一种用于监测扒渣机运行状态的监控系统的制作方法

本实用新型涉及炼钢厂脱硫扒渣机技术领域，具体的说是涉及一种用于监测扒渣机运行状态的监控系统。

背景技术：

扒渣机是冶金企业铁水脱硫工序中的一个重要设备，用于扒去铁水罐中的铁水渣。扒渣机主要包括扒渣板、扒渣臂、扒渣臂上下调整、扒渣臂左右摆动、扒渣机机座等装置；根据扒渣驱动方式，分为有伸缩杆式扒渣机和小车行走式扒渣机这两种。其中，伸缩杆式扒渣机的主要特点是：在扒渣臂内设置一扒渣杆，扒渣板安装在扒渣杆上，通过伸缩驱动装置驱动扒渣杆实现扒渣；小车行走式扒渣机的主要特点是：扒渣机机座安装在小车上，扒渣板安装在扒渣臂上，通过小车驱动装置驱动扒渣机前后运动实现扒渣。以上这些扒渣机设备通常采用机械或感应行程开关作为扒渣臂上下和左右、扒渣臂上行程调整的位置信号，采用编码器作为扒渣杆伸缩距离的检测装置。这些检测装置一般存在如下缺点：1)器件多、线路复杂、故障率高；2)检修维护非常不便，通常情况下只能事后分析故障而不能事先预知故障。

技术实现要素：

针对背景技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种可以用于在运行中实时检测扒渣机运行状态的监控系统。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种用于监测扒渣机运行状态的监控系统，包含：

一个惯性传感器，用于检测扒渣机的扒渣臂左右、上下摆动的角速度、角度以及各轴向上的加速度；

一个测距模块，用于检测扒渣机的扒渣杆伸缩长度或用于检测扒渣机的机体移动距离；

一个控制模块，用于接收惯性传感器和测距模块的检测数据，并对接收到的检测数据进行计算处理后通过无线或有线方式输出至监控终端；

所述监控终端用于显示经控制模块计算处理后的检测数据，以便于作业人员对扒渣机运行状态进行实时监测，判断其是否出现运行异常。

上述技术方案中，所述惯性传感器设置在扒渣机的扒渣臂上，并与所述控制模块通过有线或无线通信连接。

上述技术方案中，所述测距模块设置在扒渣机的扒渣上并位于扒渣杆尾端处或者设置在扒渣机的扒渣杆驱动链轮轴上或者独立设置在扒渣机的机体外，且与控制模块通过有线或无线通信连接。

上述技术方案中，所述控制模块设置在扒渣机的机座上或独立设置在扒渣机的机座旁，并与所述监控终端通过有线或无线通信连接。

上述技术方案中，还包含一个报警模块，所述报警模块设置在扒渣机的扒渣臂或升降臂上，并与所述控制模块通过有线或无线通信连接，所述报警模块优选为声光报警器。

上述技术方案中，当所述测距模块设置在扒渣机的扒渣臂上并位于扒渣杆尾端处时，扒渣机的扒铲设置在扒渣杆的前端，并与扒渣杆前端固定连接，所述测距模块为激光测距传感器、超声波测距传感器、红外线测距传感器或雷达测距传感器中的任意一种，并与扒渣杆尾端非接触式连接。

上述技术方案中，当所述测距模块设置在扒渣机的扒渣杆驱动链轮轴上时，扒渣机的扒铲设置在扒渣杆的前端，并与扒渣杆前端固定连接，所述测距模块为光电编码器，并与扒渣杆尾端非接触式连接，

上述技术方案中，当所述测距模块独立设置在扒渣机的机体外时，扒渣机的扒铲设置在扒渣杆的前端，并与扒渣杆前端固定连接，所述测距模块为拉绳位移传感器，并通过拉绳与所述扒渣机的扒渣杆相连接在一起。

上述技术方案中，当所述测距模块独立设置在扒渣机的机体外时，扒渣机的扒铲设置在扒渣臂的前端，并与扒渣臂前端固定连接，所述测距模块为激光测距传感器、超声波测距传感器、红外线测距传感器或雷达测距传感器或拉绳位移传感器中的任意一种；

其中，当测距模块为激光测距传感器、超声波测距传感器、红外线测距传感器或雷达测距传感器时，测距模块与扒渣机的机体非接触式连接；

当测距模块为拉绳位移传感器时，测距模块通过拉绳与所述扒渣机的机体相连接在一起。

上述技术方案中，所述惯性传感器为mems惯性传感器；所述控制模块为plc可编程控制器或者muc微控制单元，所述监控终端为手持式智能监控终端或pc机式监控终端。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：结构简单、安装方便，成本低，检修维护方便，可便于作业人员能提前预知故障和及时排查故障，大大降低了扒渣机设备运行过程中的故障率，有效保证了扒渣机设备正常运行的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图；

图2为本实用新型的第一种应用实施例示意图；

图3为本实用新型的第二种应用实施例示意图；

图4为本实用新型的第三种应用实施例示意图；

图5为本实用新型的第四种应用实施例示意图；

附图标记说明：1、惯性传感器；2、测距模块；3、控制模块；4、监控终端；5、报警模块；100、扒渣机；101、扒渣臂；102、扒渣杆；103、扒铲；104、机座；105、驱动链轮轴；106、扒渣杆驱动链轮；107、链条；108、升降臂；109、拉绳。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本实用新型是如何实施的。

参阅图1所示，本实用新型提供的一种用于监测扒渣机运行状态的监控系统，包含：

一个惯性传感器1，用于检测扒渣机100的扒渣臂101左右、上下摆动的角速度、角度以及在各轴向上的加速度；

一个测距模块2，用于检测扒渣机100的扒渣杆102伸缩长度或用于检测扒渣机100的机体移动距离；

一个控制模块3，用于接收惯性传感器1和测距模块2的检测数据，并对接收到的检测数据进行计算处理后通过无线或有线方式输出至监控终端4；

监控终端4用于显示经控制模块3计算处理后的检测数据，以便于作业人员对扒渣机100运行状态进行实时监测，判断其是否出现运行异常。

作为本实用新型的一种实施例：参阅图2所示，惯性传感器1设置在扒渣机100的扒渣臂101上，并与控制模块3通过有线(或无线)通信连接；测距模块2设置在扒渣机100的扒渣臂101上，并位于扒渣杆102尾端处，且与控制模块3通过有线(或无线)通信连接，控制模块3设置在扒渣机100的机座104上，并与监控终端4通过有线(或无线)通信连接，监控终端4独立设置在扒渣机100的机座104旁，扒渣机100的扒铲103设置在扒渣杆102的前端，并与扒渣杆102前端固定连接。根据实际需要，本实施例中的惯性传感器1可以设置在扒渣臂101上的任意位置处；控制模块3可以设置在机座104上，也可以设置独立设置在机座104旁；监控终端4可以与控制模块3是一体式连接，也可以是独立设置在机座104旁。

具体的说，在本实施例中，为了便于作业人员更为快速的了解扒渣机100是否出现故障(例如：扒渣臂101的左右、上下摆动角度出现异常，导致机身出现晃动等异常现象时)，本监控系统还包含一个报警模块5，且报警模块5设置在扒渣机100的扒渣臂101或升降臂105上，并与控制模块3通过有线或无线通信连接；该报警模块5优选为声光报警器，能同时通过声音和各种光来向作业人员发出示警信号。

具体的说，在本实施例中，测距模块2可以为激光测距传感器、超声波测距传感器、红外线测距传感器或雷达测距传感器中的任意一种，并且与扒渣杆是非接触式连接；例如：当测距模块2为激光测距传感器时，其是通过向扒渣杆102尾端发射激光脉冲信号的形式来实现对扒渣杆102伸缩长度的测定；当测距模块2为超声波测距传感器时，是通过向扒渣杆102尾端发射超声波信号的形式来实现对扒渣杆102伸缩长度的测定；当测距模块2为红外线测距传感器是，是通过向扒渣杆102尾端发射红外光信号的形式来实现对扒渣杆102伸缩长度的测定；当测距模块2为雷达测距传感器时，是通过向扒渣杆102尾端发射电磁波信号的形式来实现对扒渣杆102伸缩长度的测定。

具体的说，在本实施例中，惯性传感器1为mems惯性传感器，更具体的说，可以是由一个单轴、双轴或三轴mems加速度计与一个单轴、双轴或三轴mems陀螺仪组成的mems惯性传感器或者是由三个单轴mems加速度计、三个单轴mems陀螺仪与一个解算电路集合而成的惯性测量单元构成。

具体的说，在本实施例中，控制模块3为plc可编程控制器或者muc微控制单元。

具体的说，在本实施例中，监控终端4可以为手持式智能监控终端或pc机式监控终端中的任意一种，例如：为带有数据显示功能的手持式移动设备或带有数据显示功能的pc机。

需要说明的是：在本实施例1中提及的扒渣机100为现有技术中常见的伸缩杆式扒渣机，其主要是由伸缩机构、旋转机构、倾斜机构、升降机构、链轮传动机构及液压驱动系统等组成，其中，扒渣杆102是通过链条107与扒渣杆驱动链轮106相传动连接，扒渣杆驱动链轮106是在扒渣杆驱动电机的驱动作用下拉动链条107正转或反转，带动扒渣杆102伸长或收缩；由于在本实施例中提及的扒渣机100是现有技术，所以在本文中不再对其余结构做出具体阐述；但值得注意的是：本监控系统除了可以与本实施例中提及的扒渣机100，即液动形式的扒渣机100相结合使用外，还可以于其它非液压形式的扒渣机进行结合使用以达到相同的目的，例如：是小车行走式扒渣机。

作为本实用新型的另一种实施例：参阅图3所示，其与第一种实施例的区别在于：测距模块2采用的是光电编码器，且设置在扒渣机100的扒渣杆驱动链轮轴104，并与控制模块3通过有线(或无线)通信连接；在本实施例中，测距模块2是利用光电编码器获取扒渣杆驱动链轮轴105在转动过程中输出的脉冲信号来测定扒渣杆102的伸缩长度。

作为本实用新型的还一种实施例：参阅图4所示，其与第二种实施例的区别在于：测距模块2采用是的拉绳位移传感器，且设置在扒渣机100的扒渣臂101外，并通过拉绳109与扒渣机100的扒渣杆102连接在一起。

根据实际需要，在本实施例中，拉绳位移传感器也可以独立设置在扒渣机100的。在本实施例中，测距模块2是通过扒渣杆102拉动拉绳109，再由拉绳109通过拉动拉绳位移传感器以获取扒渣杆102的伸缩位移量，进去获取扒渣杆102的伸缩长度。

作为本实用新型的又一种实施例：参阅图5所示，其与第一种实施例的区别在于：测距模块2独立设置在扒渣机100的机体外，扒渣机100的扒铲103设置在扒渣臂101的前端，并与扒渣臂101前端固定连接。

具体的说，在本实施例中，测距模块2可以为激光测距传感器、超声波测距传感器、红外线测距传感器或雷达测距传感器或拉绳位移传感器中的任意一种；其中，当测距模块2为激光测距传感器、超声波测距传感器、红外线测距传感器或雷达测距传感器时，测距模块2与扒渣机100的机体非接触式连接；当测距模块2为拉绳位移传感器时，测距模块2通过拉绳109与扒渣机100的机体相连接在一起。

具体的说，在本实施例中，参阅图5所示，扒渣机100采用的是小车行走式扒渣机，测距模块2通过测量扒渣机100机体的移动距离来检测扒铲103的前后移动位移。

本实用新型用于监测扒渣机运行状态的监控系统的工作原理为：在扒渣机运行的过程中，先由惯性传感器1实时监测扒渣机100的扒渣臂101左右、上下摆动的角速度、角度以及各轴向上的加速度，并将监测到的角速度、角度及加速度等数据实时传输到控制模块3中，由测距模块2实时监测扒渣机100的扒渣杆102伸缩长度或机体的移动距离，并将监测到的长度数据实时传输到控制模块3中，然后再由控制模块3对惯性传感器1和测距模块2传输过来的检测数据进行分析、计算处理后通过无线或有线方式传输至监控终端4，最后再由作业人员根据监控终端4显示的数据来判断扒渣机100当运行状态是否正常，若数据正常，则维持运行；若数据异常，则停机，排查故障，待故障点排查完之后，再继续运行；如此重复进行，直至工作结束。

需要说明的是：上述“激光测距传感器、超声波测距传感器、红外线测距传感器、雷达测距传感器、光电编码器及拉绳位移传感器”都是现有技术，可以是市售的任意一种型号，利用其进行位移测量的工作原理都是公知的技术，故此也作在本文中不再对这些部件做出具体详细的赘述。

最后说明，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。