一種礦用鋼絲繩探傷用在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無損探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及磁性檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)、缺陷定位技術(shù)、信號處理技術(shù)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和現(xiàn)代計算機等技術(shù)，設(shè)計一種具有礦用防爆功能的鋼絲繩探傷用在線監(jiān)測系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]礦井提升設(shè)備是礦山最重要的大型機電設(shè)備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要設(shè)備。作為提升設(shè)備的關(guān)鍵件、易損件鋼絲繩，它的正常與否，直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)。
[0003]為確保鋼絲繩安全可靠，高效地工作，對鋼絲繩的運行狀況，如斷絲、磨損、銹蝕以及疲勞、剩余承載能力、安全系數(shù)等各項指標(biāo)進行檢測是十分必要的。
[0004]煤礦行業(yè)急需一種能實現(xiàn)無損探測并且能在線實時監(jiān)測的鋼絲繩探傷技術(shù)，以保證整條鋼絲繩始終保持在安全可靠的狀態(tài)。
[0005]傳統(tǒng)的鋼絲繩檢測方法是人工目視檢查。這一方法由專職檢測人員定期對使用中的鋼絲繩進行觀察。采用卡尺測量繩徑，手摸、掛紗或肉眼尋找缺陷。顯然，人工目視檢查只能發(fā)現(xiàn)鋼絲繩中露在外部的缺陷(如斷絲)，而對內(nèi)部的斷絲、銹蝕等缺陷則無能為力。且人工檢查速度較慢，受人為因素影響較大，檢查結(jié)果可靠性差。
[0006]近幾年，除了電磁檢測技術(shù)外，其余鋼絲繩缺陷檢測技術(shù)依然限于實驗室研宄。各國學(xué)者在實際中逐步推廣應(yīng)用電磁檢測技術(shù)的同時，深入研宄此門技術(shù)在工程應(yīng)用中所遇到的各種實際問題，尋找解決的辦法。這些問題主要集中在:缺陷定量檢測精度問題，儀器可靠性問題，儀器多功能問題，儀器操作簡化及智能化問題，基于檢測結(jié)果如何對鋼絲繩技術(shù)狀態(tài)進行評估等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種礦用鋼絲繩探傷用在線監(jiān)測系統(tǒng)，從根本上克服上述檢測方法的不足，實現(xiàn)實時在線無損監(jiān)測、缺陷準(zhǔn)確定位等，并且通過遠(yuǎn)程計算機實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，保證鋼絲繩的安全運輸。
[0008]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0009]一種礦用鋼絲繩探傷用在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)在支架上的一對帶輪，一對帶輪之間連接有鋼絲繩，所述帶輪下方支架上設(shè)有一由檢測機架帶動的傳感器，檢測機架架設(shè)在支架上且能夠沿其滑道移動，檢測機架與系統(tǒng)控制臺相連用以控制傳感器抱合被檢測鋼絲繩；所述系統(tǒng)控制臺分別連接PLC控制箱和系統(tǒng)信息分站，系統(tǒng)信息分站分別連接傳感器和置于一對帶輪上的速度傳感器，所述PLC控制箱連接至檢測機架。
[0010]進一步地，所述傳感器探頭封裝有模擬信號電路，模擬信號電路連接將非本安信號轉(zhuǎn)化為本安信號的隔離電路，隔離電路再與速度傳感器共同連接至系統(tǒng)信息分站中的數(shù)據(jù)采集卡；數(shù)據(jù)采集卡連接至系統(tǒng)控制臺。
[0011]進一步地，所述系統(tǒng)信息分站內(nèi)部裝有接收和處理損傷信號的電路板，電路板包括三級放大電路，三級放大電路包括相互連接的第一級放大電路、第二級放大電路、第三級放大電路，以及與第三級放大電路連接的跟隨電路，跟隨電路連接隔離電路。
[0012]進一步地，所述第一級放大電路包括第一放大器，第一放大器輸入端負(fù)極連接電阻R2和電容C2，并與輸出端并聯(lián)一 RC電路；第一放大器輸入端正極連接一節(jié)電源VCC端的電阻R3，并連接一二極管后接地。
[0013]進一步地，所述第二級放大電路包括第二放大器，第二放大器輸入端負(fù)極通過電阻Rl和電容Cl連接輸入端，輸入端正極連接至第三放大器輸入正端；管腳8接電源VCC，并連接電容C3后接地，連接二極管Ql后接地；第二放大器輸入端負(fù)極與輸出端并聯(lián)連接一RC電路，輸出端接一電容C4、電阻R4后接入第三放大器輸入端負(fù)極。
[0014]進一步地，所述第三級放大電路包括第三放大器，第三放大器輸入端負(fù)極與輸出端并聯(lián)連接一 RC電路，輸出端接一電阻R6后接跟隨電路的第四放大器。
[0015]進一步地，所述跟隨電路包括第四放大器，第四級放大器的輸入端負(fù)極與輸出端并聯(lián)，管腳4接地；管腳8接接電源VCC，并連接電容C6后接地；輸出端接一 FPGA信號發(fā)生器后接隔離電路。
[0016]進一步地，所述隔離電路包括相互連接的第五放大器、單片機和第六放大器；
[0017]所述第五放大器的輸入端正極通過電阻R7接入，輸入端負(fù)極通過連接可變電阻Wl后接地，輸入端負(fù)極與輸出端通過接電容C7后接電阻R9接入單片機；
[0018]所述單片機管腳3接電容C8后接地，單片機管腳6接電容C9后接地；單片機管腳5接入第六放大器；
[0019]所述第六放大器輸入正端接有電阻R10，輸入負(fù)端與輸出端并聯(lián)后接隔離電路輸出端，第六放大器管腳3接電源VCC，并連接電容ClO后接地。
[0020]本發(fā)明通過將礦用鋼絲繩探傷傳感器和速度傳感器獲取的礦用鋼絲繩的在線信息，通過礦用隔爆兼本安信息分站內(nèi)部裝有接收和處理損傷信號的三級放大電路，對傳感器損傷信號進行整形濾波和放大，信噪比得到提高；設(shè)置的隔離電路進行信號濾波，得到高信噪比的濾波信號，并將該信號傳輸至數(shù)據(jù)采集卡和上位機，實時檢測鋼絲繩的在線信息。確保鋼絲繩安全可靠，高效地工作，對鋼絲繩的運行狀況:包括斷絲、磨損、銹蝕以及疲勞、剩余承載能力、安全系數(shù)等各項指標(biāo)進行檢測。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖。
[0023]圖3是本發(fā)明的檢測原理圖。
[0024]圖4是本發(fā)明的電路原理圖。
[0025]圖5是本發(fā)明系統(tǒng)信息分站內(nèi)第一級放大電路示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明系統(tǒng)信息分站內(nèi)第二級和第三級放大電路示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明系統(tǒng)信息分站內(nèi)跟隨電路示意圖。
[0028]圖8是本發(fā)明系統(tǒng)信息分站內(nèi)隔離電路示意圖。
[0029]其中:1、攝像機；2、速度傳感器；3、傳感器；4、機架；5、地面光端機；6、上位機控制柜；7、PLC控制箱；8、系統(tǒng)信息分站；9、鋼絲繩。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種用于射線無損探傷設(shè)備實驗的監(jiān)測系統(tǒng)做進一步的描述。
[0031]如圖1所示，該系統(tǒng)可分為七大部分:礦用鋼絲繩探傷用傳感器3、鋼絲繩探傷系統(tǒng)檢測機架4、速度傳感器2、礦用隔爆兼本安系統(tǒng)信息分站8、礦用隔爆型PLC控制箱7、鋼絲繩探傷系統(tǒng)控制臺6、鋼絲繩探傷智能分析軟件。
[0032]其中，該礦用鋼絲繩探傷用在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括設(shè)在支架上的一對帶輪，一對帶輪之間連接有鋼絲繩9，所述帶輪下方支架上設(shè)有一由檢測機架4帶動的傳感器3，檢測機架4架設(shè)在支架上且能夠沿其滑道移動，檢測機架4與系統(tǒng)控制臺6相連用以控制傳感器3抱合被檢測鋼絲繩9 ;所述系統(tǒng)控制臺6分別連接PLC控制箱7和系統(tǒng)信息分站8，系統(tǒng)信息分站8分別連接傳感器3和置于一對帶輪上的速度傳感器2，所述PLC控制箱7連接至檢測機架4。
[0033]如圖2所示，鋼絲繩探傷系統(tǒng)控制臺分別連接至礦用隔爆型PLC控制箱和系統(tǒng)信息分站，系統(tǒng)信息分站分別連接傳感器和速度傳感器，PLC控制箱連接至檢測機架。
[0034]如圖3所示，傳感器3探頭封裝有模擬信號電路，模擬信號電路連接將非本安信號轉(zhuǎn)化為本安信號的隔離電路，再與速度傳感器2共同連接至系統(tǒng)信息分站8中的數(shù)據(jù)采集卡；數(shù)據(jù)采集卡連接至系統(tǒng)控制臺6。
[0035]如圖4所示，系統(tǒng)信息分站8內(nèi)部裝有接收和處理損傷信號的電路板，電路板包括三級放大電路，包括相互連接的第一級放大電路、第二級放大電路、第三級放大電路，以及與第三級放大電路連接的跟隨電路，跟隨電路連接隔離電路。
[0036]如圖5所示，第一級放大電路包括第一放大器，第一放大器輸入端負(fù)極連接電阻R2和電容C2，并與輸出端并聯(lián)一 RC電路；第一放大器輸入端正極連接一節(jié)電源VCC端的電阻R3，并連接一二極管后接地。
[0037]如圖6所示，第二級放大電路包括第二放大器，第二放大器輸入端負(fù)極通過電阻Rl和電容Cl連接輸入端，輸入端正極連接至第三放大器輸入正端；管腳8(見圖4)接電源VCC，并連接電容C3后接地，連接二極管Ql后接地；