一種鋼繩芯輸送帶實時在線檢測裝置及其檢測方法
2023-06-14 00:15:26 1
專利名稱：一種鋼繩芯輸送帶實時在線檢測裝置及其檢測方法
技術領域：
本發明設計一種鋼繩芯輸送帶檢測裝置，特別涉及一種實時在線檢測裝置，屬於設備自動檢測技術領域。
2、背景技術鋼繩芯輸送帶因其內嵌了數量不等的鋼絲繩，其抗拉強度大大增強，從而從根本上解決了礦井長運距、大運量的難題。一條長距離、大運量的鋼繩芯輸送帶是由幾條或十幾條膠帶用一種特殊的硫化工藝連接起來的。因此接頭硫化工藝的好壞直接影響到整條運輸膠帶的抗拉強度，從而直接影響到整條輸送帶運輸的安全性。鋼繩芯輸送帶在運行過程中若遭受外力突然發生接頭抽斷，後果將非常嚴重。因此，如何判斷鋼繩芯輸送帶接頭的好壞就成了鋼繩芯輸送帶運輸安全的關鍵。由於煤礦環境的特殊性，要想了解膠帶鋼絲繩的斷繩、鏽蝕及接頭抽動等運行情況，目前通常採用X光透視機對膠帶進行透視檢測。這種方法可以較直觀地看到接頭處鋼絲繩的大幅抽動情況，也可看到鋼絲繩的大幅斷繩情況，但檢測時必須採取加大通風量、嚴格監測瓦斯等特殊措施，且無法解決對膠帶鏽蝕、小幅度斷繩、接頭小幅抽動及鋼絲繩與膠帶的粘合力下降等情況的檢測。近兒年來美國、德國對該項研究投入較大，發展也較快，其最新研究成果為CBM檢測器，用磁感應原理對鋼繩芯膠帶進行檢測。該檢測器由上、下兩個傳感器和固定架組成。通過上下傳感器對中間鋼繩芯檢測，將檢測信號進行處理、顯示，就可知道鋼繩芯的受損情況。這種檢測器完全拋開了x光機的檢測，實現了電磁檢測的目標。但這種檢測器需要上下兩個傳感器，並需要較大壓力使上下傳感器緊壓住膠帶，這樣不僅增大了膠帶的摩擦力，而且還受膠帶的抖動影響。因此，這種檢測器的使用受到一定的限制。我國自主研製的精度較高的電磁自感應式傳感器，在計算機DOS作業系統下完成了數據的採集與後處理。由於受計算機採集軟、硬體的限制，傳感器離計算機的傳輸距離僅限於50米左右，僅能滿足井上輸送帶及煤礦主斜井輸送帶的檢測要求。
3、發明內容本發明的目的是解決現有技術中信號採集、傳輸中存在的檢測精度不高以及信號傳輸距離短、功能弱、運行速度慢的問題，提供一種鋼繩芯輸送帶自動跟隨、實時在線檢測系統，實現對輸送帶各種斷頭、接頭抽動、鋼絲繩鏽蝕、鋼絲繩與膠帶的粘合力下降等情況的檢測。該檢測系統包括磁發射傳感器、磁接收傳感器、速度傳感器、DSP(數位訊號處理器)、RS232/光纖轉換器、工控機。磁發射傳感器給鋼繩芯輸送帶施加一個適量磁場，接收傳感器對輸送帶鋼絲繩各種斷頭、接頭抽動、鏽蝕、鋼絲繩與膠帶的粘合力下降的變化引起磁場信號變化進行採集，並將其轉換為電信號送入DSP數位訊號處理器進行數據濾波、存儲、運算、打包和發送，通過RS232/光纖轉換器送給上位計算機再進行數據校驗、後處理，最終得出輸送帶鋼絲繩的實際工況。根據實際工況為DSP系統設計了防爆殼，然後將雙DSP系統及電源部分全部置於其中，使該系統能滿足在煤礦井下及其它有爆炸性氣體場合的使用要求。
採用本發明的檢測系統進行檢測，可使檢測精度大大提高，信號傳輸距短和運行速度慢等問題得到解決，數據可靠傳輸距離可達20Km。
圖1ZSW-G型礦用本質安全型磁傳感器圖2系統結構框3實時採集模塊程序流程圖1圖4實時採集模塊程序流程圖2圖5數據分析模塊程序流程圖具體實施方式
如圖2所示，本檢測系統的工作原理是基於電磁感應理論，利用輸送帶各種斷頭、接頭抽動、鋼絲繩鏽蝕、鋼絲繩與膠帶的粘合力下降的變化引起磁場信號變化，並把該磁場信號通過磁接收傳感器轉換為電信號送入DSP，進行數據濾波、存儲、運算、打包和發送，通過RS232/光纖轉換器送給上位計算機再進行數據校驗、後處理，最終得出輸送帶鋼絲繩的實際工況，在顯示器上顯示或印表機列印輸出檢測報告。通過計算機實時顯示輸送帶接頭和斷頭的情況，以及計算機對各檢測值進行智能處理，給出最終檢測報告，使用戶可清楚地了解到鋼絲繩芯輸送帶的運行工況，為輸送帶的安全生產提供了必要的技術保證。
系統中的檢測傳感器屬於自感應型電感式傳感器。當有磁性物質經過該傳感器下方時，磁性元件感應出高頻調製信號，經集成電路處理後，變為毫伏級的電信號，經放大、濾波後將其送給輸出寬度驅動電路進行功率放大並送至輸出端。如圖1所示。
為準確定位，選用OMRON旋轉編碼器，該編碼器每圈可輸出360個脈衝。速度傳感器採用機械旋轉施壓方式和輸送帶接觸，主要是為了避免速度傳感器在皮帶上的跳動和打滑而影響檢測精度。同時為了提高速度傳感器的使用壽命，速度傳感器只有在皮帶檢測時與皮帶接觸，不檢測時通過機械機構使其脫離輸送帶。採用DSP系統主要完成對輸送帶各種數據的實時採集、控制和傳輸，替代Intel96單片機系統。上位工控機進行數據的接收、校驗和後處理，上、下位機之間採用光纖進行數據通訊，傳輸距離可達20Km，同時使系統運算、控制功能更強、速度更快、工作更可靠、更便於擴展、性價比更高。
軟體採用模塊化的流程設計方式，運用資料庫和C++語言進行編程，使整個系統運行於WINDOWS2000/XP作業系統平臺，具有良好的人機互動界面，程序流程圖如圖3所示主程序開始運行後，首先出現選擇工作模式界面，可以選擇查看歷史數據或採集數據。選擇查看歷史數據將調用查看歷史數據界面；若選擇採集則進入皮帶選擇界面。選擇好要檢測的皮帶後，系統自動與下位機進行連接，連接錯誤則提醒用戶檢測通訊電路，連接正確則進入數據採集界面並等待用戶輸入，根據用戶輸入調用相應模塊。
參數設置模塊模塊被調用後首先要求用戶輸入密碼，經驗證密碼正確後才允許對參數進行設置。
自檢模塊向下位機發送自檢命令，通知DSP執行自檢程序。當下位機自檢結束後從DSP取得自檢結果，並根據自檢結果修改相應參數或通知用戶檢修設備。
查看原始數據模塊首先調試人員選擇要查看的原始數據，然後系統讀取選定的數據並以圖形方式顯示，調試人員根據圖像判斷系統是否工作正常。
數據分析模塊首先對信號進行初處理並進行排序，然後遍歷全部信號並進行如下處理如果當前信號是最後一個信號則結束處理；連續讀取信號直到放滿接頭區域，判斷接頭區域內的信號是否符合接頭標準，如符合就將這批信號標記為接頭信號，如不符合就清空接頭區域並讀取下一批數據；重複上述過程，直到全部信號處理完畢。
權利要求
1.一種鋼繩芯輸送帶實時在線檢測系統，包括磁發射傳感器、磁接收傳感器、速度傳感器、DSP(數位訊號處理器)、RS232/光纖轉換器、工控機。磁接收傳感器對輸送帶鋼絲繩各種斷頭、接頭抽動、鏽蝕、鋼絲繩與膠帶的粘合力下降的變化引起磁場信號的變化進行採集，並轉換為電信號送入DSP進行濾波、存儲、打包和發送，由上位計算機再進行數據校驗、後處理，最終得出輸送帶鋼絲繩的實際工況。
2.如上所述檢測系統其特徵在於，採用了兩套DSP系統，一套負責數據的採集，另一套負責數據的打包與發送，使數據的採集與傳輸在時間上互不影響，保證了測量的實時性和可靠性。
3.如權力要求1、2所述檢測系統，其特徵在於，速度傳感器採用機械旋轉施壓方式和輸送帶接觸，避免速度傳感器在皮帶上的跳動和打滑而影響檢測精度。同時提高傳感器的使用壽命，速度傳感器只有在皮帶檢測時與皮帶接觸，不檢測時通過機械機構使其脫離輸送帶。
4.如權力要求1所述檢測系統，其特徵在於，為DSP系統設計了防爆殼，然後將雙DSP系統及電源部分全部置於其中，使該系統能滿足在煤礦井下及其它有爆炸性氣體場合的使用要求。
5.如上述檢測系統其特徵在於每個磁接收傳感器箱中共配置10隻傳感器，並設計了集中調控系統，可以隨時對各傳感器進行調節，保證其工作狀態。
6.如上所述檢測系統其特徵在於通過以下步驟完成檢測1)主程序開始運行後，首先出現選擇工作模式界面，可以選擇查看歷史數據或採集數據。選擇查看歷史數據將調用查看歷史數據界面；若選擇採集則進入皮帶選擇界面。選擇好要檢測的皮帶後，系統自動與下位機進行連接，連接錯誤則提醒用戶檢測通訊電路，連接正確則進入數據採集界面並等待用戶輸入，根據用戶輸入調用相應模塊。2)向下位機發送自檢命令並通知DSP執行自檢程序。當下位機自檢結束後從中取得自檢結果，根據自檢結果修改相應參數或通知用戶檢修設備。3)首先對信號進行初處理並進行排序，然後遍歷全部信號並進行如下處理如果當前信號是最後一個信號則結束處理；連續讀取信號直到放滿接頭區域，判斷接頭區域內的信號是否符合接頭標準，如符合就將這批信號標記為接頭信號，如不符合就清空接頭區域並讀取下一批數據；重複上述過程，直到全部信號處理完畢。
全文摘要
本發明涉及一種鋼繩芯輸送帶檢測裝置，該檢測系統包括磁發射傳感器、磁接收傳感器、速度傳感器、DSP(數位訊號處理器)、RS232/光纖轉換器、工控機。並通過軟體實現其功能，實現對輸送帶鋼絲繩各種斷頭、接頭抽動、鋼絲繩鏽蝕、鋼絲繩與膠帶的粘合力下降等情況的檢測。
文檔編號G01N27/82GK1869676SQ20061001289
公開日2006年11月29日 申請日期2006年6月29日 優先權日2006年6月29日
發明者秦文兵 申請人:山西華寧貝爾測控科技有限公司