礦井軌道實時監測裝置的製作方法
2023-07-15 22:44:56 1
專利名稱：礦井軌道實時監測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦井自動化安全監測裝置，是廣泛用來實時監測礦井軌道運輸車輛的車位車速和運行狀態的礦井軌道車輛實時監測裝置，為合理調度和安全操作提供可靠的技術依據。
礦井軌道車輛的運行環境十分惡劣，由於客觀條件的限制，運輸事故的發生也比較頻繁，因此安全運行一直是礦井軌道運輸面臨的重大課題。為解決這一問題，有必要監測車輛的運行位置和速度，並將這些數據送到控制室，以便集中調度。以往的這類監測裝置，都採用在若干個定點設置的傳感器來確定車輛的位置和通過傳感器時車輛的速度，而無連續實時監測功能。但用定點傳感器監測車輛位置和速度有以下不足(1)誤差大，即只能監測車輛通過定點時的數據，對車輛在兩定點傳感器間的運行狀況無法監測；(2)由於無實時監測功能，車輛是否處於故障狀態控制室無法知道。
本實用新型的目的就是要提供一種實現軌道運輸車輛的連續實時監測，為合理調度和安全操作提供可靠技術依據的礦井軌道車輛實時監測裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的，它由以下幾部分構成漏洩電纜用於信號傳輸，架設在軌道車輛上方；中繼器對信號進行放大，安裝在漏洩電纜上，當傳輸距離短時，信號傳輸不需放大，中繼器可省去；車載臺設置在軌道車輛上，採集車位車速傳感器送來的原始信號，得出車位車速數據，由單片機系統、數據機、數傳信道機、定位信號接收電路、顯示電路及緊急信號按鈕構成；監控臺設置在控制室，用來發出巡檢指令，選擇和它進行數據通信的車載臺，接收車載臺送來的數據及告警信號，由單片機系統、數據機、數傳信道機、顯示電路、告警電路及命令按鈕組成；定位點傳感器向車載臺提供預先設定的定位點信號，用以修正車位讀數，它設置在巷道的定位點上，發出定位信號，由車載臺的定位信號接收電路接收，定位點傳感器每隔一段距離裝一個；車位車速傳感器安裝在軌道車輛上，與車載臺相連，車輛運動時輸出脈衝信號。
圖1為本實用新型分布示意圖圖2為本實用新型車載臺構成方框圖圖3為本實用新型監控臺構成方框圖圖4為本實用新型車位車速傳感器A種方案圖5為本實用新型車位車速傳感器B種方案下面將結合附圖對本實用新型作進一步描述該裝置是通過漏洩電纜1、中繼器2、定位點傳感器3、車載臺4、監控臺5及車位車速傳感器6所構成。
以煤礦斜井中絞車房與人車之間進行通信聯絡和工況監測為例。
在斜井隧道的頂部，每隔一段距離用固定裝置將漏洩電纜1固定牢，在漏洩電纜1的終端接上75歐姆負載，另一端接絞車房的監控臺5。為了將信號放大，可將中繼器2架設在漏洩電纜1上。
為了向車載臺4提供預先設定的定位點信號，用以修正車位讀數，定位點傳感器3的安裝位置，要根據人車啟動和停車地點而定。使定位點傳感器3發出定位信號，在載臺4的定位信號接收電路接收。
其中車位車速傳感器6為實時監測的關鍵，有兩種構成方案(A)用磁場的變化監測車輛運行。特製一個鐵質園環7，上面粘永久磁鐵8(如六塊)，將該園環7固定在軌道車輛的車輪9上，磁性接近開關10固定在軌道車輛的輪對擋板上與永久磁鐵8相對。藉助磁性接近開關10對車輪9轉數計數，每塊永磁體8接近一次，輸出一個脈衝，即轉一圈輸出6個脈衝，再根據車輪9直經可得出每個脈衝間隔相對應的人車位移，計算單位時間的位移即可得車速。
(B)用電感量的變化監測車輛運行。將電感式接近開關11固定在車體上，正對車輪9且相互靠近，由於車輪9上均勻分布一些園孔12，車輪9轉動時，相對於接近開關11的電感量發生變化，接近開關11有信號輸出。同理，根據方案(1)可得出人車位移及車速。
本裝置選用A種方案來完成監測，磁性接近開關10的信號輸出端a接74LS123單穩態電路的脈衝輸入端，單穩態電路的脈衝輸出端接8031單片機，用單片機對脈衝進行計數，其中的單穩態電路是用來消除信號的抖動及幹擾的影響。
監測信息的處理是通過車載臺4和監控臺5完成。
車載臺4，由8031單片機系統、數據機、數傳信道機、定位信號接收電路、顯示電路、緊急信號按鈕構成。其中a、8031單片機系統是由8031單片機、程序存儲器EPROM、I／O擴展口、復位電路等組成，完成信號採集、處理、顯示及數據信號的糾錯編解碼工作。
b、數傳信道機和數據機接8031單片機的11、10號腳，完成信號的接收解調和調製發射，其收發狀態由收發控制線控制，該線接8031單片機的5號腳。
c、顯示電路接8031單片機I／O口，顯示車輛位置和監控臺發來的命令。
d、緊急信號按鈕接8031單片機16號腳，用來向監控臺發緊急告警信號。
e、定位信號接收電路接8031單片機的8號腳。
f、車位車速傳感器接8031單片機的14號腳。
監控臺5，由8031單片機系統、數據機、數傳信道機、顯示電路、告警電路及命令按鈕組成。其中
a、8031單片機系統由8031單片機、程序存儲器EPROM、I／O擴展口、復位電路等組成，主要是形成巡檢指令、處理車載臺送來的數據信號、顯示車位車速和異常情況下的告警。
b、漏洩電纜通過數傳信道機、數據機，接8031單片機的11、10號腳，完成信號的接收解調和調製發射。
c、命令按鈕接擴展I／O口上，用來向車載臺發出命令。
d、顯示部分接擴展I／O口，顯示各車位和車速，可用CRT顯示，也可用數碼管顯示。
下面以監控臺和2號車載臺為例敘述本實用新型的工作原理1、車載臺採集車位車速傳感器送來的原始信號，經車載臺內部8031單片機算出車位車速數據。軌道車輛上的車載臺定位信號接收電路接收到定位信號時，對車位數據進行修正。
2、監控臺發出巡檢指令，信號從8031單片機送到數據機，再到數傳信道機，最後將射頻信號送到漏洩電纜，巡檢指令包括車載臺地址及監控臺對該車載臺的命令。
3、被選中的車載臺(2號車載臺)接收監控臺送來的信號，信號經數傳信道機和數據機變成二進位信號送到8031單片機。根據命令，2號車載臺向監控臺發送車位車速信號和運行狀態信號，其信號路徑與上述相反，不再敘述。
4、監控臺收到2號車載臺送來的數據後，經其內部的8031單片機處理，送顯示電路顯示2號車的位置和速度，如處於故障狀態則報警。
本實用新型的顯著特點在於1、位置監測誤差小，如車速為5米／秒，監控臺對各車載臺巡檢一次的時間為2秒(本裝置對一個車載臺巡檢時間為250ms)，則車位監測的最大誤差為10米，而採用定點傳感器監測車位的最大誤差為兩定點傳感器的距離，如兩定點傳感器的距離為100米，則誤差也為100米。
2、採用車位車速傳感器來產生車輛運行信號，使得車位車速監測變成連續的實時的監測，軌道車輛的運行狀態則及時反映到控制室，這是以前同類裝置無法比擬的。
權利要求1.一種礦井軌道車輛實時監測裝置，由以下幾部分構成漏洩電纜用於信號傳輸，架設在軌道車輛上方；中繼器對信號進行放大，安裝在漏洩電纜上，當傳輸距離短時，信號傳輸不需放大，中繼器可省去車載臺設置在軌道車輛上，採集車位車速傳感器送來的原始信號，得出車位車速數據，由單片機系統、數據機、數傳信道機、定位信號接收電路、顯示電路及緊急信號按鈕構成；監控臺設置在控制室，用來發出巡檢指令，選擇和它進行數據通信的車載臺，接收車載臺送來的數據及告警信號，由單片機系統、數據機、數傳信道機、顯示電路、告警電路及命令按鈕組成；定位點傳感器向車載臺提供預先設定的定位點信號用以修正車位讀數，它設置在巷道的定位點上，發出定位信號，由車載臺的定位信號接收電路接收，定位點傳感器每隔一段距離裝一個；其特徵在於其車位車速傳感器是利用磁場的變化監測車輛運行，安裝在軌道車輛上，與車載臺相連，特製一個鐵質園環，上面粘永久磁鐵，將該園環固定在軌道車輛的車輪上，磁性接近開關固定在軌道車輛的輪對擋板上與永久磁鐵相對。
2.如權利要求1所述的礦井軌道車輛實時監測裝置，其特徵在於其車位車速傳感器還可利用電感量的變化監測車輛運行，將電感式接近開關固定在車位上，正對車輪且相互靠近。
專利摘要本實用新型涉及一種礦井自動化安全監測裝置，是廣泛用來實時監測礦井軌道運輸車輛的車位車速和運行狀態的礦井軌道車輛實時監測裝置。該裝置通過車載臺採集車位車速傳感器發出的車輛運行信號，得出車位車速數據，經定位點傳感器修正車位讀數後，再通過漏洩電纜向監控臺發送有關數據和運行狀態信號。其特點是可實時連續監測車輛的運行位置和速度，為合理調度和安全操作提供可靠技術依據。
文檔編號E21F13/00GK2157986SQ93210130
公開日1994年3月2日 申請日期1993年4月21日 優先權日1993年4月21日
發明者朱建銘, 湛日春, 房志傑, 廖國華 申請人:中國礦業大學北京研究生部