CN1869676A - 一种钢绳芯输送带实时在线检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢绳芯输送带检测装置，该检测系统包括磁发射传感器、磁接收传感器、速度传感器、DSP(数字信号处理器)、RS232/光纤转换器、工控机。并通过软件实现其功能，实现对输送带钢丝绳各种断头、接头抽动、钢丝绳锈蚀、钢丝绳与胶带的粘合力下降等情况的检测。

Description

一种钢绳芯输送带实时在线检测装置及其检测方法

1、所属技术领域

本发明设计一种钢绳芯输送带检测装置，特别涉及一种实时在线检测装置，属于设备自动检测技术领域。

2、背景技术

钢绳芯输送带因其内嵌了数量不等的钢丝绳，其抗拉强度大大增强，从而从根本上解决了矿井长运距、大运量的难题。一条长距离、大运量的钢绳芯输送带是由几条或十几条胶带用一种特殊的硫化工艺连接起来的。因此接头硫化工艺的好坏直接影响到整条运输胶带的抗拉强度，从而直接影响到整条输送带运输的安全性。钢绳芯输送带在运行过程中若遭受外力突然发生接头抽断，后果将非常严重。因此，如何判断钢绳芯输送带接头的好坏就成了钢绳芯输送带运输安全的关键。由于煤矿环境的特殊性，要想了解胶带钢丝绳的断绳、锈蚀及接头抽动等运行情况，目前通常采用X光透视机对胶带进行透视检测。这种方法可以较直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也可看到钢丝绳的大幅断绳情况，但检测时必须采取加大通风量、严格监测瓦斯等特殊措施，且无法解决对胶带锈蚀、小幅度断绳、接头小幅抽动及钢丝绳与胶带的粘合力下降等情况的检测。近儿年来美国、德国对该项研究投入较大，发展也较快，其最新研究成果为CBM检测器，用磁感应原理对钢绳芯胶带进行检测。该检测器由上、下两个传感器和固定架组成。通过上下传感器对中间钢绳芯检测，将检测信号进行处理、显示，就可知道钢绳芯的受损情况。这种检测器完全抛开了x光机的检测，实现了电磁检测的目标。但这种检测器需要上下两个传感器，并需要较大压力使上下传感器紧压住胶带，这样不仅增大了胶带的摩擦力，而且还受胶带的抖动影响。因此，这种检测器的使用受到一定的限制。我国自主研制的精度较高的电磁自感应式传感器，在计算机DOS操作系统下完成了数据的采集与后处理。由于受计算机采集软、硬件的限制，传感器离计算机的传输距离仅限于50米左右，仅能满足井上输送带及煤矿主斜井输送带的检测要求。

3、发明内容

本发明的目的是解决现有技术中信号采集、传输中存在的检测精度不高以及信号传输距离短、功能弱、运行速度慢的问题，提供一种钢绳芯输送带自动跟随、实时在线检测系统，实现对输送带各种断头、接头抽动、钢丝绳锈蚀、钢丝绳与胶带的粘合力下降等情况的检测。该检测系统包括磁发射传感器、磁接收传感器、速度传感器、DSP(数字信号处理器)、RS232/光纤转换器、工控机。磁发射传感器给钢绳芯输送带施加一个适量磁场，接收传感器对输送带钢丝绳各种断头、接头抽动、锈蚀、钢丝绳与胶带的粘合力下降的变化引起磁场信号变化进行采集，并将其转换为电信号送入DSP数字信号处理器进行数据滤波、存储、运算、打包和发送，通过RS232/光纤转换器送给上位计算机再进行数据校验、后处理，最终得出输送带钢丝绳的实际工况。根据实际工况为DSP系统设计了防爆壳，然后将双DSP系统及电源部分全部置于其中，使该系统能满足在煤矿井下及其它有爆炸性气体场合的使用要求。

采用本发明的检测系统进行检测，可使检测精度大大提高，信号传输距短和运行速度慢等问题得到解决，数据可靠传输距离可达20Km。

4、附图说明

图1：ZSW-G型矿用本质安全型磁传感器

图2：系统结构框图

图3：实时采集模块程序流程图1

图4：实时采集模块程序流程图2

图5：数据分析模块程序流程图

5、具体实施方式

如图2所示，本检测系统的工作原理是基于电磁感应理论，利用输送带各种断头、接头抽动、钢丝绳锈蚀、钢丝绳与胶带的粘合力下降的变化引起磁场信号变化，并把该磁场信号通过磁接收传感器转换为电信号送入DSP，进行数据滤波、存储、运算、打包和发送，通过RS232/光纤转换器送给上位计算机再进行数据校验、后处理，最终得出输送带钢丝绳的实际工况，在显示器上显示或打印机打印输出检测报告。通过计算机实时显示输送带接头和断头的情况，以及计算机对各检测值进行智能处理，给出最终检测报告，使用户可清楚地了解到钢丝绳芯输送带的运行工况，为输送带的安全生产提供了必要的技术保证。

系统中的检测传感器属于自感应型电感式传感器。当有磁性物质经过该传感器下方时，磁性元件感应出高频调制信号，经集成电路处理后，变为毫伏级的电信号，经放大、滤波后将其送给输出宽度驱动电路进行功率放大并送至输出端。如图1所示。

为准确定位，选用OMRON旋转编码器，该编码器每圈可输出360个脉冲。速度传感器采用机械旋转施压方式和输送带接触，主要是为了避免速度传感器在皮带上的跳动和打滑而影响检测精度。同时为了提高速度传感器的使用寿命，速度传感器只有在皮带检测时与皮带接触，不检测时通过机械机构使其脱离输送带。采用DSP系统主要完成对输送带各种数据的实时采集、控制和传输，替代Intel96单片机系统。上位工控机进行数据的接收、校验和后处理，上、下位机之间采用光纤进行数据通讯，传输距离可达20Km，同时使系统运算、控制功能更强、速度更快、工作更可靠、更便于扩展、性价比更高。

软件采用模块化的流程设计方式，运用数据库和C++语言进行编程，使整个系统运行于WINDOWS2000/XP操作系统平台，具有良好的人机交互界面，程序流程图如图3所示：

主程序开始运行后，首先出现选择工作模式界面，可以选择查看历史数据或采集数据。选择查看历史数据将调用查看历史数据界面；若选择采集则进入皮带选择界面。选择好要检测的皮带后，系统自动与下位机进行连接，连接错误则提醒用户检测通讯电路，连接正确则进入数据采集界面并等待用户输入，根据用户输入调用相应模块。

参数设置模块：模块被调用后首先要求用户输入密码，经验证密码正确后才允许对参数进行设置。

自检模块：向下位机发送自检命令，通知DSP执行自检程序。当下位机自检结束后从DSP取得自检结果，并根据自检结果修改相应参数或通知用户检修设备。

查看原始数据模块：首先调试人员选择要查看的原始数据，然后系统读取选定的数据并以图形方式显示，调试人员根据图像判断系统是否工作正常。

数据分析模块：首先对信号进行初处理并进行排序，然后遍历全部信号并进行如下处理：如果当前信号是最后一个信号则结束处理；连续读取信号直到放满接头区域，判断接头区域内的信号是否符合接头标准，如符合就将这批信号标记为接头信号，如不符合就清空接头区域并读取下一批数据；重复上述过程，直到全部信号处理完毕。

Claims (6)

1、一种钢绳芯输送带实时在线检测系统，包括：磁发射传感器、磁接收传感器、速度传感器、DSP(数字信号处理器)、RS232/光纤转换器、工控机。磁接收传感器对输送带钢丝绳各种断头、接头抽动、锈蚀、钢丝绳与胶带的粘合力下降的变化引起磁场信号的变化进行采集，并转换为电信号送入DSP进行滤波、存储、打包和发送，由上位计算机再进行数据校验、后处理，最终得出输送带钢丝绳的实际工况。

2、如上所述检测系统其特征在于，采用了两套DSP系统，一套负责数据的采集，另一套负责数据的打包与发送，使数据的采集与传输在时间上互不影响，保证了测量的实时性和可靠性。

3、如权力要求1、2所述检测系统，其特征在于，速度传感器采用机械旋转施压方式和输送带接触，避免速度传感器在皮带上的跳动和打滑而影响检测精度。同时提高传感器的使用寿命，速度传感器只有在皮带检测时与皮带接触，不检测时通过机械机构使其脱离输送带。

4、如权力要求1所述检测系统，其特征在于，为DSP系统设计了防爆壳，然后将双DSP系统及电源部分全部置于其中，使该系统能满足在煤矿井下及其它有爆炸性气体场合的使用要求。

5、如上述检测系统其特征在于：每个磁接收传感器箱中共配置10只传感器，并设计了集中调控系统，可以随时对各传感器进行调节，保证其工作状态。

6、如上所述检测系统其特征在于通过以下步骤完成检测：

1)主程序开始运行后，首先出现选择工作模式界面，可以选择查看历史数据或采集数据。选择查看历史数据将调用查看历史数据界面；若选择采集则进入皮带选择界面。选择好要检测的皮带后，系统自动与下位机进行连接，连接错误则提醒用户检测通讯电路，连接正确则进入数据采集界面并等待用户输入，根据用户输入调用相应模块。

2)向下位机发送自检命令并通知DSP执行自检程序。当下位机自检结束后从中取得自检结果，根据自检结果修改相应参数或通知用户检修设备。

3)首先对信号进行初处理并进行排序，然后遍历全部信号并进行如下处理：如果当前信号是最后一个信号则结束处理；连续读取信号直到放满接头区域，判断接头区域内的信号是否符合接头标准，如符合就将这批信号标记为接头信号，如不符合就清空接头区域并读取下一批数据；重复上述过程，直到全部信号处理完毕。

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