一種煤礦通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦安全領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測診斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來，瓦斯事故的數(shù)量在煤礦事故總數(shù)中占有很高的比例。瓦斯是煤礦井下常見的一種有害氣又叫沼氣，是一種無色無臭無味、易燃易爆的氣體。它平時依附在煤層中，在煤層開采過程中會自動散放出來。當(dāng)空氣中瓦斯?jié)舛冗_(dá)到一定程度時，有明火的情況下就會發(fā)生爆炸，而濃度在9.5%時爆炸威力最大，破壞性最強(qiáng)。瓦斯爆炸時會產(chǎn)生高溫、高壓、沖擊波并放出有毒氣體。為了減少和避免瓦斯事故，按照有關(guān)安全規(guī)程的要求，必須在煤礦的出風(fēng)口處設(shè)置用于抽風(fēng)和壓風(fēng)的風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。
[0003]據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國煤礦生產(chǎn)中，因礦井通風(fēng)設(shè)備而發(fā)生的事故中，機(jī)械事故占通風(fēng)機(jī)組事故的68.9%，一旦發(fā)生故障將造成巨大的停產(chǎn)損失和安全問題，盡管一部分事故因有備用通風(fēng)機(jī)而未造成嚴(yán)重后果，但還有一些事故既影響了生產(chǎn)，又造成了慘重的傷亡。因此對煤礦通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷是急需研宄解決的問題。故障診斷技術(shù)在煤礦的推廣應(yīng)用，不僅可預(yù)防突然事故的發(fā)生，保證煤礦的安全生產(chǎn)，而且可帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0004]由于風(fēng)機(jī)的故障形式多種多樣，故障產(chǎn)生的機(jī)理和原因也非常復(fù)雜，故障與征兆之間表現(xiàn)出一種非常復(fù)雜的非線性關(guān)系，并且對各類故障反映的特征參數(shù)也不完全相同，這給現(xiàn)場診斷帶來了極大的困難。但是，風(fēng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，通過檢測風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的參數(shù)，從而判斷風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)是一種可靠的措施。目前礦井檢測風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，通常借助傳感器，而轉(zhuǎn)速傳感器價格不菲，并且對工作環(huán)境要求較高。因此，如何快速而準(zhǔn)確的對風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行采集并診斷故障已變得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種診斷準(zhǔn)確、使用方便、檢測實(shí)時、實(shí)施靈活、低成本的基于轉(zhuǎn)速信號檢測的煤礦通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測診斷裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種煤礦通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測診斷裝置，包括轉(zhuǎn)速信號檢測單元、處理器、存儲模塊、顯示模塊和監(jiān)控診斷上位機(jī)，所述處理器包括數(shù)據(jù)通信模塊，所述轉(zhuǎn)速信號檢測單元、顯示模塊分別與處理器相連，所述處理器通過數(shù)據(jù)通信模塊與監(jiān)控診斷上位機(jī)相連，所述轉(zhuǎn)速信號檢測單元檢測通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)并輸出給處理器，所述處理器將接收的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)緩存在存儲模塊中并發(fā)送給監(jiān)控診斷上位機(jī)，所述監(jiān)控診斷上位機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷并將診斷結(jié)果返回給處理器，所述處理器接收診斷結(jié)果并通過顯示模塊輸出。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述轉(zhuǎn)速信號檢測單元包括依次串聯(lián)的轉(zhuǎn)速檢測電路、放大器電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，所述轉(zhuǎn)速檢測電路裝設(shè)于煤礦通風(fēng)機(jī)的殼體上，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與處理器相連；
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述轉(zhuǎn)速檢測電路包括:與+12V電源連接的電源轉(zhuǎn)換電路，用于將12V的直流電源穩(wěn)壓處理，轉(zhuǎn)換為+5V電源；連接在電源轉(zhuǎn)換電路輸出端的單片機(jī)ICl ;用于檢測煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)動頻率的頻率檢測電路，該頻率檢測電路的輸出端也連接單片機(jī)ICl ;電源轉(zhuǎn)換電路10包括:連接+12V電源的第一連接器Jl ;第一連接器Jl的第I引腳串接二極管Dl后連接穩(wěn)壓芯片IC2 ;連接在穩(wěn)壓芯片IC2輸出端的濾波器C3和C4 ;以及連接在穩(wěn)壓芯片IC2輸出端與地之間的電阻R8和電容器C2，且電阻R8串聯(lián)電容器C2，電阻R8和電容器C2的公共端連接單片機(jī)ICl ;其中，頻率檢測電路20包括:連接煤礦風(fēng)機(jī)電機(jī)輸出端的第二連接器J2 ;依次串接在第二連接器J2的第3引腳上的電阻R1、電阻R2和電阻R5 ;依次串接在第二連接器J2的第I引腳上的電阻R3和電阻R4，且第二連接器J2的第I引腳與第3引腳之間串接電阻RO ;而電阻R5的兩端與地之間分別連接一個穩(wěn)壓管D2和D3 ;均與穩(wěn)壓管D3并聯(lián)的電阻R6和電容器Cl。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):所述放大器電路包括；差分放大器單元、輸出單元、反饋單元；其中，差分放大器單元的正信號輸入端用來輸入正信號VIN+并接反饋單元的第一反饋輸出端，差分放大器單元的負(fù)信號輸入端用來輸入負(fù)信號VIN-并接反饋單元的第二反饋輸出端；輸出單元的第一正輸出端用來輸出正信號VOUT+并接反饋單元的第一反饋輸入端，輸出單元的第二負(fù)輸出端用來輸出負(fù)信號VOUT-并接反饋單元的第二反饋輸入端；差分放大器單元的第一信號輸出端接輸出單元的第一信號輸入端，差分放大器單元的第二信號輸出端接輸出單元的第二信號輸入端；差分放大器單元用來放大接收的輸入信號，輸出單元緊接差分放大器輸出信號，減小輸出阻抗，實(shí)現(xiàn)輸出匹配；跨接在輸入和輸出之間的反饋單元，通過并聯(lián)-并聯(lián)負(fù)反饋減小電路的輸入阻抗，實(shí)現(xiàn)寬帶的輸入阻抗匹配，優(yōu)化低噪聲放大器的噪聲性能，同時反饋單元為輸入管提供直流偏置，將交流反饋和直流偏置功能結(jié)合在一起。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):本發(fā)明還包括用于在輸出報警信息的報警模塊，所述處理器的輸出端與報警模塊相連，所述處理器根據(jù)監(jiān)控診斷上位機(jī)發(fā)送的診斷結(jié)果控制報警模塊的工作狀態(tài)。
[0012]所述數(shù)據(jù)通信模塊為RS485通信接口模塊或者無線網(wǎng)絡(luò)接口模塊。
[0013]本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、本發(fā)明轉(zhuǎn)速信號檢測單元檢測通風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)動頻率數(shù)據(jù)并輸出給處理器，所述處理器將接收的轉(zhuǎn)動頻率數(shù)據(jù)緩存在存儲模塊中并發(fā)送給監(jiān)控診斷上位機(jī)，所述監(jiān)控診斷上位機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)動頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷并將診斷結(jié)果返回給處理器，所述處理器接收診斷結(jié)果并通過顯示模塊輸出，能夠快速的采集和處理轉(zhuǎn)動信號，從而能夠?qū)崟r監(jiān)測到風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動狀態(tài)，發(fā)生故障，能及時進(jìn)行診斷，具有診斷準(zhǔn)確、使用方便、檢測實(shí)時的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]2、本發(fā)明的處理器通過數(shù)據(jù)通信模塊與監(jiān)控診斷上位機(jī)相連，處理器與監(jiān)控診斷上位機(jī)采取實(shí)時可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，把數(shù)據(jù)發(fā)送到由監(jiān)控服務(wù)器組成的工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)入專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)據(jù)傳輸可靠，系統(tǒng)實(shí)施靈活。
[0016]3、本發(fā)明通過轉(zhuǎn)速檢測電路，實(shí)現(xiàn)對通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的監(jiān)測，不需要使用價格昂貴的傳感器，降低了煤礦通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測診斷裝置的成本。
[0017]4、本發(fā)明的放大器電路，在不影響電路噪聲和增益性能的情況下，實(shí)現(xiàn)寬帶輸入阻抗匹配，優(yōu)化電路的噪聲性能，同時使得直流工作點(diǎn)更加穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是轉(zhuǎn)速檢測電路圖；
[0020]圖3是放大器電路框圖。
[0021]圖中標(biāo)記為:1_轉(zhuǎn)速信號檢測單元；2_處理器；3_儲存模塊；4_顯示模塊；5-監(jiān)控診斷上位機(jī)；6_報警模塊；7_數(shù)據(jù)通信模塊；8_煤礦通風(fēng)機(jī)；9_轉(zhuǎn)速檢測電路；10-放大器電路；11_A/D轉(zhuǎn)換電路；12_電源轉(zhuǎn)換電路；13-頻率檢測電路；14-差分放大單元；15-輸出單元；16_反饋單元。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例基于轉(zhuǎn)動信號檢測的煤礦通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測診斷裝置包括轉(zhuǎn)速信號檢測單元1、處理器2、存儲模塊3、顯示模塊4和監(jiān)控診斷上位機(jī)5，處理器2包括數(shù)據(jù)通信模塊7，轉(zhuǎn)速信號檢測單元1、顯示模塊4分別與處理器2相連，處理器2通過數(shù)據(jù)通信模塊7與監(jiān)控診斷上位機(jī)5相連，轉(zhuǎn)速信號檢測單元I檢測通風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)動頻率數(shù)據(jù)并輸出給處理器2，處理器2將接收的轉(zhuǎn)動頻率數(shù)據(jù)緩存在存儲模塊3中并發(fā)送給監(jiān)控診斷上位機(jī)5，監(jiān)控診斷上位機(jī)5根據(jù)轉(zhuǎn)動頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷并將診斷結(jié)果返回給處理器2，處理器2接收診斷結(jié)果并通過顯示模塊4輸出。本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)速信號檢測單元I包括依次串聯(lián)的轉(zhuǎn)速檢測電路9、放大器電路10、A/D轉(zhuǎn)換電路11，轉(zhuǎn)速檢測電路9裝設(shè)于煤礦通風(fēng)機(jī)的殼體上，A