一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统技术方案

本申请公开了一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统，包括声音传感器、振动传感器和监控主机，声音传感器和振动传感器设置在刚性罐道的侧壁，监控主机设置在罐道现场，且监控主机通信连接声音传感器和振动传感器，其中，声音传感器用于采集刚性罐道内的声音信号；振动信号用于采集刚性罐道内的振动信号；监控主机用于接收声音信号和振动信号，以及对声音信号和振动信号进行频谱分析，确定刚性罐道的状态。本申请通过对刚性罐道进行研究，从声音和振动的角度通过信号比对的方法来确定刚性罐道的状态，可以实现对刚性罐道进行实时监控，能够对刚性罐道的故障进行提前预警，从而可以避免立井提升过程中因刚性罐道故障而造成的重大事故或人员伤亡。

【技术实现步骤摘要】
一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统
本申请涉及煤矿安全生产监控
，尤其涉及一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统。
技术介绍
立井罐道是矿井提升系统中一个重要组成部分,罐道的作用是在提升过程中,对提升容器起导向作用,防止提升容器在井筒内的横向摆动和转动,保证提升容器高速、安全、平稳地运行，刚性罐道的故障状态对矿井提升系统工作的稳定性和安全性具有十分重要影响。但随着煤矿生产年限的增加,立井提升系统的刚性罐道会出现接头错位、局部凸起、整体倾斜和锈蚀等典型故障。当前对于立井提升系统刚性罐道的检测采用的是人员目测的检测方法，检测方式非常落后，不但检测效率低而且对检测人员存在安全危险。
技术实现思路
本申请提供一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统，以实现对立井罐道状态的实时监控，提高故障检测的效率。本申请提供了一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统，包括声音传感器、振动传感器和监控主机，所述声音传感器和振动传感器设置在所述刚性罐道的侧壁，所述监控主机设置在罐道现场，且所述监控主机通信连接所述声音传感器和振动传感器，其中，所述声音传感器用于采集刚性罐道内的声音信号；所述振动信号传感器用于采集刚性罐道内的振动信号；所述监控主机用于接收所述声音信号和所述振动信号，以及对所述声音信号和所述振动信号进行频谱分析，确定所述刚性罐道的状态。可选的，所述监控主机中设置有信号处理单元，所述信号处理单元用于：对所述声音信号和所述振动信号分别进行时域频域变换，得到声音信号频谱能量和振动信号频谱能量；根据刚性罐道在正常状态时声音信号的频谱特性和振动信号的频谱特性，确定声音信号的能量阈值和振动信号的能量阈值；若所述声音信号频谱能量超出声音信号的能量阈值，和/或所述振动信号频谱能量超出振动信号的能量阈值，则确定所述刚性罐道为非正常状态。可选的，所述系统还包括激光传感器，所述激光传感器包括底座和探头，其中，所述底座设置在井口上方的井筒壁上，所述探头非接触地设置在所述刚性罐道的侧壁上，用于检测罐道侧壁是否发生偏移或变形。可选的，所述监控主机还用于在确定所述刚性罐道为异常或故障状态时，生成预警信号。可选的，所述系统还包括：报警器，所述报警器电连接所述监控主机，用于在接收到所述监控主机生成的预警信号时，进行声和/或光报警。可选的，所述监控主机中还设置有声音信号接收器和振动信号接收器，所述声音信号接收器与所述声音传感器无线通信，用于接收所述声音信号；所述振动信号接收器与所述振动传感器无线通信，用于接收所述振动信号。可选的，所述系统还包括手持终端，所述手持终端与所述监控主机无线通讯连接，所述手持终端设置有显示屏，用于展示所述监控主机发送的报文信息。可选的，所述声音传感器在所述刚性罐道的侧壁等间隔设置，所述振动传感器在所述刚性罐道的侧壁等间隔设置。可选的，还包括设置在绞车司机室的监控分机，所述监控分机与所述监控主机通信连接，用于接收和展示所述监控主机输出的监控数据。可选的，所述系统还包括上位机，所述上位机通信连接所述监控主机，用于对所述监控主机生成的监控数据进行存储，并基于所述监控数据对刚性罐道的历史状况通过图形的方式进行展示。本申请通过在刚性罐道设置声音传感器和振动传感器采集刚性罐道内的声音信号和振动信号，通过对声音信号和振动信号进行频谱分析，得到关于声音信号的频谱能量和关于振动信号的频谱能量，将声音信号的频谱能量与预设的声音信号的能量阈值进行比较，以及将振动信号的频谱能量与预设的振动信号的能量阈值范围进行比较，若声音信号的频谱能量超出预设的能量阈值范围或振动信号的频谱能量超出预设的能量阈值，则确定刚性罐道当前处于异常状态。本申请通过对刚性罐道进行研究，从声音和振动的角度通过信号比对的方法来确定刚性罐道的状态，为刚性罐道的故障检测确定了一个新思路，相比于以往通过人工检测的方法，本实施例方法能够对刚性罐道进行实时监控，实现对刚性罐道的故障进行提前预警，从而可以避免立井提升过程中因刚性罐道故障而造成的重大事故或人员伤亡。附图说明图1是本申请实施例一中的一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统的结构示意图；图2是本申请实施例二中的一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本申请实施例一提供的一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统的结构示意图，该监控系统可以对刚性罐道的状况进行监控，如图1所示，该监控系统可以包括：声音传感器20、振动传感器21和监控主机1，其中，声音传感器20和振动传感器21设置在刚性罐道的侧壁，监控主机1设置在罐道现场，且监控主机1通信连接声音传感器20和振动传感器21，其中，声音传感器20用于采集刚性罐道内的声音信号；振动信号用于采集刚性罐道内的振动信号；监控主机1用于接收声音信号和振动信号，以及对声音信号和振动信号进行频谱分析，确定刚性罐道的状态。其中，监控主机1可以安装在井口上方便于工作人员随时观察的位置，其可以为一台具有数据处理和存储功能的PC机。具体地，监控主机1设置有一些可操控的按钮，例如，静音按钮2，报警按钮3，广播按钮4；监控主机1还需要设置一些接口，例如，用于连接电源的电源接口5，用于与上位机16通讯的网络接口7，用于与分机共享数据的数据输出接口8。进一步的，监控主机1内还设置有信号处理单元，信号处理单元用于：对声音信号和振动信号分别进行时域频域变换，得到声音信号频谱能量和振动信号频谱能量；根据刚性罐道在正常状态时声音信号的频谱特性和振动信号的频谱特性，确定声音信号的能量阈值和振动信号的能量阈值；若声音信号频谱能量超出声音信号的能量阈值，和/或振动信号频谱能量超出振动信号的能量阈值，则确定刚性罐道为非正常状态。其中，时域频域变换是指将时域信号转换为频域信号，可选的，本实施例中采用傅里叶变换实现时域频域变换，得到关于声音信号的频谱能量和关于振动信号的频谱能量。能量阈值是指用于区分异常信号与正常音频信号的能量阈值，能量阈值根据刚性罐道在正常运行时所具有的频谱特性进行确定。可选的，可以通过能量统计的方法确定声音信号和振动信号的能量，能量统计可以是通过周期性RMS(RootMeanSquare，均方根)统计方法。在确定能量阈值时，可以给予一定的冗余量，即所确定的能量阈值为一个能量范围。本实施例中，若声音信号频谱能量大于声音信号的能量阈值，则确定该声音信号中存在异常声音信号，即刚性罐道中存在异常声音；同样地，当振动信号频谱能量大于振动信号的能量阈值时，则确定该振动信号中存在异常振动信号，即刚性罐道中存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统，其特征在于，包括声音传感器、振动传感器和监控主机，所述声音传感器和振动传感器设置在所述刚性罐道的侧壁，所述监控主机设置在罐道现场，且所述监控主机通信连接所述声音传感器和振动传感器，其中，/n所述声音传感器用于采集刚性罐道内的声音信号；/n所述振动传感器用于采集刚性罐道内的振动信号；/n所述监控主机用于接收所述声音信号和所述振动信号，以及对所述声音信号和所述振动信号进行频谱分析，确定所述刚性罐道的状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种立井提升系统刚性罐道实时监控系统，其特征在于，包括声音传感器、振动传感器和监控主机，所述声音传感器和振动传感器设置在所述刚性罐道的侧壁，所述监控主机设置在罐道现场，且所述监控主机通信连接所述声音传感器和振动传感器，其中，
所述声音传感器用于采集刚性罐道内的声音信号；
所述振动传感器用于采集刚性罐道内的振动信号；
所述监控主机用于接收所述声音信号和所述振动信号，以及对所述声音信号和所述振动信号进行频谱分析，确定所述刚性罐道的状态。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括激光传感器，所述激光传感器包括底座和探头，其中，所述底座设置在井口上方的井筒壁上，所述探头非接触地设置在所述刚性罐道的侧壁上，用于检测罐道侧壁是否发生偏移或变形。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述监控主机还用于在确定所述刚性罐道为异常或故障状态时，生成预警信号。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙大鹏，袁志金，杨青山，孟凡江，李静波，王满福，刘建文，夏文洲，吴博兴，胡雪松，闫萍，马龙，王保德，周建波，苗祥，董辉，
申请(专利权)人：开滦集团有限责任公司电信分公司，
类型：新型
国别省市：河北;13