一种辊道窑分区断辊检测方法及其系统与流程

本发明涉及锂电池材料烧结领域，尤其涉及一种锂电池正极材料烧结辊道窑分区断辊检测方法及其系统。

背景技术：

目前国内锂电池正极材料基本采用辊道窑烧结工艺，辊道窑在长时间高温运行过程中，辊棒会发生断裂，而辊棒断裂后传动电机仍然会带动其他辊棒正常运转，因此若没有及时发现并更换断裂的辊棒，烧结物料会在辊道窑内发生拥堵从而造成堵窑，进一步会引发更大面积的辊棒断裂事故，给工厂造成巨大损失。

因此，可靠的断辊检测技术是辊道窑稳定运行的必要保障。现有常规的检测方式是通过感应辊棒断裂后边部的翘起从而判断辊棒断裂，这种方法的前提是辊棒断裂后会发生明显的翘起现象，由于断裂位置不确定、辊道窑结构偏差等原因，容易出现辊棒断裂但翘起现象不明显而无法检测到翘起信号的情况，进而无法报警和检测断辊的位置。同时由于翘起信号检测的需要，必须牺牲辊道窑一定的密封性能，从而影响辊道窑内材料的烧结质量。

此外，中国专利CN202757433U公开了一种辊道窑分区断辊报警装置，通过检测周期信号的有无判断断辊分区位置。具有如下缺点：1、无法监控所有辊棒；2、感应检测元件为温度敏感元件，高温条件下工作寿命短，不适用于辊道窑现场高温工作环境；3、各个检测分区、辊道窑相对隔离，无法实现多个区域的整体监控，监控效率低下，不适用于现代化工厂的实施推广。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种经济可靠、适于现代化工厂推广应用的辊道窑分区断辊检测方法和系统。

为实现上述目的，本发明提供一种辊道窑分区断辊检测方法，包括：在任一辊棒从动侧下方能感应随动原件的感应区域内各设置两个感应开关，分别记为第一感应开关和第二感应开关；搭建串联电路将分区内的所有第一感应开关串联，并搭建并联电路将分区内的所有第二感应开关并联；同时检测所述串联电路和并联电路的通断是否呈周期性变化；当检测到任一分区所述串联电路或并联电路的通断呈非周期性变化时，判断该分区断辊；其中，任一分区辊棒启动前的正常状态下，各随动原件与对应的第一及第二感应开关的相对位置关系一致。通过该种方法，能够实现断辊所在分区的及时、准确判断，有利于维修人员对辊棒的及时更换。

进一步的，随动元件停止在非感应区域时，串联电路的通断呈非周期性变化；随动元件停止在感应区域时，并联电路的通断呈非周期性变化。将辊棒转动的转动位置信号转化为电磁信号，进一步实现了监控的智能化，提高了监控效率。

为了实现上述检测方法，本发明提供一种辊道窑分区断辊检测系统，包括：与各辊棒一一对应的随动原件，其设置在辊棒从动侧；且各该从动侧下方能感应随动原件的感应区域内各设置两个感应开关，分别记为第一感应开关和第二感应开关；串联电路，其串联有任一分区内所有的第一感应开关；并联电路，其串联有任一分区内所有的第二感应开关；检测结果处理单元，用于在相应分区启动后，同时检测所述串联电路和并联电路的通断是否呈周期性变化，当检测到任一分区所述串联电路或并联电路的通断呈非周期性变化时，判断该分区断辊；其中，任一分区辊棒启动前的正常状态下，各随动原件与对应的第一及第二感应开关的相对位置关系一致，通过该系统，经济可靠的实现了上述分区断辊的检测方法。

进一步的，所述串联电路和并联电路共用电源，使电路更加简洁可靠。

进一步的，所述随动元件沿辊棒轴线方向上的宽度大于第一、第二感应开关沿辊棒轴线方向上的宽度和，使第一、第二感应开关能及时准确的与随动元件发生感应作用。

进一步的，所述随动元件为磁块，所述第一、第二感应开关为磁感应器，该种磁感应器对温度不敏感，适合工作现场的高温环境，即在辊道窑较高温度下能工作较长时间。

进一步的，所述检测结果处理单元包括工控机，易于实现对多条辊道窑的所有辊棒的智能监控。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的分区断辊检测方法，克服了辊道窑断辊检测结果不准确的问题，实现了断辊的精确报警，使断辊问题能及时解决。

2、使进一步提高辊道窑的密封性能成为可行，有利于提高辊道窑电池烧结产品的质量。

3、采用磁感应式开关元件，克服检测元件的温度敏感性，极大的延长了检测系统的可靠工作时间。

4、有利于实现工厂辊道窑物联网，实现对工厂辊道窑所有辊棒及其他的整体精细监控，提高了工厂整体运作效率。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例公开的断辊检测结构示意图。

图2是本发明优选实施例公开的检测电路连接示意图。

图3是本发明优选实施例公开的断辊检测信号传递路线示意图。

图4是本发明优选实施例公开的辊道窑正常工作检测单元检测信号示意图。

图5是本发明优选实施例公开的第1断辊情况结构示意图。

图6是本发明优选实施例公开的第1断辊情况检测信号示意图。

图7是本发明优选实施例公开的第2断辊情况结构示意图。

图8是本发明优选实施例公开的第2断辊情况检测信号示意图。

图9是本发明优选实施例公开的辊道窑分区断辊检测方法流程图。

1、辊棒；2、第一磁感应器；3、第二磁感应器；4、磁块；6、检测结果处理单元；7、串联电路；8、并联电路；10、工控机。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

本发明实施例首先公开一种辊道窑分区断辊检测系统，包括：

与各辊棒一一对应的随动原件，其设置在辊棒从动侧，且各该从动侧下方能感应随动原件的感应区域内各设置两个感应开关，分别记为第一感应开关和第二感应开关。

串联电路，其串联有任一分区内所有的第一感应开关。

并联电路，其并联有任一分区内所有的第二感应开关。

检测结果处理单元，用于在相应分区启动后，同时检测串联电路和并联电路的通断是否呈周期性变化，当检测到任一分区串联电路或并联电路的通断呈非周期性变化时，判断该分区断辊。

其中，任一分区辊棒启动前的正常状态下，各随动原件与对应的第一及第二感应开关的相对位置关系一致。

在本实施例中，可选的，分区内串联电路和并联电路可以共用同一电源，随动元件可以采用磁块，对应的第一、第二感应开关采用磁感应器，检测结果处理单元由工控机和电流传感器予以实现(在其他实施例中，采集串联电路和并联电路通断信息的电流传感器也可以替换成本领域技术人员所熟知的其他传感器，本实施例不做赘述)。优选的，检测结果处理单元采用第一电流传感器采集串联电路的通断信号，并采用第二电流传感器采集并联电路的通断信号，其中该第一和第二电流传感器在具体部署时，可以是磁感应式的电流传感器，其分别套接在相应串联电路和并联电路的线缆上，根据整体电路的通断产生对应的输出结果然后传送给工控机，进而由工控机检测该串联电路和并联电路的通断是否呈周期性变化，当检测该串联电路或并联电路的通断呈非周期性变化时，判断该分区断辊，下面以此为场景结合附图对上述系统对进一步描述：

如图1所示，辊道窑的每个分区内均匀安装有辊棒1，分区内部的所有辊棒1均由同一个电机驱动，保证每个分区内部的所有辊棒1的转速相等。驱动电机设置的一侧为主动侧，对应的另一侧为从动侧。为了准确判断断辊所在分区位置，在所有分区的每根辊棒1露出辊道窑的从动侧端部设置随动元件，随动元件为磁感应元件磁块4，磁块4随辊棒1周期性匀速转动。正常运转情况下，所有磁块4同时启动并同时停止。在能感应磁块4的下方各设置两个磁感应开关，为第一感应开关和第二感应开关，均采用磁感应器，分别记为第一磁感应器2和第二磁感应器3。磁块4沿辊棒轴线方向上的宽度大于第一磁感应器2和第二磁感应器3沿辊棒轴线方向上的宽度和，确保能准确及时与磁块4发生感应作用，完成闭合和断开的动作，分区内的磁感器的信号通过检测结果处理单元6完成信号的处理及断辊位置的判断。本实施例中，任一棍棒下方的第一和第二感应开关只要各处在一个串联电路和一个并联电路中即可完成本发明的目的，但为便于清楚的布线，优选的，可以将同一分区内各棍棒下方的第一和第二感应开关排成两列，其中一列串联，一列并联。

如图2所示，将各个分区内的所有第一磁感应器2串联连接，组成串联电路7；将各个分区内的所有第二磁感应器3并联连接，组成并联电路8。串联电路7和并联电路8可以共用一个电源，也可以各自单独使用电源供电。当由电流传感器和工控机10组成的检测结果处理单元6检测到任一分区的串联电路7或并联电路8的通断呈非周期性变化时，判断该分区断辊。进一步的，该工控机10还用于及时将断辊所在分区显示，同时触发声音报警等其他报警装置。如图3所示，辊道窑会存在多个检测分区，各检测分区对应的电流传感器都与工控机10进行关联，便于工控机10对整体辊道窑的集中监控。

其中，当分区内辊棒1正常运转时：

如图1所示，同一分区内固定在辊棒1上的磁块4周期性的转动，由于任一分区辊棒启动前的正常状态下，各随动原件与对应的第一及第二感应开关的相对位置关系一致，因此，与之对应的第一磁感应器2和第二磁感应器3也周期性的断开与闭合，相应串联电路7和并联电路8同时通电和断电，串联电路7中的第一电流传感器和并联电路8中的第二电流传感器所检测到电路的信号呈周期性，检测结果如图4所示。

当分区内的辊棒1发生断裂时，辊棒1断成两截，结果导致从动侧的断裂部分停止运动，而停止的情况有以下两种：

1、第一种断裂情况：

如图5所示，辊棒断裂并停止在磁块4能与第一磁感应器2和第二磁感应器3发生感应作用并闭合的位置时，该处的第一磁感应器2和第二磁感应器3由于感应作用闭合。第一磁感应器2因为是串联连接方式，对串联电路7的通断没有影响，第一电流传感器检测到的信号依然呈周期性变化；第二磁感应器3因为是并联连接方式，并联电路8的会因此一直保持导通状态，因而第二电流传感器检测到的信号会转变为非周期形式，如图6所示。非周期性的信号传至工控机10分析处理，并由工控机10将断辊所在分区的信息显示出来，维修人员即可迅速至所在断辊分区找出断辊，并及时更换。

2、第二种断裂情况：

如图7所示，辊棒断裂并停止在磁块4不能与第一磁感应器2和第二磁感应器3发生感应作用的位置时，该处的第一磁感应器2和第二磁感应器3由于不能发生感应作用断开。第一磁感应器2因为是串联连接方式，串联电路7会因此而一直保持断路状态，第一电流传感器检测到的信号转变为非周期形式，如图8所示，第二磁感应器3因为是并联连接方式，对并联电路8不会有影响，因而第二电流传感器检测到的信号会保持周期形式。非周期性的信号传至工控机10分析处理，并由工控机10将断辊所在分区的信息显示出来，维修人员即可迅速至所在断辊分区找出断辊，并及时更换。

本发明的分区断辊检测系统，不仅克服了辊道窑断辊检测结果不准确的问题，实现了断辊的精确报警，使断辊问题能及时解决。也有利于实现进一步提高辊道窑的密封性，提高辊道窑内烧结产品的质量。同时，也有利于实现工厂辊道窑物联网，实现对工厂辊道窑的整体精细监控，提高了工厂整体运作效率。

实施例2

与上述实施例1相对应的，本实施例公开一种辊道窑分区断辊检测方法，如图9所示，包括：

步骤S1、在任一辊棒从动侧下方能感应随动原件的感应区域内各设置两个感应开关，分别记为第一感应开关和第二感应开关。其中，任一分区辊棒启动前的正常状态下，各随动原件与对应的第一及第二感应开关的相对位置关系一致。

步骤S2、搭建串联电路将分区内的所有第一感应开关串联，并搭建并联电路将分区内的所有第二感应开关并联。

步骤S3、同时检测串联电路和并联电路的通断是否呈周期性变化，当检测到任一分区串联电路或并联电路的通断呈非周期性变化时，判断该分区断辊。

如图5至图8，当随动元件停止在非感应区域时，串联电路的通断呈非周期性变化；当随动元件停止在感应区域时，并联电路的通断呈非周期性变化。

综上，本发明实施例公开的辊道窑分区断辊检测方法及系统，优点在于：

1、本发明的分区断辊检测方法，克服了辊道窑断辊检测结果不准确的问题，实现了断辊的精确报警，使断辊问题能及时解决。

2、使进一步提高辊道窑的密封性能成为可行，有利于提高辊道窑电池烧结产品的质量。

3、采用磁感应式开关元件，克服检测元件的温度敏感性，极大的延长了检测系统的可靠工作时间。

4、有利于实现工厂辊道窑物联网，实现对工厂辊道窑所有辊棒及其他的整体精细监控，提高了工厂整体运作效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。