[发明专利]矿井输送带托辊火灾无线监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及矿井火灾监测装置，具体涉及一种矿井输送带托辊火灾无线监测装置。

背景技术

中国是世界上最大的产煤国家，煤炭产量占世界的37％，煤炭在我国一次能源消费结构中占70％左右，在未来很长一段时间内，煤炭作为我国的主导能源不可替代。近些年，我国煤炭安全形势逐步趋于好转，但重特大事故仍居高不下，在煤矿各类灾害中，煤矿火灾是主要灾害之一，而在煤矿火灾中输送带事故占有较大的比例。在我国，输送带运输是现阶段煤矿井下开采、煤矿露天开采、洗煤厂地面输送等主要的运输方式，尤其煤矿井下运输，输送带火灾问题一直是煤矿安全生产的主要外因火灾之一，给煤炭企业安全生产带来重大隐患。根据输送带着火的原因，可分为输送带摩擦起火和非输送带摩擦起火。输送带摩擦引起的火灾主要是由输送带被卡死，主动滚筒完全打滑、托辊被卡死在输送带之间发生高速摩擦生热引起；非输送带摩擦引起的火灾主要是由输送带输送机电机和主滚筒之间的液压联轴节的过热保护不良，过热的油蒸汽喷出与空气中的氧气作用导致火灾以及输送带上的煤自燃发热引燃输送带而引起的输送带输送机火灾。根据研究表明，绝大多数的输送带火灾是由于输送带摩擦原因引起的。

经过中国数十年的煤矿技术发展，煤矿输送机状态监测和故障诊断技术主要经过了以下三个重要阶段，第一阶段：通过维修工人的现场观察来获得带式输送机的工作状态，第二阶段：通过工人工作时使用仪器来对输送带的各项工作参数进行测量；第三阶段：通过计算机使用传感器的监测数据进行监测，并实现相应的分析。

整体来说，目前国内煤矿用输送带的监测技术在第二阶段和第三阶段过渡，实现了对部分重要的参数(速度、加速度等)进行计算机实时监测。井下煤矿对于输送带的火灾防治主要体现在对火灾参数监测方面，其中主要的监测方式包括烟雾探测器监测、CO监测、气味传感器监测、环境温度监测、红外光谱成像监测，在当前的几种主要监测方法中，均是监测输送带火灾或者输送带着火初期的监测，故而现在的主要监测方式属于事后监测，即监测数据报警后代表火灾已经发生，不能对火灾的发生进行趋势预测。红外成像监测技术作为现今的一种先进的监测方法，能对胶带进行温度监测。然而，红外成像监测技术只能对输送带成像部位的温度进行监测，不能实现输送带的底部或托辊内部温度的全面监测。同时，该监测设备成本高，装置复杂性限制了其在矿井监测中的推进。此外，现有的输送带火灾监测装置还存在容易检测有误和不能持续供电等问题，在断电或电池电量耗尽时，监测装置无法继续工作，不能持续监测，易导致火灾的发生，产生财产的损失。

发明内容

为解决现有的输送带火灾监测装置无法对火灾发生进行趋势预测、监测准确率低以及不能持续监测的问题，本发明提供了一种能够进行火灾预警、监测准确率高、能够持续监测的矿井输送带托辊火灾无线监测装置。

本发明的技术方案如下：

一种矿井输送带托辊火灾无线监测装置，包括壳体、和设置在壳体内的控制单元1、温度检测单元2、自供电单元3、无线通信模块4，控制单元1输出端与无线通信模块4连接；

温度检测单元2包括数字温度传感器7和温度半导体开关8，数字温度传感器7的输出端与控制单元1连接，数字温度传感器7的探头插入输送带托辊11的端面，温度半导体开关8与控制单元1的IO接口连接；自供电单元3包括备用电池5和能量收集单元6，能量收集单元6将输送带托辊11运动的振动能转换为电能，且通过能量收集单元6中的转换电路将电能储存至备用电池5，备用电池5为整个监测装置提供电能。

进一步地，能量收集单元6为电磁式振动能量采集器，电磁式能量采集器体积比较小、感测频率比较高，同时发电量比较大。

进一步地，数字温度传感器7具体选用DS1620温度传感器。

进一步地，温度半导体开关8具体选用系统触感温式温控器KSD-01F。

进一步地，无线通信模块4具体采用无线PEER-TO-PEER Mesh网络技术进行无线通信。

进一步地，无线通信模块4通过串口数字接口与控制单元1进行通信，采用链状低功耗无线动态组网路由协议。

本发明的有益效果是：