一种提升设备安全预警系统的制作方法

本发明涉及提升设备，更具体地说，本发明涉及一种提升设备安全预警系统。

背景技术：

1、矿井提升设备是矿井生产中的主要设备之一，是井下与地面之间运送物料及人员的纽带，提升设备的安全预警对于井下作业起着至关重要的作用，矿井提升机安全预警，是通过矿井提升机各组成系统安全监测数据的分析，从而对提升机安全的现状和未来进行评价和预测，确定提升机安全状况及其变化趋势，预报异常情况的时空范围和可能危害程度，及时给出安全状况恶化的各种警报信息及相应的综合对策。对于提升设备的安全预警主要体现在速度异常、钢丝绳缺陷检测以及超载荷运行监测上。

2、提升设备的速度异常监测已经非常成熟，通过对提升机运行的状态进行监测即可准确判断，目前主要攻坚点集中在对钢丝绳的无损检测上，常用的为钢丝绳电磁无损检测技术和图像处理技术。

3、然而，钢丝绳在矿井提升设备实际运行时，由于井下作业环境的特点，一方面承受较大的摆动力，另一方面容易卷入异物导致钢丝绳断丝，这都会带来很大的安全隐患。钢丝绳电磁无损检测技术只能对已经产生缺陷的钢丝绳进行准确判断，却不能在钢丝绳发生缺陷之前进行提前预警，比如提前检测到异物或钢丝绳的异常偏移等。因此，能够提前对钢丝绳的异常进行准确分析判断，就能够进一步提高提升设备的安全预警效果，从而更大程度地规避风险。图像处理技术虽然能够实现提前检测判断的效果，但是图像获取响应并不能满足钢丝绳的高速运行，容易产生较大的误差。

4、光幕检测技术常用在电梯层门或闸机中，光幕传感器的光幕发射端内有若干个红外发射管，发射接收管对光幕发射端发射出的光线接收，形成多路扫描，通过这种自上而下连续扫描，形成一个密集的红外线保护光幕。当其中任何一束光线被阻挡时，由于无法实现光电转化，进而判断是否被遮挡。

5、目前也有利用光电检测技术对钢丝绳进行检测的方案，例如申请号为cn201510650269.9的一种立井提升钢丝绳横向摆动位移检测装置及方法，其装置包括支撑架、纵向激光器、纵向摄像头、纵向遮光罩、横向激光器、横向摄像头、横向遮光罩、信号处理器，支撑架固定在立井提升井口井架上，在支撑架内壁上分横向和纵向设有横向激光器、纵向激光器，在两激光器背部沿激光器投射方向设有横向摄像头、纵向摄像头，两摄像头拍摄各自激光器照射到钢丝绳后在支撑架内壁上的投影图像，并传送给信号处理器。采用正交的两个激光器对钢丝绳进行照射，利用摄像头拍摄各自对应激光器照射到钢丝绳后的投影图像，即可实时检测钢丝绳沿自身横截面在x-y两个方向上横向摆动位移量。但是该专利由于仅仅采用单束光线结合摄像头，仍然能够提前准确地判断出钢丝绳的偏移量，具有一定的滞后性，且不能及时发现钢丝断丝或缠绕异物的问题。

6、针对上述问题，本发明提出了一种提升设备安全预警系统，旨在提前准确地预警提升设备中钢丝绳的缺陷，更大程度地规避风险。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种提升设备安全预警系统，包括：

2、监测模块，所述监测模块包括第一光幕检测单元和第二光幕检测单元，所述第一光幕检测单元与第二光幕检测单元均采用多个等距分布的光幕检测传感器，且形成m行n列的光线穿过钢丝绳，并实时监测钢丝绳对光线的遮挡信息；

3、分析模块，通过接收监测模块中钢丝绳的遮挡信息，对提升设备的钢丝绳进行偏移分析和缺陷分析；

4、预警模块，用于当提升设备的钢丝绳达到风险值时进行报警工作。

5、作为本发明进一步的方案，所述遮挡信息的构建为：在所述第一光幕检测单元形成的阵列光线中构建第一坐标系，在所述第二光幕检测单元的阵列光线中构建第二坐标系；

6、所述第一光幕检测单元和第二光幕检测单元上的光幕检测传感器发射的每束光线均对应所述第一坐标系和第二坐标系不同的坐标点，钢丝绳穿过所述第一光幕检测单元和第二光幕检测单元时对光幕检测传感器发射的部分光线进行遮挡，被遮挡的光线形成多个遮挡坐标点；

7、筛选钢丝绳的左右边界坐标点集和为和，并标记为初始坐标点，

8、其中，为钢丝绳在x轴方向钢丝绳最左侧被遮挡的最边界点，为钢丝绳的直径。

9、作为本发明进一步的方案，所述第一光幕检测单元的光线与所述第二光幕检测单元的光线相互垂直且呈交替分布。

10、作为本发明进一步的方案，所述分析模块包括：

11、偏移分析单元，用于分析钢丝绳的偏移状态；

12、缺陷分析单元，用于分析钢丝绳的表面缺陷。

13、作为本发明进一步的方案，所述偏移分析单元通过提升设备的钢丝绳在第一光幕检测单元或第二光幕检测单元发射的光线坐标中发生的变化，判断偏移角度。

14、作为本发明进一步的方案，所述偏移角度的分析过程为：

15、当钢丝绳发生角度偏移，遮挡坐标点也将发生变化，获取变化最大的边界坐标点和变化最小的边界坐标点计算偏移角度，

16、其中，为钢丝绳变化最大的坐标点在y轴方向的点位，

17、为钢丝绳变化最小的坐标点在y轴方向的点位，

18、为钢丝绳1在x轴方向的最大偏移量，为钢丝绳1在x轴方向的最小偏移量。

19、作为本发明进一步的方案，所述缺陷分析单元通过提升设备的钢丝绳在第一光幕检测单元或第二光幕检测单元发射的光线任一局部坐标中发生的变化，判断钢丝绳的残缺量或突出量。

20、作为本发明进一步的方案，所述残缺量或突出量判断为：有残缺部分或携带异物的钢丝绳在经过第一光幕检测单元或第二光幕检测单元时，遮挡坐标点的减少或增加。

21、作为本发明进一步的方案，所述预警模块包括报警单元和信号发送单元，当钢丝绳状态达到安全阈值发出报警并将钢丝绳异常信息发送给终端。

22、作为本发明进一步的方案，所述预警模块预警条件为：

23、当钢丝绳的偏移角度超出容许最大偏角时；

24、或遮挡坐标点大于初始坐标数量两个时；

25、或遮挡坐标点小于初始坐标数量一个时。

26、本发明的技术效果和优点：

27、1、本发明通过偏移分析单元通过提升设备的钢丝绳在第一光幕检测单元或第二光幕检测单元发射的光线坐标中发生的变化，判断偏移角度，从而及时发现钢丝的偏移，进行提前预警，有效规避风险的发生。

28、2、本发明通过缺陷分析单元通过提升设备的钢丝绳1在第一光幕检测单元或第二光幕检测单元发射的光线任一局部坐标中发生的变化，判断钢丝绳的残缺量或突出量，当钢丝绳1发生断丝或缠绕异物时，该部分的钢丝绳在经过第一光幕检测单元或第二光幕检测单元时，遮挡坐标点会减少或增加，当遮挡坐标点大于初始坐标数量两个时或遮挡坐标点小于初始坐标数量一个时，进行安全预警，从而能够进一步提高提升设备的安全预警效果，从而更大程度地规避风险。

技术特征：

1.一种提升设备安全预警系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述遮挡信息的构建为：在所述第一光幕检测单元形成的阵列光线中构建第一坐标系，在所述第二光幕检测单元的阵列光线中构建第二坐标系；

3.根据权利要求1中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述第一光幕检测单元的光线与所述第二光幕检测单元的光线相互垂直且呈交替分布。

4.根据权利要求3中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述分析模块包括：

5.根据权利要求4中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述偏移分析单元通过提升设备的钢丝绳在第一光幕检测单元或第二光幕检测单元发射的光线坐标中发生的变化，判断偏移角度。

6.根据权利要求5中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述偏移角度的分析过程为：

7.根据权利要求4中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述缺陷分析单元通过提升设备的钢丝绳在第一光幕检测单元或第二光幕检测单元发射的光线任一局部坐标中发生的变化，判断钢丝绳的残缺量或突出量。

8.根据权利要求7中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述残缺量或突出量判断为：有残缺部分或携带异物的钢丝绳在经过第一光幕检测单元或第二光幕检测单元时，遮挡坐标点的减少或增加。

9.根据权利要求1中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述预警模块包括报警单元和信号发送单元，当钢丝绳状态达到安全阈值发出报警并将钢丝绳异常信息发送给终端。

10.根据权利要求9中所述的提升设备安全预警系统，其特征在于，所述预警模块预警条件为：

技术总结本发明公开了一种提升设备安全预警系统，具体涉及提升设备技术领域，包括：监测模块，所述监测模块包括第一光幕检测单元和第二光幕检测单元，所述第一光幕检测单元与第二光幕检测单元均采用多个等距分布的光幕检测传感器，且形成M行N列的光线穿过钢丝绳，并实时监测钢丝绳对光线的遮挡信息；分析模块，通过接收监测模块中钢丝绳的遮挡信息，对提升设备的钢丝绳进行偏移分析和缺陷分析；预警模块，用于当提升设备的钢丝绳达到风险值时进行报警工作。通过本发明对钢丝绳实时的光幕检测，能够提前准确地预警提升设备中钢丝绳的缺陷，更大程度地规避风险。技术研发人员：李书业,范宏伟,闫明,白磊,李文荣受保护的技术使用者：洛阳万泽电气设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1