一種基于光纖傳感器的礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于光纖傳感器的礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)，屬于礦用通風(fēng)機(jī)測(cè)振及預(yù)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括光纖振動(dòng)傳感器、光纖傳輸系統(tǒng)、光纖信號(hào)收發(fā)器和顯示終端；光纖振動(dòng)傳感器通過光纖傳輸系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)焦饫w信號(hào)收發(fā)器，光纖信號(hào)收發(fā)器和顯示終端之間通過有線連接。優(yōu)點(diǎn)：能夠在任意時(shí)刻提供高精度振動(dòng)頻率及振動(dòng)幅度測(cè)量數(shù)據(jù)，并可以進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)并記錄信息，監(jiān)測(cè)裝置性能穩(wěn)定，信息通過光纖傳輸，處理速度快、精度高，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)可立即實(shí)施自動(dòng)預(yù)警。
【專利說明】一種基于光纖傳感器的礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種礦用通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)，特別是一種基于光纖傳感器的礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井主要通風(fēng)機(jī)作為“礦井肺臟”為井下工作人員提供新鮮空氣，能夠及時(shí)排出有毒有害氣體，保障井下良好、安全的工作環(huán)境。目前，我國(guó)大部分礦井采用軸流式通風(fēng)機(jī)，實(shí)踐證明，許多軸流式通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓處于不穩(wěn)定區(qū)時(shí)，即風(fēng)壓與風(fēng)量的關(guān)系不再具有惟一性，通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)可能產(chǎn)生不穩(wěn)定狀況，即工作點(diǎn)發(fā)生跳動(dòng)，風(fēng)機(jī)抽出的風(fēng)量時(shí)大時(shí)小，產(chǎn)生的風(fēng)壓時(shí)高時(shí)低，聲音極不正常，系統(tǒng)內(nèi)氣體的壓力和流量也發(fā)生很大的波動(dòng)，這就是軸流式通風(fēng)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的喘振現(xiàn)象。喘振的危害比較大，可能會(huì)造成折斷通風(fēng)機(jī)葉片等事故的發(fā)生，給生產(chǎn)和礦井帶來無法估量的損失。
[0003]為此，該領(lǐng)域工程技術(shù)人員提出了相關(guān)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置或系統(tǒng)，如“礦用主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷裝置”(申請(qǐng)?zhí)?200920268872.0)，“嵌入式通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)” (201310095438.8)等，前者是一種基于PLC控制的風(fēng)機(jī)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，接線復(fù)雜，振動(dòng)傳感器靈敏性較差，且線路受環(huán)境影響嚴(yán)重，易老化失效；后者則是一種基于通信接口與以太網(wǎng)接口的監(jiān)測(cè)及診斷系統(tǒng)，振動(dòng)傳感器采集信號(hào)不準(zhǔn)確，且后期數(shù)據(jù)處理較為繁瑣。因此，目前在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，對(duì)主要通風(fēng)機(jī)振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)很難實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、可靠的預(yù)警。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要提供一種基于光纖傳感器的軸流式礦用通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)，解決現(xiàn)在礦用軸流式通風(fēng)機(jī)容易發(fā)生喘振的問題。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本系統(tǒng)包括光纖振動(dòng)傳感器、光纖傳輸系統(tǒng)、光纖信號(hào)收發(fā)器和顯示終端；光纖振動(dòng)傳感器通過光纖傳輸系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)振動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)焦饫w信號(hào)收發(fā)器，光纖信號(hào)收發(fā)器和顯示終端之間通過有線連接。
[0006]光纖振動(dòng)傳感器包括光纖信號(hào)發(fā)送器、光纖信號(hào)接收器以及螺釘連接裝置，光纖信號(hào)發(fā)送器位于光纖信號(hào)接收器內(nèi)芯，在外殼上有螺釘連接裝置。
[0007]光纖傳輸系統(tǒng)包括光纖束、適配器和光纖束連接器；光纖振動(dòng)傳感器接收端與光纖束相連接，連接光纖束與適配器輸入相連接，適配器輸出通過光纖束連接器與光纖信號(hào)收發(fā)器連接。
[0008]光纖振動(dòng)傳感器通過螺釘連接裝置固定在通風(fēng)機(jī)的外殼內(nèi)部，在通風(fēng)機(jī)前端豎直方向上下各布置I個(gè)，水平方向左右各布置I個(gè)；在通風(fēng)機(jī)后端水平方向左右各布置I個(gè)，豎直方向上下各布置I個(gè)。
[0009]有益效果，由于采用了上述方案，光纖振動(dòng)傳感器安裝固定在軸流式通風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)部，當(dāng)軸流式通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，光纖振動(dòng)傳感器與軸流式通風(fēng)機(jī)一起同步振動(dòng)。光纖振動(dòng)傳感器光發(fā)送器發(fā)射光信號(hào)，由光纖傳輸至光纖振動(dòng)傳感器敏感兀件，獲取到通風(fēng)機(jī)的振動(dòng)頻率及振動(dòng)幅度信號(hào)，經(jīng)接收光纖耦合到光纖信號(hào)接收器，光纖信號(hào)接收器將獲取的振動(dòng)信號(hào)通過光纖束傳輸?shù)竭m配器，經(jīng)適配器處理后通過光纖束連接器傳輸給光纖信號(hào)收發(fā)器，光纖信號(hào)收發(fā)器內(nèi)設(shè)信號(hào)放大器和光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，光纖信號(hào)收發(fā)器將振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最后經(jīng)光纖信號(hào)收發(fā)器信號(hào)放大、濾波處理傳輸?shù)斤@示終端，顯示終端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及處理后，并將獲取的振動(dòng)信息顯示出來。顯示終端系統(tǒng)程序中設(shè)置振動(dòng)信息上下限值，若某一測(cè)點(diǎn)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，顯示終端自動(dòng)發(fā)出預(yù)警。所述的光纖振動(dòng)傳感器具有高靈敏度，傳輸速度快，輕細(xì)柔韌便于安裝和埋設(shè)，其電絕緣性及化學(xué)穩(wěn)定性較高，能抗電磁干擾，使用壽命長(zhǎng)且傳輸容量大，適用于強(qiáng)磁場(chǎng)和高電壓的環(huán)境，最重要的是光纖振動(dòng)傳感器可實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量，能準(zhǔn)確測(cè)量出被檢測(cè)物體任一點(diǎn)上的振動(dòng)信息。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):能夠在任意時(shí)刻提供高精度振動(dòng)頻率及振動(dòng)幅度測(cè)量,并可以進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)并記錄信息，監(jiān)測(cè)裝置性能穩(wěn)定，信息通過光纖傳輸，處理速度快，精度高，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)也可立即實(shí)施自動(dòng)預(yù)警。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖2是光纖振動(dòng)傳感器在通風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)部的布置示意圖。
[0013]圖3為圖2的A-A視向結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖4為圖2的B-B視向結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖5是本發(fā)明的光纖傳輸系統(tǒng)不意圖。
[0016]圖中:1、通風(fēng)機(jī)；2、光纖振動(dòng)傳感器；2-1、光纖信號(hào)發(fā)送器；2-2、光纖信號(hào)接收器；2-3、螺釘連接裝置；3、光纖傳輸系統(tǒng)；3-1、光纖束；3-2、適配器；3-3、光纖束連接器；
4、光纖信號(hào)收發(fā)器；5、顯不終端。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0018]實(shí)施例:一種基于光纖傳感器的軸流式礦用通風(fēng)機(jī)測(cè)振及預(yù)警系統(tǒng)，包括光纖振動(dòng)傳感器2、光纖傳輸系統(tǒng)3、光纖信號(hào)收發(fā)器4和顯終端5 ;光纖振動(dòng)傳感器2通過光纖傳輸系統(tǒng)3將監(jiān)測(cè)振動(dòng)信息傳輸?shù)焦饫w信號(hào)收發(fā)器4，光纖信號(hào)收發(fā)器4和顯示終端5之間通過有線連接。
[0019]所述的光纖振動(dòng)傳感器2包括光纖信號(hào)發(fā)送器2-1、光纖信號(hào)接收器2-2以及螺釘連接裝置2-3，光纖信號(hào)發(fā)送器2-1位于光纖信號(hào)接收器2-2內(nèi)芯，在外殼上有螺釘連接裝置 2-3。
[0020]所述的光纖傳輸系統(tǒng)3包括光纖束3-1、適配器3-2和光纖束連接器3-3 ;光纖振動(dòng)傳感器2接收端與光纖束3-1相連接，連接光纖束3-1與適配器3-2輸入相連接，適配器3-2輸出通過光纖束連接器3-3與光纖信號(hào)收發(fā)器4連接。
[0021]所述的光纖振動(dòng)傳感器2通過螺釘連接裝置2-3固定在通風(fēng)機(jī)I的外殼內(nèi)部，在通風(fēng)機(jī)I前端豎直方向上下各布置I個(gè)，水平方向左右各布置I個(gè)；在通風(fēng)機(jī)I后端水平方向左右各布置I個(gè)，豎直方向上下各布置I個(gè)。[0022]使用時(shí):光纖振動(dòng)傳感器2安裝固定在軸流式通風(fēng)機(jī)I外殼內(nèi)部，當(dāng)軸流式通風(fēng)機(jī)I運(yùn)行時(shí)，光纖振動(dòng)傳感器2與軸流式通風(fēng)機(jī)I一起同步振動(dòng)。光纖振動(dòng)傳感器2光發(fā)送器2-1發(fā)射光信號(hào)，由光纖傳輸至光纖振動(dòng)傳感器2敏感元件，獲取到通風(fēng)機(jī)I的振動(dòng)頻率及振動(dòng)幅度信號(hào)，經(jīng)接收光纖耦合到光纖信號(hào)接收器2-2，光纖信號(hào)接收器2-2將獲取的振動(dòng)信號(hào)通過光纖束3-1傳輸?shù)竭m配器3-2，經(jīng)適配器3-2處理后通過光纖束連接器3-3傳輸給光纖信號(hào)收發(fā)器4，光纖信號(hào)收發(fā)器4內(nèi)設(shè)信號(hào)放大器和光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，光纖信號(hào)收發(fā)器4將振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最后經(jīng)光纖信號(hào)收發(fā)器4信號(hào)放大、濾波處理傳輸?shù)斤@示終端5，顯示終端5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及處理后，并將獲取的振動(dòng)信息顯示出來:顯示終端5顯示各光纖振動(dòng)傳感器的振動(dòng)信息和測(cè)點(diǎn)編號(hào)；顯示終端5系統(tǒng)程序中設(shè)置振動(dòng)信息上下限值，若某一測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)頻率或振動(dòng)幅度大小達(dá)到設(shè)定值時(shí)，顯示終端5系統(tǒng)顯示超限被測(cè)點(diǎn)位置編號(hào)和振動(dòng)頻率或振動(dòng)幅度超限值大小，同時(shí)顯示終端5發(fā)出預(yù)警。
[0023]如果軸流式通風(fēng)機(jī)I發(fā)生喘振現(xiàn)象,光纖振動(dòng)傳感器2能夠快速獲取軸流式通風(fēng)機(jī)I的振動(dòng)信號(hào)，通過上述的實(shí)施方式對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理后，振動(dòng)信息顯示到顯示終端5上；同時(shí)，顯示終端5系統(tǒng)顯示振動(dòng)信息超限被測(cè)點(diǎn)位置編號(hào)和振動(dòng)頻率或振動(dòng)幅度超限值大小，顯示終端5自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，以便人員及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，確保通風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖傳感器的礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)，其特征在于:本系統(tǒng)包括光纖振動(dòng)傳感器、光纖傳輸系統(tǒng)、光纖信號(hào)收發(fā)器和顯終端；光纖振動(dòng)傳感器通過光纖傳輸系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)振動(dòng)信息傳輸?shù)焦饫w信號(hào)收發(fā)器，光纖信號(hào)收發(fā)器和顯示終端之間相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖傳感器的礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)，其特征在于:所述的光纖振動(dòng)傳感器包括光纖信號(hào)發(fā)送器、光纖信號(hào)接收器以及螺釘連接裝置，光纖信號(hào)發(fā)送器位于光纖信號(hào)接收器內(nèi)芯，在外殼上有螺釘連接裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖傳感器的礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)，其特征在于:所述的光纖傳輸系統(tǒng)包括光纖束、適配器和光纖束連接器；光纖振動(dòng)傳感器接收端與光纖束相連接，連接光纖束與適配器輸入相連接，適配器輸出通過光纖束連接器與光纖信號(hào)收發(fā)器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖傳感器的礦用軸流式通風(fēng)機(jī)測(cè)振系統(tǒng)，其特征在于:所述的光纖振動(dòng)傳感器通過螺釘連接裝置固定在通風(fēng)機(jī)的外殼內(nèi)部，在通風(fēng)機(jī)前端豎直方向上下各布置I個(gè)，水平方向左右各布置I個(gè)；在通風(fēng)機(jī)后端水平方向左右各布置I個(gè)，豎直方向上下各布置I個(gè)。
【文檔編號(hào)】F04D27/00GK103696977SQ201310730317
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】周福寶, 宋小林, 洪克寬, 夏同強(qiáng), 胡勝勇 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)