CN108082886B - 一种钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法。上述自动监测系统包括纵向撕裂检测处理装置和横向断带检测处理装置；纵向撕裂检测处理装置包括多信道主控终端、监测设备；横向断带检测处理装置包括控制器、水平弱磁传感器、垂直弱磁传感器。本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，具有诸多方面的技术优势，其必将带来良好的市场前景和经济效益。

Description

一种钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及传送带损伤检测技术领域，尤其涉及一种钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法。

背景技术

众所周知，钢丝绳芯输送带是矿山和港口的重要运载设备；钢丝绳芯输送带以钢绳芯衬垫覆盖橡胶制成的输送带，起到牵引、拉紧和承载的作用，适于长距离、大运程、高速度输送物料。钢绳芯输送带特点：拉伸强度大、抗冲击好、寿命长、使用伸长小、成槽性好、耐曲挠性好，适于长距离、大运程、高速度输送物料。该钢丝绳芯输送带产品其主要是由芯胶、钢丝绳、覆盖层和边胶等构成。

钢丝绳芯输送带在物料(或是其他物品)的搬运机械中，提成了牵引、拉紧和承载的作用。但是，钢丝绳芯输送带一旦处于损伤状态都会严重威胁工业生产，甚至带来严重的安全生产事故；对此，钢丝绳的无损检测至关重要；长期以来，由于缺少科学有效的综合检测手段，钢丝绳芯输送带的安全使用，始终是安全管理的难点问题。

目前来看，由于缺少高效可靠的检测技术，输送带的安全监管，一直是安全生产的一个难点；因此，纵向撕裂以及横向断带事故时有发生，对安全生产构成了巨大的威胁。

下面简单介绍一下关于纵向撕裂以及横向断带的事故形成原理；

有关纵向撕裂形成机理：

输送带内部纵向布置了许多钢丝绳，增加其抗拉强度，有效抑制了输送带的横向撕裂，但是输送带的纵向强度没有得到改善，使得纵向撕裂事故常有发生，纵向撕裂的原因主要有以下几种：

1、跑偏导致的撕裂：当输送带一侧发生偏移较大时，就会在这一侧形成折叠或是褶皱，输送带就会受到不均匀的拉力而被刮伤或是划伤，造成撕裂。

2、物料卡压导致的撕裂：一般发生于溜槽的下部。溜槽的前沿与输送带之间的距离有限，输送带下面的缓冲托辊间隔分布，承载力的强度不均匀。如果大块物料卡在输送带和溜槽之间的不能脱离，就会造成撕裂。

3、异物划伤导致的撕裂：3.1:大块的尖利异物进入滑槽而不能通过时，就会卡在溜槽的下部将输送带撕裂。3.2:两条衔接的输送带首尾存在一定的高差，如果物料中混入的尖锐异物过长，就会将输送带穿透并卡在托辊上，造成撕裂。

有关横向断带形成机理：

钢丝绳芯输送带的承载性能主要取决于内部钢丝绳芯的耐张强度；断带大多发生在接头处，国内、外断带案例几乎无一例外。因为钢芯输送的硫化接头部位强度往往难以达到规定的保持率，是整带抗压强度最低，最薄弱的环节。

接头断裂的原因很多，不正确的敷层、涂液、错误的压制温度或压力，钢芯端部锈蚀以及严重划伤或是拉伤等等。从宏观上看无论哪种原因引起的接头损伤乃至断裂，都必然会伴随着接头区变形量的增大和钢绳芯抽动现象的发生。局部钢芯发生抽动后，全部工作载荷便集中到未抽动的钢芯上，随着时间的推移，局部抽动的钢芯数量增加，区域不断扩大，接头塑性变形愈来愈大，刚度和强度越来越低，最后当接头抽动的钢芯范围以及变形量增大到一定程度时，钢丝绳芯与橡胶之间的黏结层遇到严重破环，其黏结力不足以承受工作载荷时，所有的钢丝绳芯便光秃秃的抽出，形成接头断裂。

一般来讲，按照传统的钢丝绳芯传送带的横向断带以及纵向撕裂检测方式主要有两种：

一、人工检测方法；一般的人工检测不能高效，实时的进行自动检测；同时不能对钢丝绳芯损伤程度进行有效检测；耗时，耗费人力成本而且检测效率相对低下。

二、X光设备的局限；利用X光设备进行激光检测，其不能实现全天候的在线实时检测，因此其存在时间盲区；所以X光设备的时间盲区也会引发安全隐患。同时X射线检测方法防护要求高，环评要求复杂。X光发射管受到使用寿命局限后期维护成本较高；同时其还存在对人体造成一定程度危害的问题。

综上所述，如何解决传统技术中的钢丝绳芯传送带的检测难题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，用以解决上述技术缺陷。为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种钢丝绳芯传送带自动监测系统，包括纵向撕裂检测处理装置和横向断带检测处理装置；

其中，所述纵向撕裂检测处理装置包括多信道主控终端、驱动滚筒以及改向滚筒以及套接在驱动滚筒以及改向滚筒之间的钢丝绳芯传送带；所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的上部为行程带；所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的底部为回程带；位于所述钢丝绳芯传送带的回程带处设置有监测设备；所述监测设备包括传感器装置以及分流装置；所述传感器装置位于所述分流装置的两侧；

所述分流装置用于在物料下落到回程带后，对物料进行分流动作；所述传感器装置用于接受到分流后的物料受压冲击后触发信号，随后通过信号触发多信道主控终端最终实现发出停车信号指令，实现设备停车操作；

所述横向断带检测处理装置包括控制器、水平弱磁传感器、垂直弱磁传感器；

所述水平弱磁传感器沿水平方向延伸并平行于所述钢丝绳芯传送带传送方向；所述垂直弱磁传感器沿竖直方向延伸并垂直于所述钢丝绳芯传送带传送方向；

所述控制器用于通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库；

所述控制器用于通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息；

所述控制器还用于根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况；

所述接头信息包括接头长度、断绳损伤检测值。

优选的，作为一种可实施方案；在横向断带检测处理装置的结构中；所述分流装置的前端为锥形形状。

优选的，作为一种可实施方案；在所述横向断带检测处理装置的结构中：

所述水平弱磁传感器用于预先通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；所述水平弱磁传感器还用于在实时检测时通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器用于根据水平弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器用于在进入实时检测模式后，将水平弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将水平弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

所述垂直弱磁传感器用于预先通过弱磁方式以及竖直方向上实时对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；所述垂直弱磁传感器还用于在实时检测时通过弱磁方式以及竖直方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器用于根据垂直弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器用于在进入实时检测模式后，将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

其中，L为样本接头区长度，L’为变化后接头区长度；

ΔL1为样本接头前部位移量，ΔL2为接头区后部位移量；

H为样本断绳损伤检测值；H’为变化后断绳损伤检测值。

优选的，作为一种可实施方案；所述钢丝绳芯传送带自动监测系统还包括数据采集转换工作站，多信道主控终端；

其中，所述数据采集转换工作站用于接收水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器的检测信号，进行转化检测数据发送给多信道主控终端；所述多信道主控终端用于接收对应的钢丝绳芯传送带的检测数据分析得到检测报告；所述检测报告包括每个钢丝绳芯传送带的纵向撕裂报告以及横向断带报告。

优选的，作为一种可实施方案；所述钢丝绳芯传送带自动监测系统还包括系统控制主站；所述系统控制主站分别与多个所述多信道主控终端通信连接；所述系统控制主站用于接收所有的所述多信道主控终端传送的纵向撕裂报告以及横向断带报告。

优选的，作为一种可实施方案；所述控制器包括主板以及集成在主板上的信号整形模块、品质模块、A/D转换模块，ARM内核芯片以及通信端口；所述信号整形模块、所述品质模块、所述A/D转换模块、所述ARM内核芯片、通信端口依次顺序电连接；

所述ARM内核芯片与现场声光报警器电连接；

所述ARM内核芯片通过所述通信端口与所述系统控制主站电连接；

所述系统控制主站与控制室声光报警器电连接；

所述系统控制主站与工业短信模块电连接；

所述ARM内核芯片还与光电计程测速装置电连接。

相应地，本发明还提供了一种钢丝绳芯传送带自动监测方法，利用上述钢丝绳芯传送带自动监测系统，包括如下操作步骤：

纵向撕裂检测处理装置对钢丝绳芯传送带纵向撕裂进行监测处理：

所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的上部为行程带，行程带受钢丝绳芯传送带驱动部分作用自左至右行进；

所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的底部为回程带，回程带受钢丝绳芯传送带驱动部分作用自右向左行进；

落料口位于所述钢丝绳芯传送带的行程带处，监测设备位于所述钢丝绳芯传送带的回程带处；

所述监测设备包括传感器装置以及分流装置；所述传感器装置位于所述分流装置的两侧；当钢丝绳芯传送带发生纵向撕裂时，物料从行程带下落到回程带上，然后回程带驱动带动物料自右向左输送并触碰到监测装置；所述分流装置对下落物料进行分流；所述传感器装置接受到分流后的物料受压冲击后触发信号；所述多信道主控终端随后根据触发信号发出停车信号指令，实现设备停车操作；

横向断带检测处理装置对钢丝绳芯传送带横向断带进行监测处理：

控制器通过水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库；

所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息；

所述控制器根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况；

所述接头信息包括接头长度、断绳损伤检测值。

优选的，作为一种可实施方案；所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库，包括如下操作步骤：

所述水平弱磁传感器预先通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；

所述垂直弱磁传感器预先通过弱磁方式以及竖直方向上实时对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；

所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息，包括如下操作步骤：

所述水平弱磁传感器在实时检测时通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述垂直弱磁传感器在实时检测时通过弱磁方式以及竖直方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况，包括如下操作步骤：

所述控制器根据水平弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器在进入实时检测模式后，将水平弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将水平弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

所述控制器根据垂直弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器在进入实时检测模式后，将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

其中，L为样本接头区长度，L’为变化后接头区长度；

ΔL1为样本接头前部位移量，ΔL2为接头区后部位移量；

H为样本断绳损伤检测值；H’为变化后断绳损伤检测值。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，

一方面，本发明提供了钢丝绳芯传送带自动监测系统；分析上述钢丝绳芯传送带自动监测系统的主要构造可知：该钢丝绳芯传送带自动监测系统包括纵向撕裂检测处理装置以及横向断带检测处理装置：

纵向撕裂检测处理装置包括多信道主控终端、驱动滚筒以及改向滚筒以及套接在驱动滚筒以及改向滚筒之间的钢丝绳芯传送带；钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的上部为行程带；钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的底部为回程带；位于钢丝绳芯传送带的回程带处设置有监测设备；监测设备包括传感器装置以及分流装置；传感器装置位于分流装置的两侧；分流装置用于在物料下落到回程带后，对物料进行分流动作；传感器装置用于接受到分流后的物料受压冲击后触发信号，随后通过信号触发多信道主控终端最终实现发出停车信号指令，实现设备停车操作；

需要说明的是，上述纵向撕裂检测处理装置，其主要的作用是实现对传送带钢丝绳芯的纵向方向上的撕裂进行检测报警；很显然，传送带上部自左至右行进，回程带自右向左行进，当发生纵撕时，物料下落到回程带上，然后驱动带动物料自右向左输送并触碰到监测装置；监测装置受压触发信号传感器，随后信号传感器触发发出停车信号，实现设备停车操作；

横向断带检测处理装置包括控制器、水平弱磁传感器、垂直弱磁传感器；水平弱磁传感器沿水平方向延伸并平行于钢丝绳芯传送带传送方向；垂直弱磁传感器沿竖直方向延伸并垂直于钢丝绳芯传送带传送方向；控制器还用于根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况；

需要说明的是，上述横向断带检测处理装置，其主要的作用针对传送带横向断带的损伤进行检测报警；横向断带检测处理装置，其利用了水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器弱磁检测在不同方向利用弱磁方式针对钢丝绳芯传送带实现断带损伤检测，同时其综合了弱磁检测技术以及利用计算机实现波形图对比技术以及数据库处理等方式实现了传送带横向断带的高精度检测。

综上分析可知：本发明的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其可以在线实现钢丝绳芯传送带纵向撕裂以及横向断带等损伤检测；同时其综合了触发传感器技术以及弱磁检测技术以及利用计算机实现波形图对比技术以及数据库处理等方式实现了传送带横向断带的高精度检测。

另一方面，本发明还提供了一种钢丝绳芯传送带自动监测方法，利用上述钢丝绳芯传送带自动监测系统，包括如下操作步骤：纵向撕裂检测处理装置对传送带纵向撕裂进行监测处理以及横向断带检测处理装置对传送带横向断带进行监测处理：

本发明还提供了一种钢丝绳芯传送带自动监测方法，其采用弱磁检测，可以对钢丝绳芯传送敌的损伤情况进行综合判断评估以及细化损伤数据信息，进而全面提升了检测细化程度和检测精度，且损伤检出率极高，保证了钢丝绳芯传送带的日常使用以及事故报警，实现了钢丝绳芯传送带的损伤预警；综上，本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，为钢丝绳芯传送带检测提供了安全性更高、可靠性更高的检测技术保障。

附图说明

图1是本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统中的纵向撕裂检测处理装置的主要结构示意图；

图2是图1本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统中的纵向撕裂检测处理装置的局部放大结构示意图；

图3是图1本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统中的纵向撕裂检测处理装置的局部立体结构示意图；

图4是本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统中的纵向撕裂检测处理装置的结构原理示意图；

图5是本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统中的横向断带检测处理装置的结构原理示意图；

图6是本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统中的横向断带检测处理装置的应用磁记忆特性的效果图；

图7是本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统中的横向断带检测处理装置与垂直弱磁传感器的工作简易状态对比示意图；

图8是本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测方法中的控制器应用原理结构示意图；

图9是本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测方法应用在某个传送带水平弱磁传感器与垂直弱磁传感器工作模拟对比示意图；

图10是本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测方法应用在某个传送带的同一剖面接头位移及断绳损伤变化示意图。

标号：

100-纵向撕裂检测处理装置；101-多信道主控终端；102-驱动滚筒；103-改向滚筒；104-钢丝绳芯传送带；105-传感器装置；106-分流装置；

200-横向断带检测处理装置；201-控制器；202-水平弱磁传感器；203-垂直弱磁传感器；

300-数据采集转换工作站；

400-系统控制主站；

A-物料。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图8，本发明实施例提供的一种钢丝绳芯传送带自动监测系统，包括纵向撕裂检测处理装置100(参见图1、图2、图3以及图4)和横向断带检测处理装置200(参见图5)；

其中，所述纵向撕裂检测处理装置100包括多信道主控终端101、驱动滚筒102以及改向滚筒103以及套接在驱动滚筒以及改向滚筒之间的钢丝绳芯传送带104；所述钢丝绳芯传送带104位于驱动滚筒以及改向滚筒的上部为行程带；所述钢丝绳芯传送带104位于驱动滚筒以及改向滚筒的底部为回程带；位于所述钢丝绳芯传送带104的回程带处设置有监测设备；所述监测设备包括传感器装置105以及分流装置106；所述传感器装置105位于所述分流装置106的两侧；

所述分流装置106用于在物料下落到回程带后，对物料进行分流动作；所述传感器装置105用于接受到分流后的物料受压冲击后触发信号，随后通过信号触发多信道主控终端101最终实现发出停车信号指令，实现设备停车操作；(即上述传感器装置105与多信道主控终端101电连接)

需要说明的是，上述纵向撕裂检测处理装置，其主要的作用是实现对传送带钢丝绳芯的纵向方向上的撕裂进行检测报警；上图1中，很清楚；传送带上部自左至右行进，回程带自右向左行进，当发生纵撕时，物料下落到回程带上，然后驱动带动物料自右向左输送并触碰到监测装置；监测装置受压触发信号传感器，随后信号传感器触发发出停车警报信号，实现设备停车操作；

所述横向断带检测处理装置200包括控制器201、水平弱磁传感器202、垂直弱磁传感器203；

所述水平弱磁传感器202沿水平方向延伸并平行于所述钢丝绳芯传送带传送方向；所述垂直弱磁传感器203沿竖直方向延伸并垂直于所述钢丝绳芯传送带传送方向；

所述控制器201用于通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库；

所述控制器201用于通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息；

所述控制器201还用于根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况；

所述接头信息包括接头长度、断绳损伤检测值。

需要说明的是，上述横向断带检测处理装置，其主要的作用针对传送带横向断带的损伤进行检测报警；横向断带检测处理装置，其利用了水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器弱磁检测在不同方向利用弱磁方式针对钢丝绳芯传送带实现断带损伤检测，同时其综合了弱磁检测技术以及利用计算机实现波形图对比技术以及数据库处理等方式实现了传送带横向断带的高精度检测。

下面对本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统的具体构造以及具体技术效果做一下详细说明：

优选的，作为一种可实施方案；在横向断带检测处理装置的结构中；所述分流装置106的前端为锥形形状。

优选的，作为一种可实施方案；在所述横向断带检测处理装置的结构中：

所述水平弱磁传感器202用于预先通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；所述水平弱磁传感器202还用于在实时检测时通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器201用于根据水平弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器用于在进入实时检测模式后，将水平弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将水平弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

所述垂直弱磁传感器203用于预先通过弱磁方式以及竖直方向上实时对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；所述垂直弱磁传感器203还用于在实时检测时通过弱磁方式以及竖直方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器201用于根据垂直弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器用于在进入实时检测模式后，将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

其中，L为样本接头区长度，L’为变化后接头区长度；

ΔL1为样本接头前部位移量，ΔL2为接头区后部位移量；

H为样本断绳损伤检测值；H’为变化后断绳损伤检测值。

关于本发明实施例利用弱磁进行检测具有多个方面的创新，需要说明的是：

研究发现：如图6所示，在铁磁性材料的组织结构中，密集排列着一种物质--磁畴。每个磁畴都有一个自旋磁矩方向。如果某一方向的磁畴具备数量上的优势，材料就会在宏观上显示出磁性。如果磁畴中自旋磁矩的方向无序，则无磁性表现。本发明实施例涉及的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其充分利用了铁磁性材料的磁记忆特性：

本发明实施例涉及的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其首次发明了磁记忆检测法：自然状态下，钢丝绳中磁畴的自旋磁矩方向是无序的，如果向钢丝绳施加一个外部磁场，就会改变铁磁性材料中某一方向的磁畴数量，使所有载荷材料具有适度的低量级磁能积，从而形成一种“记忆磁场”。

本发明实施例涉及的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其首次发明的弱磁传感器新技术：弱磁传感器基于创新的“空间磁场矢量合成”原理，给定弱电磁场调制解调，与磁记忆规划后的弱磁场信息形成物理场关联关系。通过提取已施加磁载的铁磁性材料记忆信息，完成定量识别被测钢丝绳的各种缺陷。

弱磁检测技术的典型特征：钢丝绳芯传送带上的绳芯在拉、弯、扭等机械负荷反复作用下，材料组织会产生断丝、磨损、锈蚀、疲劳等退化，导致应力集中。磁力线在退变的体积元中，只能沿不规则的低能耗路径排布。磁通密度随之变化，磁能积分布出现不均匀，各体积元产生磁能势分布差异。退变程度越严重，磁能势差异就越突出。只要对钢丝绳正常体积元记忆的磁能势特征信息进行标定，并与提取的其他体积元信息进行对比，即可有效地识别载荷材料因退变而产生的磁能势差异。分析这种物理场变量信息和对应的机械承载性能之间的量化关系，就可以实现钢丝绳量化检测的技术目标。

关于水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器的设置方式；

如图7所示，将传感器水平放置(即水平弱磁传感器202)，使传感器N,S极水平于钢芯输送带运动方向，并根据钢芯输送带的型号不同，调整水平传感器距离钢芯输送带的距离。输送带整体接头特征可以通过水平传感器信号表现出来，同时非接头区的损伤和损伤程度。

如图7所示，将传感器垂直放置(即垂直弱磁传感器203)，使传感器N,S极垂直于钢芯输送带运动方向，并根据钢芯输送带的型号不同，调整垂直传感器距离钢芯输送带的距离，输送带接头的搭接方式不同，返回的检测信号特征不同，计算机软件可以根据这个信号进行搭接长度的计算。

需要说明的是，关于为什么要采用水平以及垂直弱磁检测相结合的方式：根据弱磁传感器的磁特性，传感器两端比传感器中部更加灵敏。所以在进行接头的信号分析中还加入垂直传感器的返回信号，增加接头信号的处理准确性。

优选的，作为一种可实施方案；所述钢丝绳芯传送带自动监测系统还包括数据采集转换工作站300；

其中，所述数据采集转换工作站300用于接收水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器的检测信号，进行转化检测数据发送给多信道主控终端；所述多信道主控终端101用于接收对应的钢丝绳芯传送带的检测数据分析得到检测报告；所述检测报告包括每个钢丝绳芯传送带的纵向撕裂报告以及横向断带报告。

优选的，作为一种可实施方案；所述钢丝绳芯传送带自动监测系统还包括系统控制主站400；所述系统控制主站分别500与多个所述多信道主控终端101通信连接；所述系统控制主站400用于接收所有的所述多信道主控终端传送的纵向撕裂报告以及横向断带报告。

优选的，作为一种可实施方案；参见图8，所述控制器201包括主板以及集成在主板上的信号整形模块、品质模块、A/D转换模块，ARM内核芯片以及通信端口；所述信号整形模块、所述品质模块、所述A/D转换模块、所述ARM内核芯片、通信端口依次顺序电连接；

所述ARM内核芯片与现场声光报警器电连接；

所述ARM内核芯片通过所述通信端口与所述系统控制主站电连接；

所述系统控制主站与控制室声光报警器电连接；

所述系统控制主站与工业短信模块电连接；

所述ARM内核芯片还与光电计程测速装置电连接。

下面对本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动方法进行一下详细说明：

本发明还提供了一种钢丝绳芯传送带自动监测方法，利用上述钢丝绳芯传送带自动监测系统，包括如下操作步骤：

纵向撕裂检测处理装置对传送带纵向撕裂进行监测处理：

所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的上部为行程带，行程带受钢丝绳芯传送带驱动部分作用自左至右行进；

所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的底部为回程带，回程带受钢丝绳芯传送带驱动部分作用自右向左行进；

落料口位于所述钢丝绳芯传送带的行程带处，监测设备位于所述钢丝绳芯传送带的回程带处；

所述监测设备包括传感器装置以及分流装置；所述传感器装置位于所述分流装置的两侧；当钢丝绳芯传送带发生纵向撕裂时，物料从行程带下落到回程带上，然后回程带驱动带动物料自右向左输送并触碰到监测装置；所述分流装置对下落物料进行分流；所述传感器装置接受到分流后的物料受压冲击后触发信号；所述多信道主控终端随后根据触发信号发出停车信号指令，实现设备停车操作；

横向断带检测处理装置对钢丝绳芯传送带横向断带进行监测处理：

控制器通过水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库；

所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息；

所述控制器根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况；

所述接头信息包括接头长度、断绳损伤检测值。

优选的，作为一种可实施方案；具体参见图9以及图10，所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库，包括如下操作步骤：

所述水平弱磁传感器预先通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；

所述垂直弱磁传感器预先通过弱磁方式以及竖直方向上实时对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；

所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息，包括如下操作步骤：

所述水平弱磁传感器在实时检测时通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述垂直弱磁传感器在实时检测时通过弱磁方式以及竖直方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况，包括如下操作步骤：

所述控制器根据水平弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器在进入实时检测模式后，将水平弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将水平弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

所述控制器根据垂直弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器在进入实时检测模式后，将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

其中，L为样本接头区长度，L’为变化后接头区长度；

ΔL1为样本接头前部位移量，ΔL2为接头区后部位移量；

H为样本断绳损伤检测值；H’为变化后断绳损伤检测值。

本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其在实时监测后可以根据监测结果，自动生成检测报告；同时该钢丝绳芯传送带自动监测系统，还具有显示设备；上述显示设备(即结合软件界面的个人电脑或工控机，同时配合使用数采转换工作站)不仅可以显示目标位置处的钢丝绳芯的监控数据，同时也可以对显示其波形图，同时也可以显示检测报告等数据。

该检测报告其主要涉及和公开的功能(包括涉及参数)如下；1、检测带速:1-8m/s；2、纵向撕裂响应时间0.5-2s；3、分流装置距离传动带表面间距：5-10mm；4、传感器装置的精确度：1-3kg；5、接头定位准确率≥99％；6、接头位移量统计误差：<10％；7、内部断芯检测准确率：≥95％；8、损伤定位：带长方向位置误差：±2％，带宽方向位置误差：±10mm；9、弱磁传感器灵敏度：≥1.5V/mT；10、最大采样速率：空域2048次/m；11、数据传输速率：10M/100Mbps等等；对此本发明实施例不再一一赘述。

本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，至少存在如下方面的技术优势：

一、本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，其可以对钢丝绳芯传送带进行有效的在线实时检测，且其检测手段多样，检测方式更加精准可靠。本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，其克服了传统技术中人工对传送带损伤检测的技术缺陷。

二、本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，其采用纵向撕裂检测处理装置和横向断带检测处理装置两种主要的检测装置；其中，纵向撕裂检测处理装置利用传感器装置、分流装置结合多信道主控终端进行纵向撕裂检测；其中，横向断带检测处理装置利用水平弱磁传感器和垂直弱磁传感器等结合控制器进行横向断带检测；可在高速工作条件下对钢丝绳芯传送带进行连续检测，其运转稳定性好，因此其检测效率更高，检测速度更快，其相比传统人工检测智能和自动化性能更为优越。本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，检测精度更高，具有不可以比拟的技术优势。

三、本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其采用了人机交互式系统架构设计，其多信道主控终端、控制器以及各种传感器、数据采集转换工作站、多信道主控终端、系统控制主站等构成了整个的自动监测系统(其采用了物联网应用技术)，其可以通过显示器等实现实时的在线监测情况，监数据显示以及生成检测报告供给操作人员参考和使用。

四、本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，其具有工作量少、直观、准确、自动出具检测报告等技术优势，其有利于推广应用的优点，适用各种钢丝绳芯传送带企业进行安全监测使用。

五、本发明提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，其为钢丝绳芯传送带检测提供了安全性更高、可靠性更高的检测技术保障，其应用范围也更为广泛。

综上所述，本发明实施例提供的钢丝绳芯传送带自动监测系统及监测方法，具备诸多方面的技术优势，因此其必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种钢丝绳芯传送带自动监测系统，其特征在于，包括纵向撕裂检测处理装置和横向断带检测处理装置；

其中，所述纵向撕裂检测处理装置包括多信道主控终端、驱动滚筒以及改向滚筒以及套接在驱动滚筒以及改向滚筒之间的钢丝绳芯传送带；所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的上部为行程带；所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的底部为回程带；位于所述钢丝绳芯传送带的回程带处设置有监测设备；所述监测设备包括传感器装置以及分流装置；所述传感器装置位于所述分流装置的两侧；

所述分流装置用于在物料下落到回程带后，对物料进行分流动作；所述传感器装置用于接受到分流后的物料受压冲击后触发信号，随后通过信号触发多信道主控终端最终实现发出停车信号指令，实现设备停车操作；

所述横向断带检测处理装置包括控制器、水平弱磁传感器、垂直弱磁传感器；

所述水平弱磁传感器沿水平方向延伸并平行于所述钢丝绳芯传送带传送方向；所述垂直弱磁传感器沿竖直方向延伸并垂直于所述钢丝绳芯传送带传送方向；

所述控制器用于通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库；

所述控制器用于通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息；

所述控制器还用于根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况；

所述接头信息包括接头长度、断绳损伤检测值。

2.如权利要求1所述的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其特征在于，

在横向断带检测处理装置的结构中；所述分流装置的前端为锥形形状。

3.如权利要求1所述的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其特征在于，

在所述横向断带检测处理装置的结构中：

所述水平弱磁传感器用于预先通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；所述水平弱磁传感器还用于在实时检测时通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器用于根据水平弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器用于在进入实时检测模式后，将水平弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将水平弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

所述垂直弱磁传感器用于预先通过弱磁方式以及竖直方向上实时对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；所述垂直弱磁传感器还用于在实时检测时通过弱磁方式以及竖直方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器用于根据垂直弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器用于在进入实时检测模式后，将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

其中，L为样本接头区长度，L’为变化后接头区长度；

ΔL1为样本接头前部位移量，ΔL2为接头区后部位移量；

H为样本断绳损伤检测值；H’为变化后断绳损伤检测值。

4.如权利要求1所述的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其特征在于，

所述钢丝绳芯传送带自动监测系统还包括数据采集转换工作站，多信道主控终端；

其中，所述数据采集转换工作站用于接收水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器的检测信号，进行转化检测数据发送给多信道主控终端；所述多信道主控终端用于接收对应的钢丝绳芯传送带的检测数据分析得到检测报告；所述检测报告包括每个钢丝绳芯传送带的纵向撕裂报告以及横向断带报告。

5.如权利要求4所述的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其特征在于，

所述钢丝绳芯传送带自动监测系统还包括系统控制主站；所述系统控制主站分别与多个所述多信道主控终端通信连接；所述系统控制主站用于接收所有的所述多信道主控终端传送的纵向撕裂报告以及横向断带报告。

6.如权利要求5所述的钢丝绳芯传送带自动监测系统，其特征在于，

所述控制器包括主板以及集成在主板上的信号整形模块、品质模块、A/D转换模块，ARM内核芯片以及通信端口；所述信号整形模块、所述品质模块、所述A/D转换模块、所述ARM内核芯片、通信端口依次顺序电连接；

所述ARM内核芯片与现场声光报警器电连接；

所述ARM内核芯片通过所述通信端口与所述系统控制主站电连接；

所述系统控制主站与控制室声光报警器电连接；

所述系统控制主站与工业短信模块电连接；

所述ARM内核芯片还与光电计程测速装置电连接。

7.一种钢丝绳芯传送带自动监测方法，其特征在于，利用如权利要求1-6任一项所述的钢丝绳芯传送带自动监测系统，包括如下操作步骤：

纵向撕裂检测处理装置对钢丝绳芯传送带纵向撕裂进行监测处理：

所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的上部为行程带，行程带受钢丝绳芯传送带驱动部分作用自左至右行进；

所述钢丝绳芯传送带位于驱动滚筒以及改向滚筒的底部为回程带，回程带受传送钢丝绳芯带驱动部分作用自右向左行进；

落料口位于所述钢丝绳芯传送带的行程带处，监测设备位于所述钢丝绳芯传送带的回程带处；

所述监测设备包括传感器装置以及分流装置；所述传感器装置位于所述分流装置的两侧；当钢丝绳芯传送带发生纵向撕裂时，物料从行程带下落到回程带上，然后回程带驱动带动物料自右向左输送并触碰到监测装置；所述分流装置对下落物料进行分流；所述传感器装置接受到分流后的物料受压冲击后触发信号；所述多信道主控终端随后根据触发信号发出停车信号指令，实现设备停车操作；

横向断带检测处理装置对钢丝绳芯传送带横向断带进行监测处理：

控制器通过水平弱磁传感器以及垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库；

所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息；

所述控制器根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况；

所述接头信息包括接头长度、断绳损伤检测值。

8.如权利要求7所述的钢丝绳芯传送带自动监测方法，其特征在于，

所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别预先采集钢丝绳芯传送带上所有的样本接头的接头信息并存入样本数据库，包括如下操作步骤：

所述水平弱磁传感器预先通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；

所述垂直弱磁传感器预先通过弱磁方式以及竖直方向上实时对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的样本波形图；

所述控制器通过所述水平弱磁传感器以及所述垂直弱磁传感器分别实时采集钢丝绳芯传送带上所有的接头的接头信息，包括如下操作步骤：

所述水平弱磁传感器在实时检测时通过弱磁方式以及水平方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述垂直弱磁传感器在实时检测时通过弱磁方式以及竖直方向上对钢丝绳芯传送带进行检测，并得到接头位置处的实时波形图；

所述控制器根据实时检测的接头的接头信息对比同一接头预存在样本数据库的样本接头的接头信息，并在长度位移量ΔL以及断绳损伤变化量ΔH到达预警值时判定当前位置的接头已经发生了横向断带情况，包括如下操作步骤：

所述控制器根据水平弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器在进入实时检测模式后，将水平弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将水平弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

所述控制器根据垂直弱磁传感器接收的样本波形图与实时波形图进行对比，分析得到同一剖面接头位移量以及断绳损伤变化量；即所述控制器在进入实时检测模式后，将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的长度L’并与其样本接头长度L进行对比得到长度位移量ΔL＝|L’-L|＝ΔL1+ΔL2；将垂直弱磁传感器实时计算当前接头的变化后断绳损伤检测值H’并与其样本断绳损伤检测值H进行对比得到断绳损伤变化量ΔH＝|H’-H|；

其中，L为样本接头区长度，L’为变化后接头区长度；

ΔL1为样本接头前部位移量，ΔL2为接头区后部位移量；

H为样本断绳损伤检测值；H’为变化后断绳损伤检测值。