警报，以提示工作人员对集电器4进行检修，从而实现对集电器4的磨损状态的监测；且相比于人工目测方式，本集电器磨损监测装置能及时、准确地对集电器4的磨损状态进行监测。同时，本发明中集电器磨损监测装置，利用其信号判断单元2对接触信号进行判断，以确保该接触信号为磨损信号，即利用信号判断单元2判断检测探头11是否在集电器4的滑块41磨损至设定状态时与滑触线6相接触的，从而排除在集电器4的滑块41未磨损至设定状态，而是因偶然原因、比如集电器4暂时倾斜，导致检测探头11与滑触线6相接触的情况，进而保证本集电器磨损监测装置能准确地监测集电器4的磨损状态，避免发出错误的警报。

如图1至图4所示，本实施例中信号判断单元2包括与接触检测模块1相连接的第一级信号判断模块21、及与第一级信号判断模块21相连接的第二级信号判断模块22，报警模块3与第二级信号判断模块22相连接；当检测探头11与滑触线6相接触时，接触检测模块1给第一级信号判断模块21发送接触信号；第一级信号判断模块21判断接触信号是否为磨损信号，且当第一级信号判断模块21判定接触信号为磨损信号时，第一级信号判断模块21将接触信号发送给第二级信号判断模块22，第二级信号判断模块22判断接触信号是否为磨损信号，且当第二级信号判断模块22判定接触信号为磨损信号时，第二级信号判断模块22给报警模块3发送报警信号。本实施例利用两级信号判断模块，即第一级信号判断模块21和第二级信号判断模块22，分别对接触信号进行判断，以确保该接触信号为磨损信号时，即检测探头11在滑块41磨损至设定状态下与滑触线6进行接触的，然后再给报警模块3发送报警信号，以保证本集电器磨损监测装置能准确地监测集电器4的磨损状态，避免发出错误的警报。

如图1所示，本实施例中接触检测模块1还包括与检测探头11电连接的第一继电器12，第一级信号判断模块21包括与第一继电器12电连接的第二继电器211，且第二继电器211为延时继电器，第二级信号判断模块22包括与第二继电器211电连接的第三继电器221，且第三继电器221为延时继电器，报警模块3包括与第三继电器221电连接的报警器31。当检测探头11与滑触线6相接触时，第一继电器12带电，且第一继电器12的触头动作，即第一继电器12给第一级信号判断模块21发送接触信号，使得第二继电器211带电，当第二继电器211带电时间达到设定时间后，第二继电器211的触头动作，即当第二继电器211带电时间达到设定时间后，说明检测探头11与滑触线6的接触时间达到该设定时间，第一级信号判断模块21依次判断接触信号为磨损信号，第二继电器211给第二级信号判断模块22发送接触信号，使得第三继电器221带电，否则第二继电器211的触头不会动作，也不会使第三继电器221带电；当第三继电器221带电时间达到设定时间后，第三继电器221的触头动作，即当第三继电器221带电时间达到设定时间后，说明检测探头11与滑触线6的接触时间达到更长的设定时间，第二级信号判断模块22依次判断接触信号为磨损信号，第三继电器221给报警模块3发送报警信号，使得报警器31带电，报警器31发出警报，以提醒工作人员此时集电器4的磨损状态已达到设定状态，需对集电器4进行检修，否则第三继电器221的触头不会动作，也不会使报警器31带电。本实施例中当第二继电器211带电达到设定时间，说明检测探头11与滑动线的接触时间达到一定时间，从而初步排除该检测探头11因偶然因素短时间与滑触线6接触的情况；同时当第三继电器221带电达到设定时间，说明检测探头11与滑触线6的接触时间达到更长的设定时间，从而进一步确定此时检测探头11是因滑块41磨损至设定状态与滑触线6接触的，此时第三继电器221的触头动作，并使报警器31发出警报，这样就有效保证本集电器磨损监测装置的监测准确度更高。

如图2和图3所示，本实施例中检测探头11有两个，且两个检测探头11分别位于滑块41的前后两侧。当任一个检测探头11与滑触线6相接触时，接触检测模块1会给第一级信号判断模块21发送接触信号，以有效增强本集电器磨损监测装置的监测能力。同时，如图1所示，本实施例中第一继电器12有两个，且两个第一继电器12分别与两个检测探头11电连接。当检测探头11与滑触线6相接触时，与该检测探头11电连接的第一继电器12带电，该第一继电器12的触头动作，使得第二继电器211带电。

本实施例中报警器31为声光报警器。本实施例中报警器31带电时，能发出声光警报，以提醒工作人员对及时进行集电器4进行检修。

如图1所示，本实施例中第一继电器12通过第一断路器13与检测探头11电连接，以利用该第一断路器13控制检测探头11与第一继电器12间的通断。

如图1所示，本实施例中上述第一继电器12、第二继电器211、第三继电器221、及报警器31均与电源5的一根相线连接，滑触线6与电源5的另一根相线连接。当检测探头11与滑触线6相接触时，检测探头11的两端产生电压差，检测探头11带电；同时，第一继电器12的两端产生电压差，第一继电器12带电。本实施例中检测探头11起到导电的作用。当滑块41磨损至设定状态，检测探头11则会与滑触线6相接触，并使第一继电器12带电，即该检测探头11能感应到滑块41是否磨损至设定状态。本实施例中检测探头11也称作是一种传感器。本实施例中检测探头11具体由导体材料制成，且呈针状结构。

如图1所示，本实施例中第一继电器12通过第二断路器7与电源5相连接。且本实施例中第一断路器13和第二断路器7均为小型断路器。

本实施例中滑块41与滑触线6相接触的表面沿磨损方向超出检测探头11与滑触线6相接触的表面10毫米。本实施例中集电器磨损监测装置的具体监测过程为：当滑块41磨损10毫米厚度时，检测探头11会与滑触线6相接触，第一继电器12的两端产生电压，并使第一继电器12带电，且第一继电器12的触头动作，使得第二继电器211的两端产生电压，并使第二继电器211带电，当第二继电器211的带电时间达到2秒，第二继电器211的触头动作，使得第三继电器221的两端产生电压，并使第三继电器221带电，当第三继电器221的带电时间达到120秒，第三继电器221的触头动作，使得报警器31的两端产生电压，报警器31带电、并发现声光报警，以提醒工作人员集电器4已磨损至设定状态，需对集电器4进行检修，避免集电器4因过度磨损在沿滑触线6滑动时，造成滑触线6脱落。本实施例中上述集电器4为桥式起重机的集电器4。本集电器磨损监测装置能监测集电器4的滑块41是否出现异常磨损，并能及时报警，避免故障的发生。本实施例中集电器磨损监测装置也称作一种桥式起重机防止滑触线坠落检测装置。桥式起重机可用于钢铁冶金。

本实施例中第二断路器7为电源断路器。上述第一继电器12为中间继电器，且具体制造商为施耐德，型号为：cad32q7c，ac380v50hz。上述第二继电器211也称作气囊式时间延迟辅助触头组，且具体制造商为施耐德，型号为：ladt2，通电延时，延时1-30s。上述第三继电器221为报警继电器，也称作气囊式时间延迟辅助触头组，型号为：ladt4，通电延时，延时10-180s。

本集电器磨损监测装置为一种起重机集电器磨损检测结构和异常报警电气系统，该集电器磨损监测装置主要应用于使用的技术条件较差、环境恶劣、使用频繁的桥式起重机，也可同时应用于具有集电器4装置的类似设备上。本集电器磨损监测装置可有效监控集电器4的滑块41磨损状态，为出现异常磨损的集电器4提前报警，以避免事故的发生，并提醒工作人员提前安排检修，避免生产物流的中断，可应用于冶金领域。本集电器磨损监测装置能有效避免桥式起重机的滑触线6坠落带来的经济损失。

当滑环上有轻微毛刺时，采用的处理方法为：人把锉刀放平到滑环上，进行表面处理，这样，也能使滑环减少检修时间。

另外，国内最早设计的桥式起重机供电方式为磨电道，其安全性差。国家已改设计采用“9030-371”建设部标准图集中的jdc防护式安全滑触线。国内安全型滑触线继电器的使用量占90％以上，因此本集电器磨损监测装置有广阔的市场。同时，本集电器磨损监测装置在应用时，可不更改原有起重机的集电器4的设计，只需在原有集电器4的基础上，加装一套监测装置。同时，本集电器磨损监测装置结构精简，轻便，成本低廉。且本集电器磨损监测装置安装、拆卸方便，需要停机时间短，具有较好的实用性。

本监测装置使用以后，便于在线及时、有效监测集电器4的磨损状态，且在状态劣化时提前预警，开展预防性状态检修调查；防止和降低起重机因集电器4异常引发的滑触线6坠落的事故，降低设备事故运行损失。因此运用本监测装置，可有效提醒操作工与设备员及时更换集电器4，避免事故的发生。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。