专利名称：塔式多绳摩擦提升系统运行状态监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿井提升系统运行状态监测装置，特别是一种塔式多绳摩擦提升系统运行状态监测装置。
背景技术：
提升钢丝绳张力是反映矿井提升系统运行状态的重要参数。目前，对提升钢丝绳张力的监测方法，根据传感器安装位置的不同，主要有提升容器顶端式、提升钢丝绳式、提升机滚筒轴承底座式和提升机滚筒边缘式。在提升容器顶端与提升钢丝绳之间装设传感器来监测提升钢丝绳张力的方法，可直接测量提升钢丝绳末端载荷，其缺点是监测装置位于井筒内，工作环境恶劣、维护不便；采集到的数据需通过无线传输的方式传输至井口，受无线传输自身技术的限制，传输距离有限，不能应用于深井监测。在提升钢丝绳上安装三点式钢丝绳张力传感器的方法，可直接测量传感器安装位置处提升钢丝绳的张力，该方法的缺点是会对提升钢丝绳造成损害。在提升机滚筒轴承底座安装测力传感器来监测提升钢丝绳张力的方法，所测得的数据单一，且对传感器要求高，传感器成本高、安装困难、损坏后更换困难。在提升机滚筒边缘安装应力传感器的原理是，提升机滚筒在提升钢丝绳张力作用下，滚筒边缘会发生相应变形，因此，通过监测提升机滚筒边缘的变形量，可反映出相应截面提升钢丝绳的张力，该监测方法的实现是通过在提升机滚筒边缘均勻固定三十六个应力无线传感器，用于监测滚筒的应力；在提升机的制动闸座上固定三个锚节点，用于定位应力无线传感器的位置。这种方法的缺点主要有三方面提升机滚筒边缘的变形量与相应截面提升钢丝绳张力二者之间的关系复杂；通用性差，对于不同的提升机滚筒结构，提升机滚筒边缘的在相同的相应截面提升钢丝绳张力作用下变形量也不同；所需的传感器数量较多。根据以上分析可以发现，目前通过提升钢丝绳张力的监测来反映提升系统运行状态的方法主要存在以下缺陷所需的传感器数量较多，结构复杂，成本高；监测系统布置在井筒内，工作环境恶劣且监测范围受限；通用性差等问题。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种结构简单、成本低、工作环境良好、测量准确、通用性强且监测范围不受井深限制的矿井提升系统运行状态监测方法与装置。本实用新型提供的这种塔式多绳摩擦提升系统运行状态监测装置包括提升机的滚筒、沿该滚筒圆周均勻布置的诸多衬垫、制动闸座，还包括压力无线传感器节点、锚节点、无线接收模块、监控主机和报警装置，所述衬垫中有三个是用于检测的检测衬垫，这三个检测衬垫成120度分布，所述压力无线传感器节点有三个，分别布置在检测衬垫处，用于对检测衬垫所受到的压力进行检测，锚节点有三个固定在制动间座上，分别用于确定各压力无线传感器节点的位置，无线接收模块固定在提升机操作机房内，无线接收模块通过USB接口与监控主机相连，报警装置与监控主机连接并安装在提升机操作机房内，无线接收模块将接收到的压力无线传感器节点的压力信息和锚节点的位置信息发送至监控主机，监控主机对接收到的压力无线传感器节点的压力信息和锚节点的位置信息分析处理得到提升系统的运行状态。所述压力无线传感器节点由传感模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块构成，与检测衬垫对应的滚筒位置处开有穿线孔，压力无线传感器中的传感模块布置在检测衬垫上，处理器模块、无线通信模块和电源模块布置在滚筒内，传感模块通过所述穿线孔中的线路与处理器模块连接，处理器模块的输出端与无线通信模块连接，电源模块与传感模块、处理器模块和无线通信模块连接。所述锚节点由处理器模块、无线通信模块和电源模块构成，处理器模块的输出端与无线通信模块连接，电源模块与处理器模块和无线通信模块连接。所述无线接收模块由处理器模块、无线通信模块、USB接口模块和电源模块构成，处理器模块的输入端与无线通信模块连接，输出端与USB接口模块连接，电源模块与处理器模块、USB接口模块和无线通信模块连接。本实用新型对提升钢丝绳张力的监测原理是三个检测衬垫相互之间夹角为120度，从而保证了至少有一个检测衬垫与提升钢丝绳处于接触状态，压力无线传感器与检测衬垫相配合，对检测衬垫所受的压力进行检测；三个锚节点固定在提升机的制动间座上，用来定位压力无线传感器节点的位置；压力无线传感器节点和锚节点将收集的信息发送至无线接收模块，无线接收模块将接收到的压力无线传感器节点的压力信息和锚节点的位置信息发送至监控主机，监控主机对接收到的压力无线传感器节点的压力信息和锚节点的位置信息分析处理得到提升系统的运行状态，若判定提升系统不是处于正常运行状态，监控主机则控制报警装置报警。本实用新型使得检测系统所需压力无线传感器数量最少、系统结构简单、成本低、测量准确、通用性强且监测范围不受井深限制，达到了本实用新型的目的。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的系统组成原理图。图2是本实用新型的检测方法流程示意图。图中1-检测衬垫，2-压力无线传感器节点，3-锚节点，4-无线接收模块，5-监控主机，6-报警装置。
具体实施方式
实施例1 本实用新型的装置包括提升机的滚筒A、三个压力无线传感器节点2、三个锚节点3、一个无线接口模块4、一个监控主机5和一个报警装置6，滚筒A的外圆均勻紧密布置了诸多衬垫，其中有三个衬垫是用于检测的检测衬垫1，这三个检测衬垫1互成120度均勻布置。每个检测衬垫处都安装了一个压力无线传感器节点2，压力无线传感器节点2由传感模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块构成，滚筒A在压力无线传感器节点2的安装位置处开有穿线孔，压力无线传感器中的传感模块布置在检测衬垫1上，处理器模块、无线通信模块和电源模块布置在滚筒内，传感模块线路通过穿线孔与处理器模块连接，处理器模块的输出端与无线通信模块连接，电源模块与传感模块、处理器模块和无线通信模块连接。三个压力无线传感器节点2在滚筒外圆的均勻布置，保证了提升机在运行过程中，至少有一个检测衬垫与提升钢丝绳处于接触状态。压力无线传感器节点从1#到3#呈逆时针排列，用于获取提升钢丝绳对特制衬垫的压力信息。三个锚节点3固定在提升机的制动间座上，由三边测距算法可定位压力无线传感器节点1#的位置，当1#位移无线传感器节点的位置确定后，三个检测衬垫的位置信息也就确定下来。无线接收模块4安装在提升机操作机房内，用来接收压力无线传感器节点和锚节点发送的压力和位置信息，并通过USB接口将接收到的压力和位置信息发送至监控主机5，监控主机5对接收到的压力无线传感器节点的压力信息和锚节点的位置信息分析处理得到提升系统的运行状态，若判定提升系统不是处于正常运行状态，监控主机则控制报警装置报警。图2反映了本实用新型的工作过程，其步骤是a在提升机滚筒上安装衬垫，选择互成120度的衬垫安装位为检测衬垫的安装位，压力无线传感器与检测衬垫相配合，在制动间做上固定锚节点，在提升机房内固定无线接收模块，通过USB总线将无线接收模块与监控主机相连，在提升机房内固定报警装置，报警装置与监控主机相连；b压力无线传感器、锚节点、无线接收模块工作，压力无线传感器采集并发送提升钢丝绳对衬垫的压力信息；锚节点对压力无线传感器节点进行定位并发送位置信息；无线接收模块接收压力无线传感器和锚节点的压力和位置信息，并将这些数据发送至监控主机；c监控主机对接收到的压力无线传感器节点的压力信息和锚节点的位置信息分析处理；d监控主机对提升系统运行状态进行判定，若判定提升系统不是处于正常运行状态，监控主机则控制报警装置报警。
权利要求1.一种塔式多绳摩擦提升系统运行状态监测装置，包括提升机的滚筒、沿该滚筒圆周均勻布置的诸多衬垫、制动闸座，其特征在于还包括压力无线传感器节点、锚节点、无线接收模块、监控主机和报警装置，所述衬垫中有三个是用于检测的检测衬垫，这三个检测衬垫呈120度分布，所述压力无线传感器节点有三个，分别布置在检测衬垫处，用于对检测衬垫所受到的压力进行检测，锚节点有三个固定在制动闸座上，分别用于确定各压力无线传感器节点的位置，无线接收模块固定在提升机操作机房内，无线接收模块通过USB接口与监控主机相连，报警装置与监控主机连接并安装在提升机操作机房内，无线接收模块将接收到的压力无线传感器节点的压力信息和锚节点的位置信息发送至监控主机，监控主机对接收到的压力无线传感器节点的压力信息和锚节点的位置信息分析处理得到提升系统的运行状态。
2.根据权利要求1所述塔式多绳摩擦提升系统运行状态监测装置，其特征在于所述压力无线传感器节点由传感模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块构成，与检测衬垫对应的滚筒位置处开有穿线孔，压力无线传感器中的传感模块布置在检测衬垫上，处理器模块、无线通信模块和电源模块布置在滚筒内，传感模块通过所述穿线孔中的线路与处理器模块连接，处理器模块的输出端与无线通信模块连接，电源模块与传感模块、处理器模块和无线通信模块连接。
3.根据权利要求1或2所述塔式多绳摩擦提升系统运行状态监测装置，其特征在于所述锚节点由处理器模块、无线通信模块和电源模块构成，处理器模块的输出端与无线通信模块连接，电源模块与处理器模块和无线通信模块连接。
4.根据权利要求1或2所述塔式多绳摩擦提升系统运行状态监测装置，其特征在于所述无线接收模块由处理器模块、无线通信模块、USB接口模块和电源模块构成，处理器模块的输入端与无线通信模块连接，输出端与USB接口模块连接，电源模块与处理器模块、USB 接口模块和无线通信模块连接。专利摘要本实用新型公开了一种塔式多绳摩擦提升系统运行状态监测装置，包括提升机的滚筒、沿该滚筒圆周均匀布置的诸多衬垫、制动闸座，还包括压力无线传感器节点、锚节点、无线接收模块、监控主机和报警装置，所述衬垫中有三个是用于检测的检测衬垫，这三个检测衬垫呈120度分布，压力无线传感器节点安装在检测衬垫处，锚节点固定在制动闸座上，分别用于确定各压力无线传感器节点的位置，无线接收模块无线接收模块通过USB接口与监控主机相连，报警装置与监控主机连接。本实用新型使得检测系统所需压力无线传感器数量最少、系统结构简单、成本低、测量准确、通用性强且监测范围不受井深限制。
文档编号G01L5/04GK202329899SQ20112047529
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者吴军辉 申请人:长沙有色冶金设计研究院有限公司