一种基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于皮带机领域，公开了一种基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置及方法，包括第一静电感应单元、第二静电感应单元以及信号调理单元；第一静电感应单元和第二静电感应单元均与信号调理单元连接；使用状态时：第一静电感应单元和第二静电感应单元对称置于待监测传输带托辊两侧，且均位于传输带靠近待监测传输带托辊的一侧；其中，第一静电感应单元和第二静电感应单元均用于监测传输带表面的电荷信息并输出静电电压信号；信号调理单元用于将第一静电感应单元和第二静电感应单元输出的静电电压信号依次进行放大、求有效值以及差分，并输出差分电压信号。提供了一种传输带托辊运行状态检测新方法，具有结构简单、成本低、易维护等优点。易维护等优点。易维护等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置及方法


[0001]本专利技术属于皮带机领域，涉及一种基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置及方法。

技术介绍

[0002]当前，传输带广泛应用于化工、能源及矿产开采等诸多领域，传输带托辊作为皮带机中的关键部件，起到支撑输送带和物料重量的作用，占到整个皮带机成本的25％以上。传输带托辊的运转状态直接关系到皮带机的运行与寿命，如何准确地实时地对托辊的工作状态进行检测成为一个亟需解决的难题。
[0003]目前，尚未有能够有效进行传输带托辊状态监测的方法，一般是通过人工进行现场的检测及记录，不仅效率低下，而且监测时效性较低，不能及时发现问题，并且需要大量的人力、物力成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置及方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术第一方面，一种基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置，包括第一静电感应单元、第二静电感应单元以及信号调理单元；第一静电感应单元和第二静电感应单元均与信号调理单元连接；使用状态时：第一静电感应单元和第二静电感应单元对称置于待监测传输带托辊两侧，且均位于传输带靠近待监测传输带托辊的一侧；其中，第一静电感应单元和第二静电感应单元均用于监测传输带表面的电荷信息并输出静电电压信号；信号调理单元用于将第一静电感应单元和第二静电感应单元输出的静电电压信号依次进行放大、求有效值以及差分，并输出差分电压信号。
[0007]可选的，所述第一静电感应单元和第二静电感应单元均包括静电电极、金属外壳以及电荷电压转换电路；静电电极一端伸入金属外壳，且与金属外壳内部设置的电荷电压转换电路连接，静电电极与金属外壳的接触处套设绝缘套；金属外壳上设置与电荷电压转换电路连接的信号线引出端；其中，电荷电压转换电路用于通过信号线引出端输出静电电压信号。
[0008]可选的，所述静电电极为圆柱形金属棒，静电电极的长度为待监测传输带托辊与传输带接触区域的长度，静电电极半径为4～10mm。
[0009]可选的，使用状态时：所述静电电极的长度方向与传输带的宽度方向平行，且静电电极距离待监测传输带托辊的距离为10～50mm。
[0010]可选的，所述静电电极的另一端上套设开口的金属屏蔽壳，且金属屏蔽壳的开口朝向传输带。
[0011]可选的，所述信号调理单元包括第一同向电压放大电路、第二同向电压放大电路、
第一有效值转换电路、第二有效值转换电路以及电压差分电路；第一同向电压放大电路一端连接第一静电感应单元，另一端依次连接第一有效值转换电路和电压差分电路；第二同向电压放大电路一端连接第二静电感应单元，另一端依次连接第二有效值转换电路和电压差分电路。
[0012]可选的，还包括电压电流转换电路；电压电流转换电路与信号调理单元连接，用于将信号调理单元输出的差分电压信号转换为预设范围内的差分电流信号。
[0013]本专利技术第二方面，一种基于静电感应的传输带托辊运行状态监测方法，包括以下步骤：采集传输带靠近待监测传输带托辊的一侧上，且处于待监测传输带托辊两侧的对称区域的第一静电电压信号和第二静电电压信号；将第一静电电压信号和第二静电电压信号依次进行放大、求有效值以及差分，得到差分电压信号，根据差分电压信号得到待监测传输带托辊的运行状态。
[0014]可选的，所述根据差分电压信号得到待监测传输带托辊的运行状态的具体方法为：将差分电压信号转换为预设范围内的差分电流信号；根据差分电流信号，得到待监测传输带托辊的运行状态。
[0015]可选的，所述根据差分电流信号得到待监测传输带托辊的运行状态的具体方法为：当差分电流信号为第一预设值时，待监测传输带托辊的运行状态为静止；当差分电流信号大于第一预设值时，待监测传输带托辊的运行方向为从第二静电电压信号采集区向第一静电电压信号采集区转动；当差分电流信号小于第一预设值时，待监测传输带托辊的运行方向为从第一静电电压信号采集区向第二静电电压信号采集区转动；当|差分电流信号
‑
第一预设值|大于0且小于第二预设值时，待监测传输带托辊的运行状态为正常运行；当|差分电流信号
‑
第一预设值|大于第二预设值且小于第三预设值时，待监测传输带托辊的运行状态为未发生卡死时的转动异常；当|差分电流信号
‑
第一预设值|大于第三预设值时，待监测传输带托辊的运行状态为完全卡死。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置，基于待监测传输带托辊在不同的运行状态下，待监测传输带托辊上下游传输带表面所带电荷信息的差异性，采用非接触式测量，基于静电感应原理通过第一静电感应单元和第二静电感应单元对待监测传输带托辊上下游传输带表面所带电荷信息进行采集，然后通过信号调理单元将第一静电感应单元和第二静电感应单元输出的静电电压信号依次进行放大、求有效值以及差分，并输出差分电压信号，基于输出差分电压信号确定待监测传输带托辊的运行状态，实现了待监测传输带托辊的自动化监测，提供了一种传输带托辊运行状态检测新方法，极大的提高了监测效率，并且降低了监测成本，具有结构简单、成本低、易维护等优点。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置使用示意图；
[0019]图2为本专利技术的静电感应单元结构示意图；
[0020]图3为本专利技术的绝缘套结构示意图；
[0021]图4为本专利技术的信号调理单元结构框图；
[0022]图5为本专利技术的差分电流信号与待监测传输带托辊的运行状态的关系示意图。
[0023]其中：1
‑
第一静电感应单元；2
‑
第二静电感应单元；3
‑
信号调理单元；4
‑
待监测传输带托辊；5
‑
静电电极；6
‑
金属外壳；7
‑
信号线引出端；8
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绝缘套；9
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金属屏蔽壳。
具体实施方式
[0024]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0025]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置，其特征在于，包括第一静电感应单元(1)、第二静电感应单元(2)以及信号调理单元(3)；第一静电感应单元(1)和第二静电感应单元(2)均与信号调理单元(3)连接；使用状态时：第一静电感应单元(1)和第二静电感应单元(2)对称置于待监测传输带托辊(4)两侧，且均位于传输带靠近待监测传输带托辊(4)的一侧；其中，第一静电感应单元(1)和第二静电感应单元(2)均用于监测传输带表面的电荷信息并输出静电电压信号；信号调理单元(3)用于将第一静电感应单元(1)和第二静电感应单元(2)输出的静电电压信号依次进行放大、求有效值以及差分，并输出差分电压信号。2.根据权利要求1所述的基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置，其特征在于，所述第一静电感应单元(1)和第二静电感应单元(2)均包括静电电极(5)、金属外壳(6)以及电荷电压转换电路；静电电极(5)一端伸入金属外壳(6)，且与金属外壳(6)内部设置的电荷电压转换电路连接，静电电极(5)与金属外壳(6)的接触处套设绝缘套(8)；金属外壳(6)上设置与电荷电压转换电路连接的信号线引出端(7)；其中，电荷电压转换电路用于通过信号线引出端(7)输出静电电压信号。3.根据权利要求2所述的基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置，其特征在于，所述静电电极(5)为圆柱形金属棒，静电电极(5)的长度为待监测传输带托辊(4)与传输带接触区域的长度，静电电极(5)半径为4～10mm。4.根据权利要求2所述的基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置，其特征在于，使用状态时：所述静电电极(5)的长度方向与传输带的宽度方向平行，且静电电极(5)距离待监测传输带托辊(4)的距离为10～50mm。5.根据权利要求2所述的基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置，其特征在于，所述静电电极(5)的另一端上套设开口的金属屏蔽壳(9)，且金属屏蔽壳(9)的开口朝向传输带。6.根据权利要求1所述的基于静电感应的传输带托辊运行状态监测装置，其特征在于，所述信号调理单元(3)包括第一同向电压放大电路、第二同向电压放大电路、第一有效值转换电路、第二有效值转换电路以及电压差分电路；第一同向电压放大电路一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，张萌，胡建晨，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：