050712Z01传感器的选型与安装重点.docx

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050712Z01传感器的选型与安装重点

职业教育机电一体化专业教学资源库

技术资料

产品名称：

传感器的选型与安装

编制人：

孙在松

邮箱：

电话：

编制时间：

2014.12

编制单位：

日照职业技术学院

传感器的选型与安装

2.1传感器的选型与安装

输送带是煤矿生产中的一种主要运输设备,广泛应用在采区上下山、运输大巷及地面运输走廊等场所。

输送带一旦发生事故,将严重影响煤矿安全生产,造成重大经济损失。

因而如何避免事故的发生,保证带式输送机安全、可靠、高效运行,是一项重要的工作。

输送带事故不仅仅指设备本身发生的故障、失效和破损,而且包含产生不良后果的事故。

输送带的事故主要有火灾事故、胶带跑偏事故、胶带撕裂事故等。

所以在输送带的控制系统中，采用了沿线急停开关和跑偏、纵撕、打滑、堆煤、温度检测等传感对输送带运行工况进行全面监测，以确保生产时的人身、设备安全。

传感器本着“安全、可靠、先进、精确”的原则进行选择和设置。

图2-1带式输送机传感器布置图

2.2速度传感器

在带式输送机速度保护中，检测胶带超速故障，需要知道胶带的运行速度，因此设置一个速度传感器来检测胶带的速度。

当胶带负载变轻时，胶带运行速度会马上升高。

胶带一般正常运行速度是2.5m/s，如果速度太高，会对胶带旁边的矿工造成危险；同时若胶带旁边有锋锐的物体，可能会挂破胶带，造成重大事故。

选用矿用本质安全型电气设备，型号为KG5007A速度传感器。

此型号传感器适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，也适用于煤炭、冶金、化工、建材、粮食、运输等行业以及选煤厂、钢铁厂、热电厂、粮库、港口等地面恶劣环境。

它既可与带式输送机电气控制装置配套，也可单独使用，作为输送机胶带速度（加速度）检测、超速保护装置。

速度传感器外形如图2-2。

图2-2KG5007A型速度传感器

主要特点是测速范围广，低速性能好，性能稳定，抗干扰能力强；密封性能好，能在有瓦斯、煤尘、烟雾、水汽等恶劣环境中使用；弹性支架安装，摩擦连接方式。

安装简单方便，适用范围广，运行可靠，测速精确。

（1）使用环境条件和主要技术指标

环境温度：

-20～+40℃

相对湿度：

不大于95％（+25℃）

电源：

DC20～28V，工作电流不大于100mA。

煤矿井下使用时需由本安电源供电。

电流输出：

胶带速度0～Vs，对应电流4～20mA输出（负载电阻≤500Ω）其中Vs——传感器内拨动开关设定的胶带速度额定值

运行信号输出：

当实际带速V≥0.8Vs时，该接点闭合。

设定的额定带速Vs范围：

0.8～6m/s，分20档。

引入电缆外径：

7～12mm。

防爆型式：

矿用本质安全型，“ExibI”。

（2）安装方法

速度传感器安装在每台胶带机的机头，固定在安装架上，使滚轮紧贴胶带。

传感器安装在带式输送机下面，带式输送机运行时，由紧贴胶带的滚轮带动转盘（带有齿槽）在光电传感器凹槽内转动，光电传感器光路通断受齿槽控制，输出相应的方波频率信号。

频率信号经频率/电压变换后，送电压/电流变换电路和电压比较电路。

经电压/电流变换电路输出4～20mA电流信号；经电压比较电路和起动检测电路（或起动外控输入信号）进行处理，并经输出相应的继电器接点信号。

图2-3速度传感器安装图

2.3跑偏传感器

在带式输送机跑偏保护中，带式输送机跑偏的根本原因是输送带在运行过程中，横向受力不平衡。

其跑偏信号通过接入临近拉线急停开关传输。

当皮带跑偏时，皮带碰到跑偏开关的探杆，并带动探杆轴转动，此时与探杆固定在一轴上的凸轮也同时转动，拨动跑偏开关的微动开关发出跑偏信号。

选用矿用本质安全型电气设备，型号为KAP-1跑偏传感器。

此型号传感器是适应煤矿井下有煤尘、瓦斯爆炸危险环境中，作为带式输送机跑偏保护的传感器。

壳体采用钢板模压成型，机械强度高，设计合理，使用方便，动作灵敏可靠，并有机械限位标志。

KAP-1本安型胶带跑偏开关，由壳体、行程开关和立辊组成。

传感器外形如图2-4所示。

图2-4KAP-1型跑偏传感器

（1）型号及主要参数

型号：

KAP-1每级触点数量:

动合节点一个，动断节点1个触点容量：

DC24V,400MA复位方式：

自动复位外形尺寸：

204mm

325mm

142mm

（2）工作原理

跑偏传感器沿带式输送机的两侧按一定间隔成对安装。

胶带运输机在运行过程中，胶带有不正常的偏移时，胶带与跑偏开关的立辊接触，挤压跑偏开关的立辊接触，挤压跑偏开关立辊，使立辊自转并偏移，当立辊偏转到一定动作角度时，开关接点动作发出报警信号。

避免造成重大生产事故的发生。

当胶带机恢复正常运行时，跑偏开关自动恢复到初始正常状态。

（3）安装方法

将跑偏传感器安装在带式输送机两侧托辊支架上。

胶带跑偏开关设置在胶带两侧，在机头、中间和机尾各设一对。

跑偏开关在安装时，应注意使立辊轴线与胶带边沿50~100毫米为宜。

胶带边缘应位于立辊高度的1/3至1/2处为宜，跑偏开关应在胶带两侧成对安装，每隔30米安装一对为宜，支架应牢固可靠，固定开关的底板角度要准确。

图2-5跑偏传感安装图

2.4纵向撕裂传感器

在带式输送机撕裂保护中，由于输送带发生撕裂后，物料会从裂口落下，从而触发撕裂传感器，系统报警停机。

钢线芯带式输送机以其强度高、运量大和运距长等优点，也得到越来越广泛的应用。

它之所以强度高是因为其内部纵向布置了许多钢丝绳，但是在其宽度上，抗拉强度是很低的。

因此正因为这一特点，使其容易发生纵向撕裂事故，而且一旦事故发生，就会造成非常重大的经济损失，即使能修补，也浪费很长的时间，给生产造成损失。

就发生纵撕的地点来看，大部分是在装载处，因此纵撕检测传感器一般放在装载点前10m处。

选用矿用本质安全型电气设备，型号为ZSJ01纵向撕裂传感器。

此型号传感器主要用于检测带式输送机胶带纵向撕裂（恶性事故），当胶带发生纵向撕裂时能及时发出停机信号以防止撕裂事故扩大化，给用户造成严重损失。

适用于电力、煤矿、建材、码头、冶金等行业，专门从事散料输送的各种带式输送机。

是采用拦索式方法，拦索通过滑板与开关连接，使开关随着拦索的牵移而输出停机信号。

主要特点，防护等级高，可长期暴露在含盐雾、酸雨的环境中使用，内部有行程开关。

（1）主要技术参数

接点容量：

DC20-25V，15mA

安装位置：

将传感器安装在受料段胶带和托辊之间

图2.6ZSJ系列纵向撕裂传感器

（2）工作原理

撕裂检测器在正常状态下拦索使开关的触发机构处于正常状态，当异物刺穿胶带机表面并触及到拦索时，并带动拦索，使拦索产生位移导致触发机构动作输出撕裂停机信号。

（3）安装方法

图2-7撕裂传感器安装图

撕裂传感器应安装在受料段胶带下托辊之间，调整滑板和索杆使拦索距胶带下表面20～30mm，再调整调线器使拦索张紧，且开关也处于动作状态即可。

新安装的撕裂传感器应每隔5日按上述方法重新调整2～4次，以消除因拦索伸缩而引起误差，见图2.7。

在皮带出现由于撕裂、戳破、交界处损坏或锐利物凸出皮带时，撕裂开关能给监视人员提供报警信号或停机。

撕裂开关成对安装在两侧，由两段乙烯外套的航空钢丝绳连接起来。

绳的一端永久固定在支撑托架上，另一端连接在撕裂开关的拉环上。

两段线绳在皮带下面形成一个闭和的回路，当物体或撕裂的皮带悬吊下来，扫落一条或两条线绳时即探测出故障。

因为线绳受力作用下，它把拉环轴向外拉出却使自销手柄向上弹起这时机内两个微动开关发出报警或停机。

故障排除后将自销手柄往下按使机内的凸轮轴复位待开机。

撕裂开关设置在受料段胶带下缓冲托辊之间按上安装支架和撕裂开关、撕裂开关的拉环要与胶带边缘同高，若高度不够可在支架下加上垫铁或槽钢，测好高度后再把支架与支座焊牢。

挂上拦索，一端穿过撕裂开关的拉环用索扣扣死，另一端穿过对方撕裂开关支架中间的圆孔待用。

安装好两只撕裂开关和挂两条拦索，再加30度弯角处把两条拦索扣在一起。

收紧双方支架中间孔内的拦索然后扣死索扣。

拦索的松紧，一般作用在0.9Kg既可触发开关。

胶带在苛载下沉时要与缆绳保持5mm-10mm。

2.5烟雾传感器

在带式输送机烟雾保护中，悬挂在巷道内的烟雾传感器，对带式输送机的皮带因摩擦等原因引起的火灾及周围环境气体状态进行监测。

由于打滑摩擦等原因，胶带机滚筒升高到一定温度时，会使胶带燃着，因此在滚筒处设置烟雾传感器，当烟雾浓度大于一定值时，发出报警信号。

用于监测煤矿井下因机械磨擦、电缆发热、煤层自然等原因引起的火灾事故，红色LED电源指示，报警时亮，同时开启撒水灭火装置。

选用矿用本质安全型电气设备，型号为JXL24-GQQ0.1烟雾传感器。

此型号传感器适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，与皮带机综合保护系统配套使用。

用于煤矿井下皮带输送机胶带因摩擦发热或其它原因产生的烟雾进行检测保护。

图2.8JXL24-GQQ0.1烟雾传感器

（1）主要技术指标防爆式本质安全型"ExibI"工作电压DC12-24V工作电流10mA传感器初始化预热时间≤5min恢复时间>5s继电器信号输出无烟时继电器释放，接点K、K1点断开，K、K2点闭合；有烟时继电器吸合，接点K、K1点闭合，K、K2点断开。

出线口数量1个电缆最大外径Φ9mm工作环境温度：

-10-40度外形尺寸及重量128

115

61mm;2.0Kg

图2.9烟雾传感器安装图

（2）安装方法

将烟雾传感器固定在特制支架上，安装在主动滚筒上方下风口处有烟雾流过的路径。

传感器可配界断电装置及声光报警装置，实现报警及断电控制；也可与各种生产、安全监控系统配套使用。

当带式输送机周围有烟雾生成时，本装置能自动停机并发出报警信号，同时接通洒水电磁阀，传感器吊挂在检测点下方的下风侧，安装处不得有严重的淋水及粉尘。

第2.6节温度传感器

在带式输送机温度保护中，通过温度传感器，对带式输送机的滚筒及轴承或环境温度进行监控。

当监视点的温度高于规定值时，系统报警并驱动洒水装置的电磁阀实现超温洒水。

由于滚筒和胶带的摩擦作用，当滚筒温度过高时，会使胶带燃着。

因此，要监测滚筒温度，当温度达到一定值时报警。

温度传感器从使用上可分为接触式和非接触式两大类，接触式目前使用较为广泛，而非接触式测量是通过检测被测物体所发出的红外线，来达到测温的日的。

被测对象是一直转动的滚筒表面，接触式温度传感器测量起来误差太大，响应时间太长，温度变化的传递完全依靠空气为介质进行热交换，因而采用接触式测量不适用于设计。

因此，选用了矿用木质安全型AMK1-MID3301非接触式红外温度传感器。

此型号温度传感器适合于煤矿井下非接触式测温的要求，为矿井的测温工作作提供了操作自如、工作方便的检测仪器。

矿用红外测温仪体积小，重量轻，坚固、耐用，只需对准目标，扣动扳机，不到一秒钟即可读取物体表面温度，无需接触，即可安全测量热的、危险的或难以接触的物体的表面温度。

将检测到的红外温度与设定值比较，当温度大于设定值时，则发出报警指令，同时启动洒水阀洒水降温。

它具有响应速度快，测量精度高，安装维护简便等特点。

图2.10AMK1—MID3301红外温度传感器

（1）主要技术参数

传感器的工作电压：

DC15—28V，工作电流：

15mA；

温度测量范围：

-32~535℃；

测温精度：

小于100℃时，误差不大于±2℃；大于100℃时，误差不大于±2%的读数。

（最高可达±1℃或±1%）；

响应时间：

不大于500ms；

显示：

带背景光的液晶屏显示；

功能：

具有高、低温报警，具有最大值/最小值/平均值/差值显示，具有数据存储，具有扳机锁定；

重量和尺寸：

320g，200

160

55mm；

防爆标志：

ExibI（+150℃）。

（2）工作原理

红外测温仪测量物体表面温度时，测温仪的光学元件将物体所辐射的能量会聚到红外探测器上，测温仪的电子元件将此信息转换成温度数值，并显示在测温仪的显示屏上。

（3）安装方法

图2.11温度传感器安装图

第2.7节堆煤传感器

在带式输送机堆煤保护中，当机头下堆煤时，安装在相应位置的堆煤传感器于煤接触，煤堆保护立即动作，报警停机。

当煤仓内有大煤块塞住煤仓漏口时，会使煤流阻在煤仓内，无法向胶带投放。

由于煤仓特别大，如果没有人及时发现煤仓堆煤，煤在煤仓内会越堆越多，最后会迫使使用大量人力物力来挖除煤仓内阻塞的大量煤，同时将运输系统全部停下。

这样不仅浪费时间降低工作效率，同时也费用大量人力物力提高煤的生产成本。

因此加入堆煤传感器，及时报警危险煤位，处理煤仓内阻塞的煤。

堆煤传感器安装在带式输送机头部漏斗壁上，调节其固定位置，不要被煤流打到。

选用矿用本质安全型电气设备，型号为GUJ15堆煤传感器。

此型号堆煤传感器适用于煤矿井下含有甲烷、煤尘等爆炸性气体混合物的环境中，与煤矿带式输送机用综合保护装置主机配套使用。

接入本质安全型系统信号装置中，作为带式输送机的胶带煤位故障保护用，可使带式输送机发出煤位信号而使系统断电停机，也可用于地面非防爆等有带式输送机的场合。

图2.12GUJ15煤位传感器

（1）主要技术参数

触点容量：

DC24V/50mA；接点接触电阻：

≤0.1Ω；

动作角度：

15°±3°；复位角度：

10°±3°；动作力：

≤10N；

传输距离：

1000m；

防爆型式：

矿用本质安全型，防爆标志：

“ExibI”。

动作性能：

传感器触杆受力作用，偏离正常位置至动作角度时，输出端子应导通。

力撤消后传感器触杆自动返回，至复位角度时，输出端子应断开；

出线口数量：

2个，允许电缆最大外径Φ11mm。

图2.13料流有无图

堆煤传感器为矿用本质安全型，可用于煤炭、冶金、化工、建材、电力、交通等行业检测散状物料固体或液体的料位，如图2.12。

主要用于：

①检测输送机上是否有料流，见图2.13；

②检测输送机溜槽堵塞或转载点物料堆积（如堆煤），见图2.14；

图2.14检测转载点“堵塞”

主体壳内有一钢球和气动延时开关，悬挂的传感器处于垂直状态时，钢球压在延时开关上。

当物料上升使传感器倾斜超过动作角度时，钢球滚开，开关延时动作发出信号；物料下降后，传感器恢复垂直状态，钢球又压住延时开关使其瞬时复位。

（2）安装方法安装时，可用传感器上附带的吊环螺钉直接安装，也可采用钢丝绳或链条悬挂。

采用钢丝绳或链条悬挂安装时，可采用两根或三根钢丝绳（或链条）安装，这样可以减小传感器动作距离，控制传感器摆动方向。

堆煤传感器安装在每台胶带机的转载点。

将堆煤传感器吊挂在前一台带式输送机尾部上方，高度定在正常运煤时，煤流碰不到的地方。

图2.15堆煤传感器安装图

第2.8节急停闭锁开关

在带式输送机运行中出现状况，发生报警的同时都是靠急停闭锁开关来停止胶带的运行，来减小损失。

选用矿用本质安全型电气设备，型号为KG9001A-C2型拉绳闭锁开关。

此型号适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，也适用于煤炭、冶金、化工、建材、粮食、运输等行业以及选煤厂、钢铁厂、热电厂、粮库、港口等地面恶劣环境，用作输送机沿线拉绳紧急闭锁保护和沿线电缆接线盒。

沿输送机长度方向配置的跑偏、纵撕、堆煤等保护装置，其内部配有编码故障位置识别电路，电控系统通过它可识别各种不同故障及地点。

主要特点：

密封性能好，动作可靠，维护方便；开关内部配有编码位置识别电路；KG9001A-C2型有6个出线口，电缆通过出线口与内部接线端子连接；跑偏、纵撕等保护装置及信号器可就近接入闭锁开关，可节省大量电缆。

图2.16KG9001A-C2外形图

（1）使用环境条件和技术指标

温度：

-20～+40℃

相对湿度：

≤95%（25℃）

动作拉力：

120~170N

行程：

8～10mm

复位形式：

人工复位

防爆型式：

矿用本质安全型Exibl

工作电压：

DC15～25V

工作电流：

监控状态下不大于0.1mA，动作状态下不大于40mA

出厂时所配拉绳长度：

矿用标准配置：

50m*2根

出线口引入电缆外径：

KG9001A-C2两侧出线口（2个）15～20mm，下部出线口（3个）6～12mm。

（2）工作原理及应用

正常工作时，拉杆压住内部的行程开关，控制回路内的接点处于常闭（或常开），指示牌竖在上方。

当胶带机出现任何故障需要紧急停车时，只要拉动开关任意端的钢丝绳，拉杆松开并旋转，使指示牌倒下，同时行程开关动作。

胶带机电气控制装置接收到此信号后，发出指令，切断电机电源。

故障排除后，人工将指示牌转到竖立位置，开关复位。

不通过人工复位，拉杆不能退回原位，开关起闭锁作用。

沿胶带机长度方向安装的信号器，跑偏及纵撕等传感器都可以就近接入，并通过本开关和电气控制装置连接。

本开关内部设有编码电路，八位拨动开关SB1为本急停闭锁开关位置设定用，设定的地址采用六位二进制编码，每一位拨向‘ON’表示‘0’；反为‘1’。

（3）安装方法

急停闭锁开关在胶带沿线每隔100米设置一个。

应根据本开关的安装孔尺寸自制安装板。

用钩形螺栓固定在胶带机机架的侧部，然后将开关固定在安装板上。

本开关也可以用螺栓直接安装在机架上或输送机行人一侧的墙壁或栏杆上。

带式输送机沿线一般间隔50～100m安装一台闭锁开关。

钢丝绳一端固定在本开关拉杆上，另一端固定在输送机机架或墙壁、栏杆固定点上。

第2.9节自动洒水灭火装置

在带式输送机运行中出现超温、冒烟、着火的状况，在发生报警的同时自动洒水，及时消灭危险，来减小损失。

选用矿用本质安全型电气设备，型号为ZDSS型自动洒水灭火装置。

此型号适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，也适用于煤炭、冶金、化工、建材、交通、电力等行业地面使用环境。

能自动熄灭带式输送机由于摩擦或其它原因超温引起的火灾。

与带式输送机电气控制装置配套，作为带式输送机的超温自动洒水灭火装置，也可以单独使用。

图2.17ZDSS型自动洒水灭火装置外形图

（1）使用环境条件和主要技术指标

环境温度：

-20～+40℃

相对湿度：

≤95%（+25℃）

动作温度：

58±3℃

灭火范围：

15～20m

工作水压：

0.3～1.0MPa

压力开关触点容量：

DC20-30V，3A

压力开关防爆型式：

矿用本质安全型，Exibl

（2）工作原理

当保护区的温度超过预定值时，温度探头动作，此时控制管路失压，使自动水阀开启，压力水进入洒水管路实现自动洒水灭火，同时压力开关动作向控制系统发出开关量信号，以实现报警和停机。

（3）安装方法

自动洒水灭火装置安装在每台胶带机的机头。

本装置实施洒水由主喷嘴管和支喷嘴管同时进行，主喷嘴管应吊装在保护区带式输送机皮带上方，距皮带面高1.2～1.5m，支喷嘴管装于主滚筒旁侧，喷嘴距滚筒面0.4～0.8m。