本实用新型专利技术涉及一种矿浆管道堵塞预警与定位装置，属于矿物管道输送技术领域。本实用新型专利技术所述堵塞定位信号采集端的输出端与堵塞定位信号处理模块的输入端连接，预警信号采集端的输出端与预警信号处理模块的输入端连接，堵塞定位信号处理模块、预警信号处理模块的输出端与单片机控制模块连接，GPRS模块通过RS232串口通信与单片机控制模块连接，GPRS模块通过网络与远程PC机远程通信。本实用新型专利技术分别通过监测预警信号采集端和堵塞定位信号采集端的压力信号，不仅能对管道进行堵塞预警，而且在接收到预警信号后可立即监测管道具体的堵塞点。本装置硬件设备少，简单易行，工作可靠稳定。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种矿浆管道堵塞预警与定位装置，属于矿物管道输送技术领 域。
技术介绍
随着我国国民经济的迅速发展和科技的不断进步，管道在运输中发挥了越来越重 要的作用，管道运输以其独有的优势被广泛运用在气体、液体、浆体等流体的运输过程中， 矿浆管道输送也在国内外金属矿山和煤矿中得到了广泛的应用。21世纪以来，矿浆管道输 送在我国得到了快速的发展。 由于矿产资源多集中在崇山峻岭间，其复杂的地形条件约束了公路和铁路运输的 安全性与经济性。同时，特殊的地形在铺设的过程中矿浆管道会形成多个大U型起伏状，矿 浆管道扬送高差很大，使得输送难度非常大，极易在管道弯道处和U型起伏点处发生堵塞。 这不仅会造成不必要的经济损失，还会给堵塞位置的查找和疏浚工作带来困难，建立矿浆 管道堵塞预警预报与定位显得很有必要。 建立矿浆管道堵塞预警预报与定位，需要考虑堵塞预警预报与定位装置的构成、 连接等问题。
技术实现思路
本技术提供了一种矿浆管道堵塞预警与定位装置，以用于解决对现有矿浆管 道进行堵塞预警与定位时堵塞预警与定位装置的结构、连接问题。 本技术的技术方案是：一种矿浆管道堵塞预警与定位装置，包括堵塞定位信 号采集端1、堵塞定位信号处理模块2、单片机控制模块3、GPRS模块4、预警信号采集端5、 预警信号处理模块6、供电模块7、网络8、远程PC机9 ; 所述堵塞定位信号采集端1的输出端与堵塞定位信号处理模块2的输入端连接， 预警信号采集端5的输出端与预警信号处理模块6的输入端连接，堵塞定位信号处理模块 2、预警信号处理模块6的输出端与单片机控制模块3连接，GPRS模块4通过RS232串口通 信与单片机控制模块3连接，GPRS模块4通过网络8与远程PC机9远程通信。 所述堵塞定位信号采集端1采用两个罗斯蒙特3051型压力传感器。 所述预警信号采集端5采用薄膜式压力传感器。 所述堵塞定位信号处理模块2、预警信号处理模块6采用16位的AD976A数模转换 芯片的A/D转换电路模块。另，单片机控制模块3可采用STM32单片机最小系统；供电模块7可采用太阳能供 电模块；GPRS模块4可选用WG-8010 GPRS-DTU ;远程PC机9可选用IBM-PC机。 本预警信号采集端的传感器为薄膜式压力传感器，与堵塞定位信号采集端的压力 传感器间距为8-12m;本堵塞定位信号采集端的压力传感器可以为两个，采用的是罗斯蒙 特3051型压力传感器，彼此间距为8-12m。 如图2所示：在实际中所述的矿浆管道堵塞预警与定位装置为一个以上分别固定 在栗站的左右两侧，距离栗站45-55m。 本技术的工作原理是： 本堵塞预警的工作原理为：当矿浆管道的压力值发生变化时，预警信号采集端5 的薄膜式压力传感器通过预警信号处理模块6,预警信号处理模块6为16位的AD976A数模 转换电路。模拟输入端设计了一个有源二阶巴特沃斯低通滤波器，以起到对压力信号滤波 的作用、保证AD976A的模拟输入被低阻抗源驱动，任何通用运放都可用于驱动AD976A的模 拟输入、同时，对压力信号进行失调和增益调整以及压力信号放大、与微机接口方面，压力 信号经过处理后储存于STM32单片机最小系统控制模块的存储器中，同时STM32单片机最 小系统控制模块发出比较指令，即与事先设置的矿浆管道正常工作下设置的二进制的压力 值进行比较，如果超出矿浆管道正常工作下的压力值范围，STM32单片机最小系统将发出报 警指令，通过GPRS模块4、网络8进行数据传输，最后，远程PC机9接收到报警指令后发出 警报，实现矿浆管道堵塞预警的作用。 其中，已发表的(李宏胜，朱欣华，许向华，戴达强.16位A/D转换器一A/D976A 及应用[刀.仪器仪表学报，2003,24(4):274-277.)期刊文献，文中提到"由图1可知，启动 A/D转换的条件是芒和否均为低，具体到图3,要求P27和薇为低电平(此时为低， 所以CS为低)，因此对.0分：x.方轉贫'....._妓.3 知，A/D转换结果是通过AD976A的(22引脚-15引脚）输出的，由图2可知BYTE和 (匿为低，f为高时，藝输出低8位数据，BYTE和及/之为高，纖g为低时，巧~汉输出 M 8 S 3, ^ ^ byte , @itb, ,???? pi? 行读操作即可读入A/D转换结果的低8位，对地址 即可读入A/D转换结果的高8位。另外，由图3还可知，启动A/D转换后，通过单片机INTO 中断可以了解A/D转换是结束"。可见利用A/D976A数模转换电路对信号进行滤波、放大以 及模数转换是现有的已成熟的技术。 已发表的(孟敏，崔莉.仪器仪表中报警电路设计.宁夏工学院学 报，1995, 7 (4)，21-25+44.)期刊文献，文中提到"在通常情况下，利用微机化仪器仪表中微 处理器的某些I/O 口，可以构成简单实用的报警电路。下面以MCS8051为例，介绍一种结构 简单，功能较完全的报警电路。它的工作流程是这样的：设定的上、下限通过键盘给定，当 CHJ确认测量值超限后，其P30 口产生频率为500HZ的反波，通过反相驱动后，由扬声器发出 报警声。P31 口产生频率为1HZ的方波，通过反相驱动后，由LED闪烁报警，报警原因和测量 值可由仪表的显示器来显示"。可见微机化仪器仪表的信号报警电路设计是现有的已成熟 的技术。 已发表的(李涛，马殷元，杨东.基于STM32的GPRS远程监测终端设计.电子 世界，2012,（11) : 126-127.)期刊文献，文中提到"远程数据监控终端以STM32为主控制器， 实现现场数据采集和远程传输两大功能。传感器采集模拟信号转换成相应的数字量，通过 串口发送给GPRS模块，GPRS模块自动将要发送的数据打包成TCP/IP数据包，并通过GPRS 网络与Internet上的服务器建立连接，将采集到的数据发送给服务器"。可见基于GPRS的 无线网络通信技术是现有的已成熟的技术。 本堵塞定位的工作原理为：当矿浆管道发生堵塞后，在相邻的栗站两侧，堵塞点上 下游压力波的传播速度不同，堵塞定位信号采集端1的压力传感器将信号送入堵塞定位信 号处理模块2 (与预警信号处理模块工作原理和实现的功能一致），堵塞定位信号处理模块 2对信号处理的结果送至STM32单片机最小系统控制模块，即分别存储安装在两栗站之间 的压力传感器组捕捉压力波达到的时刻_:、(均为二进制格式）。STM32单片机最小系统 控制模块将信号处理后的二进制数据传输给RS232串口通信线，将数据传输给GPRS模块4， GPRS模块4通过网络8将数据传输给远程PC机9,远程PC机9对传输来的数据信息进行 处理(转换为十进制)，由此，根据定位公式实现矿浆管道堵塞的定位。 如图3所示：定位计算部分：当管道发生堵塞时，堵塞点处由于矿浆的聚集引起该 处密度的增加形成憋压，使得压力变大，这种依次向上下游传播，产生水力学上的压力波。 安装在两栗站间的压力传感器组捕捉压力波达到的时刻，便可进行堵塞定位。 定位公式为 式子中Z为堵塞点距离栗站首端声波采集点距离（m); Z为管道测量长度（m); a为 压力波的传播速度；A为压力波到栗站首端采集点的时刻；卷:为压本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种矿浆管道堵塞预警与定位装置，其特征在于：包括堵塞定位信号采集端（1）、堵塞定位信号处理模块（2）、单片机控制模块（3）、GPRS模块（4）、预警信号采集端（5）、预警信号处理模块（6）、供电模块（7）、网络（8）、远程PC机（9）；所述堵塞定位信号采集端（1）的输出端与堵塞定位信号处理模块（2）的输入端连接，预警信号采集端（5）的输出端与预警信号处理模块（6）的输入端连接，堵塞定位信号处理模块（2）、预警信号处理模块（6）的输出端与单片机控制模块（3）连接，GPRS模块（4）通过RS232串口通信与单片机控制模块（3）连接，GPRS模块（4）通过网络（8）与远程PC机（9）远程通信。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，毛敏，吴建德，范玉刚，黄国勇，邹金慧，冷婷婷，张馨予，李富玉，熊新，冯早，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。