一种焦炉车辆防碰撞系统技术方案

本发明专利技术涉及一种焦炉车辆防碰撞系统，包括信号采集单元、信号变送器、焦炉生产控制系统PLC和焦炉车辆执行机构；信号采集单元由超声波传感器和反射板组成，信号变送器的信号输入端连接超声波传感器的信号输出端，信号变送器的信号输出端连接焦炉生产控制系统PLC，焦炉生产控制系统PLC的控制信号输出端连接焦炉车辆执行机构和报警装置；超声波传感器由喇叭形辐射仓、压电陶瓷圆环、锥形收波器和接线端子仓组成；本发明专利技术采用特殊结构的超声波测距传感器实时监测焦炉车辆的间距，该超声波测距传感器具有信号捕捉能力强、抗干扰能力强、测量精度高的优点，特别适合使用在处于恶劣工作环境中的焦炉车辆上，可有效保障焦炉车辆行车安全。

【技术实现步骤摘要】
一种焦炉车辆防碰撞系统
本专利技术涉及安全行车
，尤其涉及一种焦炉车辆防碰撞系统。
技术介绍
目前，国内焦炉车辆的防碰撞系统主要分接触式和非接触式两种工作方式。接触式一般采用限位开关，将限位开关设置在预先计算好的减速点或制动点处，当焦炉车辆经过限位开关时会触发开关，通知焦炉车辆及时采取减速或制动动作。该方式虽然造价低，操作简便，但只适用于在固定位置刹车的情况。非接触式是利用雷达、激光等测距技术，通过实时监测车辆相互间的间距达到防碰撞的目的。但目前测距传感器普遍存在抗干扰能力差的缺点，对焦化厂的工作环境诸如粉尘多、车辆晃动大、轨道面局部高地不平等不利因素适应能力低，因此常常出现失灵或误判的情况。此外，也有利用焦炉车辆对位系统的测距功能实现车辆防碰撞的先例，但该系统造价高，调整复杂，运行也不十分稳定。
技术实现思路
本专利技术提供了一种焦炉车辆防碰撞系统，采用特殊结构的超声波测距传感器实时监测焦炉车辆的间距，该超声波测距传感器具有信号捕捉能力强、抗干扰能力强、测量精度高的优点，特别适合使用在处于恶劣工作环境中的焦炉车辆上，可有效保障焦炉车辆行车安全。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种焦炉车辆防碰撞系统，包括信号采集单元、信号变送器、焦炉生产控制系统PLC和焦炉车辆执行机构；所述信号采集单元由超声波传感器和反射板组成，超声波传感器和反射板分别安装在相对运行的2列焦炉车辆的车头前端；信号变送器的信号输入端连接超声波传感器的信号输出端，信号变送器的信号输出端连接焦炉生产控制系统PLC，焦炉生产控制系统PLC的控制信号输出端连接焦炉车辆执行机构和报警装置中的控制信号输入端；其中：所述超声波传感器由喇叭形辐射仓、压电陶瓷圆环、锥形收波器和接线端子仓组成；锥形收波器通过喇叭形辐射仓顶部的卡槽固定在喇叭形辐射仓内，锥形收波器为空心结构，其内部填充吸声材料；锥形收波器的外侧设压电陶瓷圆环，压电陶瓷圆环的底部延伸到喇叭形辐射仓的中下部；喇叭形辐射仓的顶部设接线端子仓，两者的连接面之间设有起阻尼作用的软性垫片；接线端子仓内设接线端子板，压电陶瓷圆环的正、负极分别连接接线端子并通过电缆连接信号变送器。所述信号变送器的信号输出端同时连接无纸记录仪的信号输入端。所述喇叭形辐射仓顶部尺寸与接线端子仓的底板尺寸相配合，顶部中心位置设卡槽；喇叭形辐射仓的下部由依次连接的锥段筒体和直段筒体组成，压电陶瓷圆环的底部延伸到直段筒体的上部。所述锥形收波器的上部为台阶结构，下部为锥形结构；台阶结构的外表面具有上、中、下三级台阶面，其中上级台阶面与喇叭形辐射仓的卡槽内表面相配合，中级台阶面与喇叭形辐射仓的内表面相贴合，下级台阶面与压电陶瓷圆环的内表面相贴合。所述喇叭形辐射仓锥段筒体与压电陶瓷圆环外表面之间的夹角为45°±3°。所述锥形收波器锥形结构外表面与压电陶瓷圆环内表面之间的夹角为45°±3°。所述接线端子仓设有密封顶盖，密封顶盖上设有通孔供电缆通过。所述喇叭形辐射仓顶部卡槽的外侧沿周向设有多个螺栓孔，多个连接螺栓依次穿过接线端子仓底板、接线端子板、软性垫片后固定在螺栓孔中。所述锥形收波器与压电陶瓷圆环之间通过胶粘接固定。所述压电陶瓷圆环外表面涂敷有防护膜。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)焦炉车辆防碰撞系统采用新型的超声波测距传感器作为信号采集元件，其整体结构简单，故障点少，反应灵敏，抗干扰能力强，运行可靠，可有效保障焦炉车辆的运行安全；2)新型的超声波测距传感器采用锥形收波器及喇叭形辐射仓内、外2个方向相反的圆锥面与压电陶瓷圆环配合，使压电陶瓷圆环内、外侧声波都能够作为有效声波进行辐射，从而使声波的利用率提高了一倍以上；而且向外辐射的超声波方向性强，能量大，探测距离远；3)超声波测距传感器的喇叭形辐射腔与接线端子仓之间采用软性垫片作为阻尼材料，可以减少压电陶瓷圆环的余震，提高测量精度；4)超声波测距传感器的锥形收波器内部空间内设置了吸声材料，可降低杂波干扰。附图说明图1是本专利技术所述一种焦炉车辆防碰撞系统的结构框图。图2是本专利技术所述超声波测距传感器的结构示意图。图中：1.喇叭形辐射仓2.压电陶瓷圆环3.锥形收波器4.接线端子仓5.密封顶盖6.连接螺栓7.软性垫片8.吸声材料具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1所示，本专利技术所述一种焦炉车辆防碰撞系统，包括信号采集单元、信号变送器、焦炉生产控制系统PLC和焦炉车辆执行机构；所述信号采集单元由超声波传感器和反射板组成，超声波传感器和反射板分别安装在相对运行的2列焦炉车辆的车头前端；信号变送器的信号输入端连接超声波传感器的信号输出端，信号变送器的信号输出端连接焦炉生产控制系统PLC，焦炉生产控制系统PLC的控制信号输出端连接焦炉车辆执行机构和报警装置中的控制信号输入端；其中：如图2所示，所述超声波传感器由喇叭形辐射仓1、压电陶瓷圆环2、锥形收波器3和接线端子仓4组成；锥形收波器3通过喇叭形辐射仓1顶部的卡槽固定在喇叭形辐射仓1内，锥形收波器3为空心结构，其内部填充吸声材料；锥形收波器3的外侧设压电陶瓷圆环2，压电陶瓷圆环2的底部延伸到喇叭形辐射仓1的中下部；喇叭形辐射仓1的顶部设接线端子仓4，两者的连接面之间设有起阻尼作用的软性垫片7；接线端子仓4内设接线端子板，压电陶瓷圆环2的正、负极分别连接接线端子并通过电缆连接信号变送器。所述信号变送器的信号输出端同时连接无纸记录仪的信号输入端。所述喇叭形辐射仓1顶部尺寸与接线端子仓4的底板尺寸相配合，顶部中心位置设卡槽；喇叭形辐射仓1的下部由依次连接的锥段筒体和直段筒体组成，压电陶瓷圆环2的底部延伸到直段筒体的上部。所述锥形收波器3的上部为台阶结构，下部为锥形结构；台阶结构的外表面具有上、中、下三级台阶面，其中上级台阶面与喇叭形辐射仓1的卡槽内表面相配合，中级台阶面与喇叭形辐射仓1的内表面相贴合，下级台阶面与压电陶瓷圆环2的内表面相贴合。所述喇叭形辐射仓1锥段筒体与压电陶瓷圆环2外表面之间的夹角为45°±3°。所述锥形收波器3锥形结构外表面与压电陶瓷圆环2内表面之间的夹角为45°±3°。所述接线端子仓4设有密封顶盖5，密封顶盖5上设有通孔供电缆通过。所述喇叭形辐射仓1顶部卡槽的外侧沿周向设有多个螺栓孔，多个连接螺栓6依次穿过接线端子仓4底板、接线端子板、软性垫片7后固定在螺栓孔中。所述锥形收波器3与压电陶瓷圆环2之间通过胶粘接固定。所述压电陶瓷圆环2外表面涂敷有防护膜。本专利技术采用超声波技术进行焦炉车辆测距，由于超声波是依靠机械振动产生的，因而对粉尘、电磁场、蒸汽等恶劣工况抵抗力强；特殊的内、外两层双反射结构，使其具有良好的目标捕捉能力，对车辆晃动，轨道面局部高低不平等不利的环境因素影响适应力强。本专利技术所述一种焦炉车辆防碰撞系统的工作原理是：超声波测距传感器和反射板构成信号采集单元，进行相向走行焦炉车辆间距的信号采集；采集到的信号经信号变送器进行进行转换处理后得到焦炉车辆实际间距，该结果输出到焦炉生产控制系统PLC中与设定的安全间距进行比对，如果走行的焦炉车辆间距大于设定的安全间距时无动作，小于设定的安全间距时焦炉生产控制系统PLC输出控制信号，控制报警装置启动进行声光报警，同时控制焦炉车辆执行机构采取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦炉车辆防碰撞系统，其特征在于，包括信号采集单元、信号变送器、焦炉生产控制系统PLC和焦炉车辆执行机构；所述信号采集单元由超声波传感器和反射板组成，超声波传感器和反射板分别安装在相对运行的2列焦炉车辆的车头前端；信号变送器的信号输入端连接超声波传感器的信号输出端，信号变送器的信号输出端连接焦炉生产控制系统PLC，焦炉生产控制系统PLC的控制信号输出端连接焦炉车辆执行机构和报警装置中的控制信号输入端；其中：所述超声波传感器由喇叭形辐射仓、压电陶瓷圆环、锥形收波器和接线端子仓组成；锥形收波器通过喇叭形辐射仓顶部的卡槽固定在喇叭形辐射仓内，锥形收波器为空心结构，其内部填充吸声材料；锥形收波器的外侧设压电陶瓷圆环，压电陶瓷圆环的底部延伸到喇叭形辐射仓的中下部；喇叭形辐射仓的顶部设接线端子仓，两者的连接面之间设有起阻尼作用的软性垫片；接线端子仓内设接线端子板，压电陶瓷圆环的正、负极分别连接接线端子并通过电缆连接信号变送器。

【技术特征摘要】
1.一种焦炉车辆防碰撞系统，其特征在于，包括信号采集单元、信号变送器、焦炉生产控制系统PLC和焦炉车辆执行机构；所述信号采集单元由超声波传感器和反射板组成，超声波传感器和反射板分别安装在相对运行的2列焦炉车辆的车头前端；信号变送器的信号输入端连接超声波传感器的信号输出端，信号变送器的信号输出端连接焦炉生产控制系统PLC，焦炉生产控制系统PLC的控制信号输出端连接焦炉车辆执行机构和报警装置中的控制信号输入端；其中：所述超声波传感器由喇叭形辐射仓、压电陶瓷圆环、锥形收波器和接线端子仓组成；锥形收波器通过喇叭形辐射仓顶部的卡槽固定在喇叭形辐射仓内，锥形收波器为空心结构，其内部填充吸声材料；锥形收波器的外侧设压电陶瓷圆环，压电陶瓷圆环的底部延伸到喇叭形辐射仓的中下部；喇叭形辐射仓的顶部设接线端子仓，两者的连接面之间设有起阻尼作用的软性垫片；接线端子仓内设接线端子板，压电陶瓷圆环的正、负极分别连接接线端子并通过电缆连接信号变送器。2.根据权利要求1所述的一种焦炉车辆防碰撞系统，其特征在于，所述信号变送器的信号输出端同时连接无纸记录仪的信号输入端。3.根据权利要求1所述的一种焦炉车辆防碰撞系统，其特征在于，所述喇叭形辐射仓顶部尺寸与接线端子仓的底板尺寸相配合，顶部中心位置设卡槽；喇叭形辐射仓的下部由依次连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王常海，杨光，王思，孙倩，王鑫启，曹羽舒，李少鹏，
申请(专利权)人：大连中冶焦耐飞龙仪表有限公司，中冶焦耐自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21