全文摘要
本实用新型一种风门阀开度检测单元及监控装置，属于煤矿通风检测领域；所要解决的技术问题是提供了成本较低、操作简便的风门阀开度检测单元及监控装置；解决该技术问题采用的技术方案为：一种风门阀开度检测单元，包括控制器和在风门阀挡板两端的阀体内壁上沿与挡板转轴垂直的方向相对设置的至少一对光发射器和光接收器，光发射器和光接收器的连线距挡板转轴的距离不大于风门阀挡板的半径，控制器的光信号输入端与光接收器的输出端电性连接；本实用新型可广泛应用于风门阀的实时开度领域。
主设计要求
1.一种风门阀开度检测单元，其特征在于：包括控制器（7）和在风门阀挡板（2）两端的阀体内壁上沿与挡板转轴（3）垂直的方向相对设置的至少一对光发射器（4）和光接收器（5），光发射器（4）和光接收器（5）的连线距挡板转轴（3）的距离不大于风门阀挡板（2）的半径，控制器（7）的光信号输入端与光接收器的输出端电性连接。
设计方案
1.一种风门阀开度检测单元，其特征在于：包括控制器（7）和在风门阀挡板（2）两端的阀体内壁上沿与挡板转轴（3）垂直的方向相对设置的至少一对光发射器（4）和光接收器（5），光发射器（4）和光接收器（5）的连线距挡板转轴（3）的距离不大于风门阀挡板（2）的半径，控制器（7）的光信号输入端与光接收器的输出端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种风门阀开度检测单元，其特征在于：所述光发射器（4）和\/或所述光接收器（5）安装在阀体内壁上的安装孔（6）内。
3.根据权利要求1所述的一种风门阀开度检测单元，其特征在于：还包括显示器（8），显示器（8）的输入端与所述控制器（7）的显示输出端连接。
4.一种风门阀开度监控装置，其特征在于：包括权利要求1-3之一所述的风门阀开度检测单元和带动所述挡板转轴（3）转动的转动机构。
5.根据权利要求4所述的一种风门阀开度监控装置，其特征在于：所述转动机构为位于阀体外壁的手柄。
6.根据权利要求4所述的一种风门阀开度监控装置，其特征在于：所述转动机构为电机，电机的转轴与所述挡板转轴（3）配合连接，电机的驱动输入端与所述控制器（7）的电机信号输出端连接。
7.根据权利要求4所述的一种风门阀开度监控装置，其特征在于：还包括通信模块（10），通信模块（10）的有线端与所述控制器（7）的通信端相连，通信模块（10）的无线端与井上和\/或井下的控制中心无线连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种阀门开度监测，特别是涉及一种风门阀开度检测单元及监控装置。
背景技术
煤矿井下有瓦斯，如果空气不流通，瓦斯浓度聚集到一定程度，就有可能会产生瓦斯爆炸，危及矿井和人生安全，为保证井下能正常作业，必须对矿井进行通风。为防止风路短路，通常在风道中设置风门阀，一般对风门阀的开度有特定的要求，通过手动或者电动的方式打开到特定的开度。
现有技术中，通常通过限位开关或接近开关来检测风门阀的开度是否达到了特定开度。如公开号为CN207195264U的中国专利披露了一种煤矿主通风机监测控制系统，在[0029]段中公开了主风门状态采集单元和备用风门状态采集单元均包括限位开关。主控PLC通过限位开关检测实时的主风门开度值，备控PLC通过限位开关检测实时的备用风门开度值。公开号为CN201748468U的中国专利披露了一种燃气锅炉烟气含氧量控制系统，包括通过导线依次电连接在一起的PLC、风机变频器以及鼓风机，鼓风机通过锅炉燃烧器向锅炉内输送空气，锅炉燃烧器的进气端连接着一台与气源相连的燃气流量变送器，燃气流量变送器的控制端与PLC相连，锅炉燃烧器上还设置着一进风风门开度检测装置，该风门开度检测装置与所说的PLC相连。所说的风门开度检测装置为位置开关或接近开关。虽然通过限位开关或接近开关能够检测风门阀的开度是否达到了特定开度，但是，无法实时检测风门阀的实际开度，不利于根据井下瓦斯浓度实时调整开度。
实用新型内容
本实用新型一种风门阀开度检测单元及监控装置，克服了现有技术存在的不足，提供了一种成本较低、操作简便的风门阀开度检测单元及监控装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种风门阀开度检测单元，包括控制器和在风门阀挡板两端的阀体内壁上沿与挡板转轴垂直的方向相对设置的至少一对光发射器和光接收器，光发射器和光接收器的连线距挡板转轴的距离不大于风门阀挡板的半径，控制器的光信号输入端与光接收器的输出端电性连接。
进一步，所述光发射器和\/或所述光接收器安装在阀体内壁上的安装孔内。
进一步，还包括显示器，显示器的输入端与所述控制器的显示输出端连接。
一种风门阀开度监控装置，包括上述的风门阀开度检测单元和带动所述挡板转轴转动的转动机构。
进一步，所述转动机构为位于阀体外壁的手柄。
进一步，所述转动机构为电机，电机的转轴与所述挡板转轴配合连接，电机的驱动输入端与所述控制器的电机信号输出端连接。
进一步，还包括通信模块，通信模块的有线端与所述控制器的通信端相连，通信模块的无线端与井上和\/或井下的控制中心无线连接。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
1.本实用新型中的风门阀开度检测单元能够获得实时风门阀的实时开度，且结构简单，容易实现，成本较低。
2.本实用新型的发射器和光接收器设在安装孔内，避免它们伸出阀体内壁表面，阻挡挡板翻转，便于安装。
3.本实用新型的转动机构可以采用电机驱动，自动化测试和控制风门阀的开度，节省人力。
4.本实用新型设有通信模块，便于远程测试和控制风门阀的开度，以便控制中心根据井下瓦斯浓度调整风门阀的开度。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的风门阀开度检测单元的结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的风门阀开度监控装置的系统框图。
图3为本实用新型实施例提供的控制器的内部结构图。
图中，1-阀体；2-风门阀挡板；3-挡板转轴；4-光发射器；5-光接收器；6-安装孔；7-控制器；8-显示器；9-电机；10-通信模块；11-控制中心。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
本实用新型公开了一种风门阀开度检测单元，其包括在风门阀挡板2两端的阀体1内壁上沿与挡板转轴3垂直的方向相对设置的至少一对光发射器4和光接收器5，对应的光发射器4和光接收器5位于挡板转轴3的同一侧；以及控制器7；控制器7的光信号输入端与光接收器5的输出端电性连接。
在本实施方式中，风门阀包括圆桶形的阀体1，在阀体1中设置了可翻转的挡板，挡板的的翻转角度不同，代表了风门阀的不同开度。如图1所示为本风门阀开度检测单元的一种结构示意图，挡板转轴3可设置在风门阀挡板2的中部或一侧。风门阀开度为零时，风门阀挡板2竖直，如图1中的实线位置，当风门阀挡板2随着挡板转轴3转动时，如图1中的虚线位置，风门阀有一定的开度。多对光发射器4和光接收器5在阀体1内壁上沿挡板转轴3的垂直线依次排列，优选的，该垂直线为中垂线。光发射器4和光接收器5如图所示可位于挡板转轴3的左侧或者右侧。
在本实施方式中，当风门阀挡板2从竖直位置开始逆时针转动时，开度逐渐增大时，随着风门阀挡板2的转动，光接收器5按照距离挡板转轴3由近及远的顺序依次无法接收到光发射器4的信号，输出低电平，当所有光接收器5都输出低电平时，表示开度最大。反之，风门阀挡板2从开度最大开始顺时针转动时，光接收器5按照距离挡板转轴3由远及近的顺序依次能够接收到光发射器4的信号，输出高电平。光发射器4优选但不限于为发光二极管，可选择红光、蓝光以及红外等发光二极管，光接收器5可选择光电二极管，发光二极管和光电二极管的种类和型号繁多，在选配的时候，注意匹配两者的波长范围。优选的，光发射器4和光接收器5还可选择对射型的光电开关，如选择杭州赛加得传感器有限公司提供的GL18型光电开关，其体积小，便于安装。
在本实用新型的一种优选实施方式中，光发射器4和\/或光接收器5安装在阀体1内壁上的安装孔内。
在本实施方式中，安装孔可为盲孔或者通孔，当为通孔时，注意密封光电发射器和光接收器5与通孔的缝隙，以免影响风路密闭性。
在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括显示器8，显示器8的输入端与控制器7的显示输出端连接。
在本实施方式中，显示器8优选但不限于为多个LED显示灯、LCD显示单元等。
在本实用新型的一种优选实施方式中，如图3所示，为风门阀开度检测单元中控制器7的结构图。在该实施方式中，包含了3对如图1所示设置的光发射器4和光接收器5，该控制器7包括与每对光发射器4和光接收器5对应的LED灯（LED1、LED2和LED3），第一三极管T1、第二三极管T2、第三三极管T3、第一非门、第二非门和第三非门。
在本实施方式中，第一光接收器的输出端与第一非门的输入端连接，第一非门的输出端与第一三极管T1的基极连接，第一三极管T1的发射极与地连接，第一三极管T1的集电极与第一LED灯的阴极连接，第一LED灯的阳极与电源端连接；第二光接收器的输出端与第二非门的输入端连接，第二非门的输出端与第二三极管T2的基极连接，第二三极管T2的发射极与地连接，第二三极管T2的集电极与第二LED灯的阴极连接，第二LED灯的阳极与电源端连接；第三光接收器的输出端与第三非门的输入端连接，第三非门的输出端与第三三极管T3的基极连接，第三三极管T3的发射极与地连接，第三三极管T3的集电极与第三LED灯的阴极连接，第三LED灯的阳极与电源端连接。在风门阀挡板沿挡板转轴翻转的过程中，即风门阀开度的变化中，开度的变化导致了所有光接收器输出的信号高低电平变化，从而控制器获得了风门阀的实时开度。随着风门阀挡板2从竖直位置逆时针转动，按照第一LED灯、第二LED灯、第三LED灯的顺序依次点亮，表示开度逐渐增大，当风门阀挡板2从开度最大位置顺时针转动，按照第三LED灯、第二LED灯、第一LED灯的顺序依次熄灭，表示开度逐渐减小。
本实用新型还公开了一种风门阀开度监控装置，如图2所示，包括在风门阀上设置有上述的风门阀开度检测单元，以及带动挡板转轴3转动的转动机构。
在本实用新型的一种优选实施方式中，转动机构为位于阀体1外壁的手柄。
在本实施方式中，手柄的一端与挡板转轴3固定连接，如卡键配合连接、焊接等，手柄另一端为握持端，为便于握持握持端可为曲柄形式。
在本实用新型的一种优选实施方式中，转动机构为电机9，电机9的转轴与挡板转轴3配合连接，电机9的驱动输入端与控制器7的电机9信号输出端连接。
在本实施方式中，电机9优选但不限于为直流电机，其型号优选但不限于为R300C。控制器7可选择PLC或者单片机等微处理器，如控制器7型号优选但不限于STM32F4。控制器7的电机信号输出端可为D\/A管脚，其输出不同电压以驱动电机9转轴转动不同的角度。电机9的转轴与挡板转轴3紧固连接，如键配合连接。
在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括通信模块10，通信模块10的有线端与控制器7的通信端相连，通信模块10的无线端与井上和\/或井下的控制中心11无线连接。
在本实施方式中，通信模块10优选但不限于为zigebee、WIFI或GSM等通信方式，通信模块10可选用ESP8266及其外围电路，具体电路结构参照芯片手册，在此不再赘述。通信模块10和控制器7可通过I2C等串口通信连接。控制中心11为PC电脑或PLC等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920103207.X
申请日:2019-01-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:14(山西)
授权编号:CN209342043U
授权时间:20190903
主分类号:G01B 11/00
专利分类号:G01B11/00;G01M13/003
范畴分类:31B;
申请人:山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿
第一申请人:山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿
申请人地址:046031 山西省长治市故县潞安集团王庄煤矿
发明人:吕向东;刘水旺;曹旭生;余方超;韩院生;刘军;屈志民;王文景
第一发明人:吕向东
当前权利人:山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿
代理人:王瑞玲
代理机构:14110
代理机构编号:太原晋科知识产权代理事务所（特殊普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：通信论文;