一种窑炉辊棒速度监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种窑炉辊棒速度监测系统及方法，用于监测辊道窑的辊棒速度，监测系统包括标识单元、摄像单元和处理单元，处理单元通过摄像单元获取的辊棒从动端端面标识单元所包含的测速标记图像来获取辊棒转动速度，并与预设值比对后发现不满足预设值时，输出标识单元的定位标记所对应的辊棒的位置。该监测系统具有不受环境和窑炉结构限制、对传动部分有效监测、及时报警并提示故障位置、结构简单和使用方便等优点，采用该监测系统实现的监测方法同样具备该优点，且步骤简单，实施方便。实施方便。实施方便。

【技术实现步骤摘要】
一种窑炉辊棒速度监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及窑炉安全监测
，尤其涉及一种窑炉辊棒速度监测系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，辊道窑炉传动采用瓷棒、碳化硅棒和金属(铁、钢)棒，依靠它们的转动输送陶瓷和玻璃等制品。其中高温段使用的瓷棒和急冷段使用的碳化硅棒本身较脆，加上传动故障引起的辊棒不转、跳动和制品重置、炉顶部耐火材料脱落、制品撞上炉墙体等情况，很容易造成辊棒大面积断裂、制品掉落窑底以及形成堵窑等事故。随着窑炉制造技术的不断发展和进步，内宽超过3米，长度达500米的窑炉已很常见，每次堵窑事故都会造成非常大的经济损失。因此对窑炉内传动部分进行有效检测，发现异常第一时间报警并准确提示位置尤为重要。目前大致有以下几种传动故障报警方式：
[0003]1、窖内对射监测：在窑的两端装两对对射光电开关，每对对射的发射和接收开关分别装在窑头和窑尾，对正窑炉辊棒中间位置，一对监测辊棒上部空间，一对监测辊棒下部空间。如果有制品在辊棒上重叠，则上部对射起作用。如有辊棒断裂、制品掉落堆积，则下部对射起作用。然而这种监测方式在长窑内很难起作用，即便用于较短窑炉也存在较高的误报警风险；并且对辊棒初期的卡顿滞涩问题难以发现，只有事故扩大导致制品重叠堆积、掉落后才起作用，还不能准确指示故障位置。
[0004]2、主传动监测：在每个辊棒的驱动电机的输出部分就近安装磁性接近开关，用于监测主传动部分是否工作。但是驱动电机输出部分几乎不会出现故障，故障一般出现在被动一侧，因此这种监测方式很难准确监测故障。
[0005]3、被动侧接触监测：在窑炉外面，辊棒的被动端上方，在垂直于传动方向的平面拉两根平行的钢丝绳作为导电体，辊棒和两根钢丝绳三方之间尽量靠近但不接触。如果窑炉内有辊棒断裂，窑炉内的一端往下掉，根据杠杆原理，被动端将向上翘，推动下面的钢丝绳接触上面的钢丝绳，从而导电发出报警信号。这种方式依然监测不到辊棒不转、制品重叠的情况，且当断裂位置在窑墙内或者不足以构成杠杆现象则不起作用。
[0006]4、被动侧对射监测：它的工作方式同被动侧接触监测的工作方式，只是把钢丝绳换成对射光电开关，同样具有上述缺陷，并且作业时极易误报警。
[0007]5、被动侧磁性监测：在每根辊棒的被动端上方安装一个磁性开关，用于感应附着在辊棒上的导磁体，辊棒每转一周磁性开关发出一个开关信号，辊棒不转没有开关信号发出，超过设定时间仍然没有开关信号则发出报警信号。这种方式需要对应每根辊棒设置开关，结构复杂，影响被动端的维护保养作业，使用很不方便。并且磁性开关在温度高的环境下频繁动作，故障率很高。
[0008]由此可见，现有的窑炉传动故障报警方式大多存在无法用于长窑、容易误报警、无法第一时间监测到故障、不适应高温环境以及使用不便等问题，使用过程中存在各种各样的缺陷，难以帮助规避堵窑事故。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不受环境和窑炉结构限制、对传动部分有效监测、及时报警并提示故障位置、结构简单和使用方便的窑炉辊棒速度监测系统，以及一种通过该监测系统实现的监测方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0011]一种窑炉辊棒速度监测系统，用于监测辊道窑的辊棒速度，所述辊道窑的辊棒主动端从辊道窑的一侧面穿出并连接回转驱动电机，从动端从辊道窑的另一侧穿出；窑炉辊棒速度监测系统包括：
[0012]标识单元，所述标识单元包括辊棒和设置在辊棒从动端端面的定位标记、测速标记，各个辊棒的定位标记之间存在区别，所述测速标记的图像随着辊棒的转动发生实时变化；
[0013]摄像单元，所述摄像单元包括相机，用于获取辊棒从动端端面的定位标记、测速标记的图像；
[0014]处理单元，所述处理单元和摄像单元通信连接，所述摄像单元获取不同时间点辊棒的定位标记、测速标记的图像并发送至处理单元，若测速标记的图像不发生变化时，或者处理单元依据所述测速标记的图像变化以及间隔时间计算得到辊棒的转动速度，并与预设值比对后发现不满足预设值时，输出定位标记所对应的辊棒的位置。
[0015]作为上述监测系统的进一步改进：
[0016]所述处理单元还用于在输出辊棒位置的同时输出报警信息，监测系统还包括与所述处理单元通信连接的报警单元，所述报警单元接收处理单元输出的报警信息并发出警报。
[0017]所述测速标记包括一个或多个远离辊棒回转中心的规则图形，所述规则图形与辊棒回转中心的最小距离大于1/5的辊棒的半径。
[0018]所述测速标记包括圆心不位于辊棒回转中心的圆形。
[0019]各辊棒上以顺序排列的数字、大小逐渐变化的图案、存在区别的多个图案、涂覆存在区别的颜色中任意一项或多项组合作为与各辊棒一一对应的定位标记。
[0020]窑炉辊棒速度监测系统还包括安装在辊棒从动端端面上的端盖，所述定位标记和测速标记设置在端盖的外表面上。
[0021]监测系统还包括移动单元，所述移动单元位于辊棒从动端的一侧，所述摄像单元安装在移动单元上，所述相机的摄像头朝向辊棒的从动端端面。
[0022]所述移动单元为滑块，所述滑块下方设有滑轨，所述滑轨沿着辊棒的输送方向铺设，所述滑块与滑轨之间滑动连接。
[0023]一种窑炉辊棒速度监测方法，采用上述窑炉辊棒速度监测系统实现，所述监测方法通过摄像单元获取辊棒从动端端面的不同时间点的定位标记、测速标记的图像，并将图像并发送至处理单元，处理单元依据所述测速标记的图像以及间隔时间计算得到辊棒的速度，并与预设值比对，当不满足预设值时输出定位标记所对应的辊棒位置。
[0024]作为上述监测方法的进一步改进：
[0025]所述处理单元依据两张图像中测速标记的相对位置获取辊棒的转动角度E，并依据两张图像的拍摄时间差T经过以下处理得到辊棒的角速度V1和线速度V2：
[0026]V1＝E/(T
×
360)
[0027]V2＝π
×
D
×
V1
[0028]其中：D是辊棒的直径。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0030]本专利技术的窑炉辊棒速度监测系统，用于监测辊道窑的辊棒速度，包括标识单元，该标识单元包括辊棒和设置在辊棒从动端端面的定位标记、测速标记，各个辊棒的定位标记之间存在区别，以方便依据不同的定位标记对辊棒进行定位，测速标记的图像随着辊棒的转动发生实时变化，因此当辊棒回转时，该测速标记会产生可以识别的偏转。摄像单元用于获取辊棒转动过程中的至少两张图像，若测速标记的图像不发生变化时，则辊棒很大概率已经发生断裂，因此直接输出该辊棒位置；测速标记的图像发生变化时，处理单元可以依据图像中测速标记的偏转角度得到辊棒的转动角度，再与时间结合便能够方便快速的得到辊棒的速度。
[0031]由于辊棒在发生断裂或停转故障时，从动端的转动一定是会受到影响的，测速标记设置在辊棒的从动端能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窑炉辊棒速度监测系统，用于监测辊道窑(1)的辊棒(11)速度，所述辊道窑(1)的辊棒(11)主动端从辊道窑(1)的一侧面穿出并连接回转驱动电机，从动端从辊道窑(1)的另一侧穿出；其特征在于，窑炉辊棒速度监测系统包括：摄像单元(2)，所述摄像单元(2)包括相机，用于获取辊棒(11)从动端端面的图像；标识单元，所述标识单元包括辊棒(11)和设置在辊棒(11)从动端端面的定位标记(111)、测速标记(112)，各个辊棒(11)的定位标记(111)之间存在区别，所述测速标记(112)的图像随着辊棒(11)的转动发生实时变化；处理单元，所述处理单元和摄像单元(2)通信连接，所述摄像单元(2)获取不同时间点辊棒(11)的定位标记(111)、测速标记(112)的图像并发送至处理单元，若测速标记(112)的图像不发生变化时，或者处理单元依据所述测速标记(112)的图像变化以及间隔时间计算得到辊棒(11)的转动速度，并与预设值比对后发现不满足预设值时，输出定位标记(111)所对应的辊棒(11)的位置。2.根据权利要求1所述的窑炉辊棒速度监测系统，其特征在于：所述处理单元还用于在输出辊棒(11)位置的同时输出报警信息，监测系统还包括与所述处理单元通信连接的报警单元，所述报警单元接收处理单元输出的报警信息并发出警报。3.根据权利要求1所述的窑炉辊棒速度监测系统，其特征在于：所述测速标记(112)包括一个或多个远离辊棒(11)回转中心的规则图形，所述规则图形与辊棒(11)回转中心的最小距离大于1/5的辊棒(11)的半径。4.根据权利要求1所述的窑炉辊棒速度监测系统，其特征在于：所述测速标记(112)包括圆心不位于辊棒(11)回转中心的圆形。5.根据权利要求1所述的窑炉辊棒速度监测系统，其特征在于：各辊棒(11)上以顺序排列的数字、大小逐渐...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志强，冀胜利，李旭，袁小波，蒋湘康，刘广龙，张鹏，
申请(专利权)人：巴斯夫杉杉电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：