一种基于光纤光栅传感器的煤矿机电设备安全监测系统的制作方法

1.本实用新型一种基于光纤光栅传感器的煤矿机电设备安全监测系统，属于煤矿机电设备安全监测系统技术领域。


背景技术：

2.我国大部分煤矿为井工开采方式，安全系数低，且煤矿中同时需要运行的大型机电设备较多，因此，对机电设备安全状态进行全方位的精细检测显得尤为重要。煤矿机电设备主要包含提升机、压风机、采掘设备、支护设备、运输、供电、安全监测设备及瓦斯抽放设备。
3.现阶段，大部分煤矿企业对设备监测依旧停留在人工巡检、定期巡检的状态，虽然也有部分煤矿采用了机电设备的安全监测系统，但是现有的安全监测系统对机电设备的安全监测项比较单一，如仅检测电机振动或仅检测电机温度，而单一的监测数据对于机电设备的故障检测及其后续分析来说难以实现准确判断。
4.同时由于光纤类传感器特有的抗电磁干扰、体积小、灵敏度高、易于组网、传输距离远、本质安全等独特优势，已经受到越来越多的关注。因此，需要提出一种基于光纤光栅传感器的煤矿机电设备安全监测系统，对煤矿机电设备进行全面的安全监测，从而及时发现故障及后续数据分析。


技术实现要素：

5.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于光纤光栅传感器的煤矿机电设备安全监测系统硬件结构的改进。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于光纤光栅传感器的煤矿机电设备安全监测系统，包括光纤光栅加速度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤法珀压力传感器，所述光纤光栅加速度传感器设置在机电设备连接处的轴承上；
7.所述光纤光栅温度传感器分别设置在提升机、压风机、采煤机、刮板运输机、转载机、掘进机、运输机的电机轴承处、高压开关柜的触点处，所述光纤法珀压力传感器设置在设备水泵管道上对管道压力进行数据采集；
8.所述光纤光栅加速度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤法珀压力传感器的输出端分别通过传输光缆与光纤光栅解调仪的输入端相连，所述光纤光栅解调仪的输出端通过导线与中控系统的控制器相连；
9.所述控制器设置在中控系统的控制柜内，所述控制柜的正面设置有操作面板，所述操作面板上设置有系统控制按钮、控制终端，所述控制终端包括显示屏和键盘，所述控制器通过导线分别与服务器、系统控制按钮、控制终端相连，所述服务器设置在中控系统内用于对检测数据进行存储；
10.所述控制器还通过导线与用于实现对设备异常信号报警提示的报警系统相连。
11.所述控制器还通过导线分别与电压传感器、电流传感器、谐波检测仪相连，所述电
压传感器、电流传感器、谐波检测仪分别设置在提升机、压风机、采煤机、刮板运输机、转载机、掘进机、运输机的电机进线端，用于采集设备电机的电压、电流、电磁波信号。
12.所述控制器还通过导线与无线通信模块相连，实现与远程客户端的双向远程无线通信；
13.所述无线通信模块具体设置为gprs模块。
14.所述光纤光栅加速度传感器具体采用型号为ba
‑
ma05；
15.所述光纤光栅温度传感器具体采用型号为gwd120gx（a）；
16.所述光纤法珀压力传感器具体采用型号为gyl50gx（a）；
17.所述光纤光栅解调仪具体采用型号为ygsj
‑
15；
18.所述控制器具体采用型号为simatic s7
‑
300plc；
19.所述谐波检测仪具体采用型号为gddn
‑
500c型的谐波检测仪。
20.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的煤矿机电设备安全监测系统通过设置光纤光栅式的振动传感器、温度传感器对煤矿机电设备的电机运行振动数据、电机轴承及主要部件的轴承温度数据进行采集，并且还通过设置电压、电流传感器对电机运行状态数据进行采集，通过对采集的数据进行分析从而判断当前机电设备的安全状态及故障分析，通过对机电设备运行数据的全面采集，实现对机电设备安全的全面监测，使机电设备能够高效率的安全运行，提高了煤矿的安全监测效率。
附图说明
21.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
22.图1为本实用新型的系统结构示意图；
23.图2为本实用新型的电路结构示意图；
24.图中：1为光纤光栅加速度传感器、2为光纤光栅温度传感器、3为光纤法珀压力传感器、4为光纤光栅解调仪、5为控制器、6为服务器、7为显示屏、8为系统控制按钮、9为控制终端、10为电压传感器、11为电流传感器、12为谐波检测仪、13为键盘、14为无线通信模块、15为远程客户端。
具体实施方式
25.如图1和图2所示，本实用新型一种基于光纤光栅传感器的煤矿机电设备安全监测系统，包括光纤光栅加速度传感器1、光纤光栅温度传感器2、光纤法珀压力传感器3，所述光纤光栅加速度传感器1设置在机电设备连接处的轴承上，用于采集设备的振动信号；
26.所述光纤光栅温度传感器2分别设置在提升机、压风机、采煤机、刮板运输机、转载机、掘进机、运输机的电机轴承处、高压开关柜的触点处，用于采集设备电机轴承温度信号和高压开关柜的触点温度信号；
27.所述光纤法珀压力传感器3设置在设备水泵管道上对管道压力进行数据采集；
28.所述光纤光栅加速度传感器1、光纤光栅温度传感器2、光纤法珀压力传感器3的输出端分别通过传输光缆与光纤光栅解调仪4的输入端相连，所述光纤光栅解调仪4的输出端通过导线与中控系统的控制器5相连；
29.所述控制器5设置在中控系统的控制柜内，所述控制柜的正面设置有操作面板，所
述操作面板上设置有系统控制按钮8、控制终端9，所述控制终端9包括显示屏7和键盘13，所述控制器5通过导线分别与服务器6、系统控制按钮8、控制终端9相连，所述服务器6设置在中控系统内用于对检测数据进行存储；
30.所述控制器5还通过导线与用于实现对设备异常信号报警提示的报警系统16相连。
31.所述控制器5还通过导线分别与电压传感器10、电流传感器11、谐波检测仪12相连，所述电压传感器10、电流传感器11、谐波检测仪12分别设置在提升机、压风机、采煤机、刮板运输机、转载机、掘进机、运输机的电机进线端，用于采集设备电机的电压、电流、电磁波信号。
32.所述控制器5还通过导线与无线通信模块14相连，实现与远程客户端15的双向远程无线通信；
33.所述无线通信模块14具体设置为gprs模块。
34.所述光纤光栅加速度传感器1具体采用型号为ba
‑
ma05；
35.所述光纤光栅温度传感器2具体采用型号为gwd120gx（a）；
36.所述光纤法珀压力传感器3具体采用型号为gyl50gx（a）；
37.所述光纤光栅解调仪4具体采用型号为ygsj
‑
15；
38.所述控制器5具体采用型号为simatic s7
‑
300plc；
39.所述谐波检测仪12具体采用型号为gddn
‑
500c型的谐波检测仪。
40.本实用新型提供的基于光纤光栅传感器的煤矿机电设备安全监测系统能够对机电设备的振动及温度进行实时在线监测与分析，并输出机电设备的运行状态和故障程度，为后期设备检测及故障分析提供数据依据及设备运行趋势分析，预防机电设备事故发生。
41.本实用新型通过设置光纤光栅加速度传感器1、光纤光栅温度传感器2实现对提升机、压风机、采煤机、刮板运输机、转载机、掘进机、运输机的电机轴承处的振动、温度数据采集，设置光纤光栅温度传感器2实现对高压开关柜触点处温度数据的采集，采集的数据通过光纤光栅解调仪4转换为数字信号传输至控制器5，控制器5通过对反馈的不同机电设备的数据检测阈值的设定，实现对机电设备故障的初步判断，并通过判断结果触发报警系统16的不同报警等级，使工作人员对当前设备状态进行实时掌握，同时实时采集的数据将存储至服务器6上，为后续故障分析及设备安全状态的大数据分析做基础。
42.本实用新型还通过无线通信模块13实现本地监控终端9与远程客户端14之间的数据传输，从而实现在远程对机电设备数据的监测，同时本实用新型通过煤矿大型机电设备，如提升机、压风机、采煤机、刮板运输机、转载机、掘进机、运输机的电机的电流、电压、电磁波数据进行实时采集，能够及时掌握机电设备的运行状态；同时控制器5还能通过对数据进行分析处理，综合输出设备的健康评价报告，或者在机电设备运行过程中检测到某一个数据处于异常状态时，通过报警系统16及时地将异常信息传递给工作人员，从而采取对应措施进行处理，控制器5将异常数据发出的时间、设备编号、异常值类型、异常数据值等数据上传至服务器6进行存储，通过服务器6中通过内置的检测算法对异常数据进行进一步分析得出异常产生的可能原因。
43.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来
相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
44.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。