一种磨损状态在线监测传感器的制作方法

1.本实用新型属于设备磨损监测技术领域，具体涉及一种磨损状态在线监测传感器。


背景技术：

2.在散料输送过程中，散料与输送设备侧壁摩擦容易导致设备磨损，因此在散料输送设备的设计制造和使用中，为了提高散料输送设备的使用寿命，通常需要在输送设备与散料接触的壁面上安装陶瓷、铸造、高分子以及堆焊耐磨钢板等多种材料制成的衬板，或直接采用增加厚度的耐磨钢板制成输送设备的壁面。散料与衬板不断摩擦，导致衬板磨损，进而出现物料撒漏、衬板脱落割伤胶带以及设备损坏等问题，因此磨损监测是避免设备失效，提高设备使用寿命的有效手段。
3.散料输送行业长期依靠人工对设备磨损进行监测，主要是定期通过人工在停机状态下进入输送设备内部通过目测、卡尺测量或者超声波探测仪进行检查，工作环境极其恶劣且危险性极大，容易导致安全事故，而且在光线较暗、位置较高的地方不易监测。此外，人工监测离线监测，不能实时监测磨损状况，存在检查不及时，容易导致设备磨漏。超声波探测仪虽然是一种无损监测方式，但是无法监测非金属材料和母板与衬板相组合的结构，这是由于母板与衬板之间存在缝隙，会影响超声波的信号传输，因此在实际工作中由于监测不到位而导致的衬板脱落、磨穿设备、物料撒漏、胶带撕裂等故障频繁发生，为设备运行带来较大的安全隐患。
4.综上，本技术提出一种能够在线监测散料输送设备磨损状态的传感器，以解决行业中对落料管、衬板、磨煤机等设备的磨损难以进行有效监测的难题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的问题是，提供一种磨损状态在线监测传感器。
6.本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：
7.一种磨损状态在线监测传感器，包括信号灯和探头；其特征在于，该传感器还包括外壳、信号处理芯片和电池；
8.所述信号处理芯片和电池均安装在外壳内，电池与信号处理芯片电连接；多个长度不同的探头沿传感器的长度方向布置在外壳内，多个探头的长度由外壳端部向中部逐渐变短，所有探头的探测端均指向外壳的一端，所有探头均与信号处理芯片连接；信号灯安装在外壳的另一端，与信号处理芯片电连接。
9.所述外壳为沉头结构，包含圆台段和圆柱段，圆台段和圆柱段的外表面均设有螺纹。
10.所述外壳为螺柱结构。
11.所述外壳的外表面标注有刻度线。
12.所述外壳上还设有接线柱和信号发射天线，接线柱与通信电缆连接，信号发射天线用于无线传输监测信号。
13.所述信号处理芯片上集成有探头信号处理模块、无线通信模块、信号输出模块、信号灯管理模块、电源管理模块和设备id识别模块。
14.所述外壳采用不锈钢或塑料制成。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.1.该传感器将信号处理芯片和探头均封装在外壳内，外壳的外表面设有螺纹，方便安装，适用于多种工况条件，比如母板与衬板组合结构、母板无衬板结构，衬板可以采用不同材料制成，例如高铬铸造衬板、高铬堆焊衬板或者nm500等耐磨钢板，也可以采用橡胶、陶瓷、高分子等非金属材料制成，克服了超声波探测仪无法监测非金属材料和母板与衬板组合结构磨损状态的缺陷，通用性更强。
17.2.传感器具有广泛的使用场景，外壳有沉头结构和螺柱结构，可以根据具体的安装条件和设备选用不同的结构形式，适用于散料输送配套的落料管、收料漏斗、散料储罐、溜槽、磨机、储料器、导料槽等，适用于矿石、煤炭、水泥、粮食等散料的运输过程中磨损状态监测。
18.3.传感器的信号处理芯片上集成有多个模块，结构紧凑，既能独立使用，又能将监测信号通过无线或有线方式传输至监测系统，实现磨损状态的在线实时监测，为设备检修提供了数据基础，可有效提高监测效率，提高监测准确性、及时性和安全性，降低设备运行及维护成本。
附图说明
19.图1为本实用新型的外壳为螺柱结构的整体结构示意图；
20.图2为本实用新型的外壳为螺柱结构沿传感器轴向的剖视图；
21.图3为本实用新型的外壳为沉头结构的整体结构示意图；
22.图4为本实用新型的外壳为沉头结构沿传感器轴向的剖视图；
23.图5为本实用新型的外壳为螺柱结构的安装示意图；
24.图6为本实用新型的外壳为沉头结构的安装示意图；
25.图中，1
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外壳；2
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信号处理芯片；3
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电池；4
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信号灯；5
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探头；6
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螺母；7
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衬板；8
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母板。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例和附图对本实用新型的技术方案进行详细描述，但并不以此限定本技术的保护范围。
27.本实用新型为一种磨损状态在线监测传感器(简称传感器，参见图1
‑
6)，包括外壳1、信号处理芯片2、电池3、信号灯4和探头5；
28.所述外壳1为两端封闭的中空壳体，信号处理芯片2和电池3均安装在外壳1内，电池3与信号处理芯片2电连接；多个长度不同的探头5沿传感器的长度方向布置在外壳1内，多个探头5的长度由外壳1端部向中部逐渐变短，所有探头5的探测端均指向外壳1的一端，探头5的数量根据测量要求或者工况设定，所有探头5均与信号处理芯片2连接，信号处理芯
片2接收不同探头的通断信号，进而监测不同的磨损状态；信号灯4安装在外壳1的另一端，与信号处理芯片2电连接，通过信号灯亮/灭组合和颜色变化来提示磨损状态以及预警。
29.所述外壳1上的还设有接线柱(图中未画出)和信号发射天线(图中未画出)，通过接线柱与通信电缆连接，利用有线方式将监测信号传输至监测系统；或者通过信号发射天线，利用无线方式将监测信号传输至监测系统。
30.所述外壳1为沉头结构，包含圆台段和圆柱段，圆台段和圆柱段的外表面均设有螺纹，与母板8和\或衬板7螺纹连接，并通过螺母6锁紧，此种结构适用于从设备内部安装该传感器(参见图6)，适用于新建项目；外壳1也可以为直通的螺柱结构，此结构适用于从设备外部安装该传感器(参见图5)，适用于项目改造，可以根据实际情况选择安装方式和位置。外壳1上标注有安装用的刻度线，不需要通过其他工具即可对安装深度和安装是否到位进行检查，保证安装质量。
31.所述外壳1可以采用不锈钢等金属材料制成，适用于具有一定内压力、直接冲击力以及需要起到紧固作用的安装位置，传感器受到的扭矩小于1200牛
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米；外壳也可以采用塑料等非金属材料制成，适用于未受到冲击以及非紧固作用的安装位置。
32.所述信号处理芯片2上集成有探头信号处理模块、无线通信模块、信号输出模块、信号灯管理模块、电源管理模块和设备id识别模块；探头信号处理模块与信号输出模块连接，探头信号处理模块接收探头的通断信号并进行处理，得到监测信号，监测信号从信号输出模块输出，并通过无线通信模块或者通信电缆传输至监测系统。
33.本实用新型的工作原理和工作流程是：
34.将传感器插装在设备待监测位置，并通过螺母6锁紧，探头5的探测端指向的外壳1端面与设备上的衬板7或母板8的内侧面平齐，在监测的初始阶段所有探头5均为联通状态，信号灯显示绿色，表示磨损状态正常；在散料输送过程中，散料在磨损衬板7或母板8的同时也磨损传感器的外壳1，磨损到最长的探头的探测端时，该探头为断开状态，即该探头的信号断开，表示衬板7或母板8磨损到第一设定厚度，此时信号灯4显示黄色；其余探头5的通断信号同理，每个探头5对应一个设定厚度和信号灯颜色，当磨损到相应探头5的探测端时，信号灯4显示相应的颜色，信号灯的显示颜色和形式不限，此处只是举例说明；与此同时，传感器将监测信号通过无线或者有线的方式传输至监测系统，实现磨损状态的在线监测。该传感器的通信技术和信号处理芯片2上集成的各模块均是本领域技术人员所熟知的。
35.本实用新型未述及之处适用于现有技术。