煤仓仓位检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤矿井口煤仓内存煤仓位的检测装置。
【背景技术】
[0002]煤矿井口煤仓是矿井煤产品的总集散设施，其存储状态，即仓位关系到矿井上下生产、运输、选煤、管理等多系统运行，其实时监测具有很重要的工程意义。目前煤矿井口煤仓内存煤仓位的检测方法不一，有些方法在实施上会产生很好的效果，但造价价格昂贵且故障率高，又维修维护困难；另一些虽造价低，但精度和其他性能低下，极易遭受机械撞击而损毁或遭粉尘附着、阻塞而失效，很不适应矿井井口煤仓工况。因此亟待研发一种能够实现适合矿井井口煤仓工况的高性价比煤仓仓位检测方法。对于恶劣、复杂的煤仓工况，除了规避其对仓位检测不利方面外，尚可挖掘其对仓位检测的可利用特点。随着落煤所形成的充煤空间的变化，仓空空间会同步反向变化。对于落煤敲击已落煤的敲击声，使所形成的共振腔的容积和结构同步变化，因而其敲击声频率会随着充煤空间的变化而变化。利用这一原理，可研发一种基于音频频率的煤仓仓位检测装置。
【发明内容】
[0003]为实现适合矿井井口煤仓工况的高性价比煤仓仓位检测，本实用新型提供一种煤仓仓位检测装置。其两检测信号处理装置分别安装在煤仓两侧的煤仓壁顶板上面;各检测信号处理装置的下部探伸出一音频传感器，各音频传感器穿过煤仓壁顶板进入煤仓空间，使得其充分接收到煤仓接收落煤时仓空空间的音频振动。利用煤仓接收落煤过程中充煤空间的变化所造成的落煤敲击充煤空间顶面的声音强度及声音在仓空空间中频率的变化，音频传感器接收到强度与频率随之同步变化的声音信号;通过音频传感器，将该信号转换为随之同步变化的电信号;再通过检测信号处理装置，将该电信号放大、处理、转换为煤仓充煤空间顶面水平位置，即煤仓仓位的控制信号和指示数据。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:煤仓仓位检测装置装配结构为:两检测信号处理装置分别安装在煤仓两侧的煤仓壁顶板上面;各检测信号处理装置的下部探伸出一音频传感器，各音频传感器穿过煤仓壁顶板进入煤仓空间，使得其充分接收到煤仓接收落煤时仓空空间的音频振动。利用煤仓接收落煤过程中充煤空间的变化所造成的落煤敲击充煤空间顶面的声音强度及声音在仓空空间中频率的变化，音频传感器接收到强度与频率随之同步变化的声音信号;通过音频传感器，将该信号转换为随之同步变化的电信号;再通过检测信号处理装置，将该电信号放大、处理、转换为煤仓充煤空间顶面水平位置，即煤仓仓位的控制信号和指示数据。
[0005]本实用新型的有益效果是:充分利用了煤仓的恶劣、复杂工况，规避了其对仓位检测不利方面，挖掘了其对仓位检测的可利用特点。在实施上会产生很好的效果，造价低、耐用性、可靠性高，维修维护方便;除检测装置外均有相关产品可改造运用，实施简单、易行，极易推广。
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0007]图1是本实用新型实施例一煤仓仓位检测装置的煤仓仓位检测装置装配视图。
[0008]图2是煤仓仓位检测装置结构视图。
[0009]图3是音频传感器结构局部剖视图。
[0010]图4是煤仓仓位检测系统结构示意图。
[0011 ]图5是音频传感信号放大电路结构图。
[0012]在图1、2中:1.检测信号处理装置，2.煤仓壁，3.音频传感器，4.仓空空间，5.充煤空间。
[0013]在图2?5中:1.1.装置箱壳，1.2.信号处理电路板，3.1.感音板，3.2.应变片。
[0014]在图4?5中:SSA为音频传感信号放大单元，MCF多路选频滤波单元，A/DTQ为A/D转换量化单元，DP为数据处理单元，SD为仓位显示单元，SLA为声光报警单元，E为正工作电源接线端，s为音频传感信号，-E为负工作电源接线端。
[0015]在图5中:Rs为应变电阻，如为应变桥臂平衡电阻，Rs2为参考桥上臂电阻，Rs3为参考桥下臂电阻;Cs为耦合电容，Rs4为参考分压电阻，As为运放芯片，Rf为反馈电阻;a为应变电位信号，b为参考电位信号。
【具体实施方式】
[0016]在图1所示的煤仓仓位检测装置装配视图中:两检测信号处理装置I分别安装在煤仓两侧的煤仓壁2顶板上面;各检测信号处理装置I的下部探伸出一音频传感器3，各音频传感器3穿过煤仓壁2顶板进入煤仓空间，使得其充分接收到煤仓接收落煤时仓空空间4的音频振动。利用煤仓接收落煤过程中充煤空间5的变化所造成的落煤敲击充煤空间5顶面的声音强度及声音在仓空空间4中频率的变化，音频传感器3接收到强度与频率随之同步变化的声音信号;通过音频传感器3，将该信号转换为随之同步变化的电信号;再通过检测信号处理装置I，将该电信号放大、处理、转换为煤仓充煤空间5顶面水平位置，即煤仓仓位的控制信号和指示数据。
[0017]在图1所示的煤仓仓位检测装置装配视图和图2所示的煤仓仓位检测装置结构视图中:在矿用防爆型气密装置箱壳1.1内，装嵌有用以将放大、处理、转换音频强度与频率电信号的信号处理电路板1.2。装置箱壳1.1的底面与煤仓壁2顶板上面通过胶垫与螺杆、螺帽紧固结构构成弹性联结配合。音频传感器3有弹性金属材料感音板3.1和电阻型应变片3.2构成。应变片3.2装嵌在感音板3.1的夹层中，通过应变片专用粘贴胶，与感音板3.1紧固配合。音频传感器3穿过煤仓壁2顶板并与之紧固配合，其应变片3.2电阻引线通过夹层上段引出，与信号处理电路板1.2连接。
[0018]在图3所示的音频传感器结构局部剖视图中:在感音板3.1的夹层中，通过应变片专用粘贴胶，紧密固夹应变片3.2。
[0019]在图4所示的本实用新型实施例一煤仓仓位检测装置示意图中:首先，通过煤仓仓位检测装置装配结构进行落煤敲击已落煤的敲击声音频检测并对检测到的音频信号进行放大，再以给定采样速率依次传送，即信号传感放大;接着，通过多路音频频率的选频滤波网络，以给定采样速率进行各个预设音频频率的同步选频滤波，即多路选频滤波;而后，对所选通的各个频率音频采样信号通过A/D转换器分别进行同步A/D转换并数值量化，S卩A/D转换量化;再后，对各个频率已量化的音频采样数据通过MCU按给定采样数的平均值进行强度比较以鉴别数值最大音频数据，即数据处理;最后，将鉴别出的强度数值最大音频数据按对应的预设仓位数据予以控制目的的信号输出和监视目的的声、光显示，即输出显示。
[0020]在图1所示的煤仓仓位检测装置装配视图和图5所示的音频传感信号放大电路结构图中:应变片3.2的应变电阻Rs—端连接到应变桥臂平衡电阻仏的一端，该连接点作为应变电位信号a的引入端;应变片3.2的应变电阻Rs另一端连接到正工作电源接线端E;应变桥臂平衡电阻R1的另一端连接到负工作电源接线端-E。参考桥上臂电阻心与参考桥下臂电阻R3串联，该串联连接点作为参考电位信号b的引入端;该串联支路跨接在正工作电源接线端E和负工作电源接线端-E之间。耦合电容Cs的正极端与应变电位信号a的引入端连接，耦合电容Cs的负极端与运放芯片^的同相信号输入端连接。参考电位信号b的引入端与运放芯片As的反相信号信号输入端连接。参考分压电阻Rs4与反馈电阻Rf串联，该串联点与运放芯片As的反相信号输入端连接;参考分压电阻Rs4的另一端接地;反馈电阻Rf的另一端与运放芯片As的信号输出端连接，该输出端作为音频传感信号s的输出端。运放芯片As的正工作电源端连接到正工作电源接线端E;运放芯片As的负工作电源端连接到负工作电源接线端-E。
【主权项】
1.一种煤仓仓位检测装置，其特征是:煤仓仓位检测装置装配结构为:两检测信号处理装置分别安装在煤仓两侧的煤仓壁顶板上面;各检测信号处理装置的下部探伸出一音频传感器，各音频传感器穿过煤仓壁顶板进入煤仓空间，使得其充分接收到煤仓接收落煤时仓空空间的音频振动;利用煤仓接收落煤过程中充煤空间的变化所造成的落煤敲击充煤空间顶面的声音强度及声音在仓空空间中频率的变化，音频传感器接收到强度与频率随之同步变化的声音信号;通过音频传感器，将该信号转换为随之同步变化的电信号;再通过检测信号处理装置，将该电信号放大、处理、转换为煤仓充煤空间顶面水平位置，即煤仓仓位的控制信号和指示数据。2.根据权利要求1的煤仓仓位检测装置，其特征是:煤仓仓位检测装置结构为:在矿用防爆型气密装置箱壳内，装嵌有用以将放大、处理、转换音频强度与频率电信号的信号处理电路板;装置箱壳的底面与煤仓壁顶板上面通过胶垫与螺杆、螺帽紧固结构构成弹性联结配合;音频传感器有弹性金属材料感音板和电阻型应变片构成;应变片装嵌在感音板的夹层中，通过应变片专用粘贴胶，与感音板紧固配合;音频传感器穿过煤仓壁顶板并与之紧固配合，其应变片电阻引线通过夹层上段引出，与信号处理电路板连接。3.根据权利要求1的煤仓仓位检测装置，其特征是:在感音板的夹层中，通过应变片专用粘贴胶，紧密固夹应变片。4.根据权利要求1所述的煤仓仓位检测装置，其特征是:在音频传感信号放大电路中:应变片的应变电阻Rs—端连接到应变桥臂平衡电阻办的一端，该连接点作为应变电位信号a的引入端;应变片的应变电阻Rs另一端连接到正工作电源接线端E;应变桥臂平衡电阻仏的另一端连接到负工作电源接线端-E;参考桥上臂电阻他与参考桥下臂电阻R3串联，该串联连接点作为参考电位信号b的引入端;该串联支路跨接在正工作电源接线端E和负工作电源接线端-E之间；耦合电容Cs的正极端与应变电位信号a的弓丨入端连接，耦合电容Cs的负极端与运放芯片1的同相信号输入端连接;参考电位信号b的引入端与运放芯片^的反相信号信号输入端连接;分压电阻R4与反馈电阻Rf串联，该串联点与运放芯片1的反相信号输入端连接;分压电阻R4的另一端接地;反馈电阻Rf的另一端与运放芯片As的信号输出端连接，该输出端作为音频传感信号s的输出端;运放芯片1的正工作电源端连接到正工作电源接线端E;运放芯片As的负工作电源端连接到负工作电源接线端-E。
【专利摘要】一种煤仓仓位检测装置。其两检测信号处理装置分别安装在煤仓两侧的煤仓壁顶板上面；各检测信号处理装置的下部探伸出一音频传感器，各音频传感器穿过煤仓壁顶板进入煤仓空间，使得其充分接收到煤仓接收落煤时仓空空间的音频振动。利用煤仓接收落煤过程中充煤空间的变化所造成的落煤敲击充煤空间顶面的声音强度及声音在仓空空间中频率的变化，音频传感器接收到强度与频率随之同步变化的声音信号；通过音频传感器，将该信号转换为随之同步变化的电信号；再通过检测信号处理装置，将该电信号放大、处理、转换为煤仓充煤空间顶面水平位置，即煤仓仓位的控制信号和指示数据。
【IPC分类】G01F23/00
【公开号】CN205280170
【申请号】CN201520887008
【发明人】屈百达, 裴建德
【申请人】江南大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月9日