本發(fā)明涉及礦井皮帶溫度監(jiān)測(cè)，具體涉及一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、2煤炭產(chǎn)量主要是通過礦井輸送帶將煤從礦井內(nèi)運(yùn)至地面，帶式輸送機(jī)具有運(yùn)輸能力大，運(yùn)輸距離長(zhǎng)、機(jī)電事故率低等優(yōu)點(diǎn)，因此成為煤炭工業(yè)中最重要的運(yùn)輸設(shè)備之一。煤礦井下環(huán)境復(fù)雜，當(dāng)輸送帶張緊力不足、負(fù)載過大、托輥卡死等異常運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成輸送帶與滾筒或托輥間打滑，引起接觸面的摩擦；持續(xù)的摩擦?xí)沟媒佑|面處積聚熱量，引起輸送帶的持續(xù)升溫；升溫到一定階段時(shí)，高溫的輸送帶熔融顆?；蚧鹦秋w濺而出，可能引燃輸送帶附近的浮煤等可燃物；當(dāng)可燃物釋放出足夠的熱量時(shí)會(huì)使得輸送帶繼續(xù)升溫直至達(dá)到明火階段，最終造成嚴(yán)重的輸送帶火災(zāi)事故。

2、目前我國(guó)煤礦主要采用外設(shè)溫度傳感器、co傳感器和煙霧傳感器等傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的監(jiān)測(cè)預(yù)警。但外設(shè)溫度傳感器由于安裝位置的和測(cè)量精度的影響，達(dá)不到早期預(yù)報(bào)火災(zāi)的目的；輸送帶氧化產(chǎn)生的co濃度在早期階段變化并不明顯，同時(shí)采煤過程中煤塊氧化也會(huì)產(chǎn)生co氣體，對(duì)co氣體預(yù)警早期輸送帶火災(zāi)產(chǎn)生干擾；只有當(dāng)輸送帶火災(zāi)發(fā)展到一定規(guī)模后才可以檢測(cè)到煙霧氣體的產(chǎn)生，此時(shí)輸送帶已到達(dá)高溫階段，因此存在預(yù)警的滯后性。

3、因此，現(xiàn)需要一種能夠?qū)ΦV井皮帶溫度早期預(yù)警的實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對(duì)礦井皮帶溫度進(jìn)行早期預(yù)警的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

3、多個(gè)智能無線采集儀，位于皮帶巷內(nèi)，并位于皮帶上方，相鄰的兩個(gè)智能無線采集儀之間間隔一定距離；

4、多個(gè)皮帶局部溫度監(jiān)測(cè)模塊，包括：位于皮帶橡膠層內(nèi)的導(dǎo)熱樹脂和位于皮帶織物層內(nèi)的柔性溫度傳感器，皮帶表層溫度通過導(dǎo)熱樹脂傳送至柔性溫度傳感器，智能無線采集儀采集由皮帶局部溫度監(jiān)測(cè)模塊獲取的皮帶局部溫度信號(hào)；

5、皮帶保護(hù)裝置，設(shè)置于皮帶機(jī)的一側(cè)，智能無線采集儀將得到的皮帶局部溫度信號(hào)傳送給皮帶保護(hù)裝置，皮帶保護(hù)裝置根據(jù)接收到的溫度信號(hào)對(duì)皮帶局部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

6、和皮帶預(yù)警平臺(tái)，實(shí)時(shí)顯示皮帶溫度并判斷皮帶火災(zāi)的等級(jí)及位置，發(fā)出報(bào)警信息，控制皮帶保護(hù)裝置的啟停。

7、進(jìn)一步地，導(dǎo)熱樹脂為不同類型金屬離子或金屬顆粒與低聚樹脂進(jìn)行雜化形成的有機(jī)金屬雜化低聚樹脂。

8、進(jìn)一步地，皮帶包括：兩個(gè)皮帶橡膠層和位于兩個(gè)皮帶橡膠層之間皮帶織物層，導(dǎo)熱樹脂與皮帶的一部分混摻后整體形態(tài)為漏斗狀，導(dǎo)熱樹脂越靠近橡膠層的面積越大，越靠近織物層的面積越小。

9、進(jìn)一步地，柔性溫度傳感器與皮帶織物層通過編織固定，并與導(dǎo)熱樹脂接觸連接，兩個(gè)漏斗狀的導(dǎo)熱樹脂的面積較小的部分與一個(gè)柔性溫度傳感器相接觸。

10、進(jìn)一步地，柔性溫度傳感器采用聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯或聚醚酰亞胺等柔性聚合物薄膜作為襯底材料。

11、進(jìn)一步地，對(duì)每個(gè)智能無線采集儀進(jìn)行編號(hào)，并每?jī)蓚€(gè)智能無線采集儀沿皮帶機(jī)運(yùn)行方向間隔相同距離設(shè)置，通過與柔性溫度傳感器進(jìn)行電磁感應(yīng)獲得皮帶實(shí)時(shí)溫度變化。

12、進(jìn)一步地，皮帶預(yù)警平臺(tái)包括溫度顯示器、皮帶預(yù)警模型及聲光報(bào)警設(shè)備，溫度顯示器實(shí)時(shí)顯示皮帶溫度；皮帶預(yù)警模型對(duì)皮帶火災(zāi)分級(jí)預(yù)警；聲光報(bào)警設(shè)備根據(jù)皮帶預(yù)警模型發(fā)送的信號(hào)發(fā)生聲光報(bào)警信號(hào)。

13、進(jìn)一步地，皮帶保護(hù)裝置包括灑水控制裝置和停機(jī)控制裝置。

14、進(jìn)一步地，皮帶火災(zāi)分級(jí)預(yù)警包括三個(gè)等級(jí)：溫度為30-60℃時(shí)發(fā)出藍(lán)色警報(bào)，溫度為60-120℃時(shí)發(fā)出黃色警報(bào)，溫度≥120℃時(shí)發(fā)出紅色警報(bào)；當(dāng)溫度超過60℃時(shí)發(fā)出黃色報(bào)警并啟動(dòng)灑水控制，溫度超過120℃時(shí)發(fā)出紅色預(yù)警并停止皮帶運(yùn)行，發(fā)出人員撤離警告。

15、本發(fā)明還提供一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)方法，具體包括以下步驟：

16、a、智能無線采集儀每隔30s與柔性溫度傳感器產(chǎn)生一次電磁耦合，對(duì)諧振頻率進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)化為溫度信號(hào)傳送至皮帶保護(hù)裝置；

17、b、皮帶保護(hù)裝置每隔30s將接收到的各個(gè)皮帶局部溫度監(jiān)測(cè)模塊的溫度進(jìn)行匯總，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶整體溫度狀況；

18、c、當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度異常點(diǎn)時(shí)，通過自動(dòng)識(shí)別皮帶溫度異常點(diǎn)的智能無線采集儀的編號(hào)確定溫度異常范圍，將皮帶火災(zāi)位置通過皮帶預(yù)警平臺(tái)發(fā)出，并根據(jù)皮帶火災(zāi)分級(jí)預(yù)警的三個(gè)等級(jí)立即啟動(dòng)不同的防治措施。

19、本發(fā)明具有如下有益效果：

20、本發(fā)明使用實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶表層溫度，局部皮帶表層溫度變化可以通過皮帶橡膠層的導(dǎo)熱樹脂傳送至皮帶織物層的柔性溫度傳感器，再由帶有唯一編號(hào)的智能無線采集儀讀取柔性溫度傳感器的溫度信號(hào)并傳輸給預(yù)警平臺(tái)，由皮帶預(yù)警平臺(tái)對(duì)皮帶溫度信息進(jìn)行分析，根據(jù)皮帶預(yù)警模型發(fā)出不同等級(jí)的預(yù)警并啟動(dòng)不同的保護(hù)措施。本發(fā)明可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整體皮帶表層溫度，做到早期皮帶火災(zāi)預(yù)警，預(yù)防火災(zāi)的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)通過被標(biāo)記的智能無線采集儀監(jiān)測(cè)范圍快速確定溫度異常范圍，及時(shí)采取相應(yīng)的治理措施。

21、因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶表層溫度、監(jiān)測(cè)精度高且誤報(bào)少，當(dāng)出現(xiàn)溫度異常點(diǎn)時(shí)可以快速發(fā)出預(yù)警并確定溫度異常范圍，并采取相應(yīng)措施預(yù)防皮帶火災(zāi)的發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)熱樹脂為不同類型金屬離子或金屬顆粒與低聚樹脂進(jìn)行雜化形成的有機(jī)金屬雜化低聚樹脂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，皮帶包括：兩個(gè)皮帶橡膠層和位于兩個(gè)所述皮帶橡膠層之間皮帶織物層，所述導(dǎo)熱樹脂與皮帶的一部分混摻后整體形態(tài)為漏斗狀，所述導(dǎo)熱樹脂越靠近橡膠層的面積越大，越靠近織物層的面積越小。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性溫度傳感器與皮帶織物層通過編織固定，并與導(dǎo)熱樹脂接觸連接，兩個(gè)漏斗狀的導(dǎo)熱樹脂的面積較小的部分與一個(gè)柔性溫度傳感器相接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述柔性溫度傳感器采用聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯或聚醚酰亞胺等柔性聚合物薄膜作為襯底材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求書5所述的一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)每個(gè)智能無線采集儀進(jìn)行編號(hào)，并每?jī)蓚€(gè)智能無線采集儀沿皮帶機(jī)運(yùn)行方向間隔相同距離設(shè)置，通過與柔性溫度傳感器進(jìn)行電磁感應(yīng)獲得皮帶實(shí)時(shí)溫度變化。

7.根據(jù)權(quán)利要求書6所述的一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述皮帶預(yù)警平臺(tái)包括溫度顯示器、皮帶預(yù)警模型及聲光報(bào)警設(shè)備，溫度顯示器實(shí)時(shí)顯示皮帶溫度；皮帶預(yù)警模型對(duì)皮帶火災(zāi)分級(jí)預(yù)警；聲光報(bào)警設(shè)備根據(jù)皮帶預(yù)警模型發(fā)送的信號(hào)發(fā)生聲光報(bào)警信號(hào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述皮帶保護(hù)裝置包括灑水控制裝置和停機(jī)控制裝置。

9.根據(jù)權(quán)利要求書8所述的一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述皮帶火災(zāi)分級(jí)預(yù)警包括三個(gè)等級(jí)：溫度為30-60℃時(shí)發(fā)出藍(lán)色警報(bào)，溫度為60-120℃時(shí)發(fā)出黃色警報(bào)，溫度≥120℃時(shí)發(fā)出紅色警報(bào)；當(dāng)溫度超過60℃時(shí)發(fā)出黃色報(bào)警并啟動(dòng)灑水控制，溫度超過120℃時(shí)發(fā)出紅色預(yù)警并停止皮帶運(yùn)行，發(fā)出人員撤離警告。

10.一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)方法，利用權(quán)利要求書1-9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，具體包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)測(cè)量礦井皮帶溫度的無線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括：多個(gè)智能無線采集儀，位于皮帶巷內(nèi)，并位于皮帶上方，相鄰的兩個(gè)智能無線采集儀之間間隔一定距離；多個(gè)皮帶局部溫度監(jiān)測(cè)模塊，包括：位于皮帶橡膠層內(nèi)的導(dǎo)熱樹脂和位于皮帶織物層內(nèi)的柔性溫度傳感器，皮帶表層溫度通過導(dǎo)熱樹脂傳送至柔性溫度傳感器；皮帶保護(hù)裝置，智能無線采集儀將得到的皮帶局部溫度信號(hào)傳送給皮帶保護(hù)裝置，皮帶保護(hù)裝置根據(jù)接收到的溫度信號(hào)對(duì)皮帶局部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；和皮帶預(yù)警平臺(tái)，實(shí)時(shí)顯示皮帶溫度并判斷皮帶火災(zāi)的等級(jí)及位置，發(fā)出報(bào)警信息，控制皮帶保護(hù)裝置的啟停。本發(fā)明的技術(shù)方案克服現(xiàn)有技術(shù)中不能對(duì)礦井皮帶溫度進(jìn)行早期預(yù)警的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李金亮,楊洋,陸偉,張青松,李金虎,卓輝,王昌祥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6