專利名稱：一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，利用CXD紅外相機(jī)圖像檢測(cè)技術(shù)和可編程邏輯控制器PLC相結(jié)合的檢測(cè)裝置，屬于煤礦企業(yè)輸送帶在線檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，輸送帶縱向撕裂是帶式輸送機(jī)三大災(zāi)害之一，由于鋼絲芯輸送帶單體長度都比較長，如果發(fā)生縱向撕裂不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就有可能造成整條輸送帶報(bào)廢，損失嚴(yán)重。目前國內(nèi)外輸送帶縱向撕裂檢測(cè)方法很多，有輸送機(jī)異常電流檢測(cè)法，導(dǎo)電體嵌入皮帶檢測(cè)法，托輥受力異常檢測(cè)法，無線發(fā)射傳感檢測(cè)法。但這些檢測(cè)方法存在以下問題檢測(cè)方法不成熟，實(shí)時(shí)性差，中間環(huán)節(jié)多，造價(jià)高；采用機(jī)械裝置動(dòng)作可靠性低，誤動(dòng)作次數(shù)太多，無法正常組織生產(chǎn)。本發(fā)明是具有在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警或停車、準(zhǔn)確定位撕裂位置和估算撕裂長度的裝置。本裝置采用C⑶紅外相機(jī)圖像檢測(cè)技術(shù)和可編程邏輯控制器 PLC相結(jié)合的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，不僅可以達(dá)到實(shí)時(shí)性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成和故障預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其目的在于解決上述現(xiàn)有檢測(cè)手段可靠性差、實(shí)時(shí)性差的問題，從而公開一種基于CXD紅外相機(jī)圖像檢測(cè)技術(shù)和可編程邏輯控制器PLC相結(jié)合的輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置。本發(fā)明一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于該輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置包含(XD紅外相機(jī)1、防爆護(hù)罩2、防爆云臺(tái)3、密封艙4、冷光源5、密封艙底座6、速度傳感器7、可編程邏輯控制器PLC 8、防爆聲光報(bào)警裝置9、輸出控制繼電器10、解碼器11、TCF-142-S RS485轉(zhuǎn)光纖模塊12、TCF-142-S光纖轉(zhuǎn)RS232模塊13、 VS-IE2001394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊14、VS-IE200光纖轉(zhuǎn)1394信號(hào)模塊15、防爆控制箱16、 MV-1394圖像采集卡17、上位機(jī)18、RS-232接口 19 ；所述的CXD紅外相機(jī)1位于防爆護(hù)罩2 內(nèi)，安裝到離輸送帶20cm-30cm距離的正下方，該防爆護(hù)罩安裝在位于密封艙底座6上的防爆云臺(tái)3上，所述的防爆云臺(tái)的內(nèi)置解碼器11與TCF-142-S RS485轉(zhuǎn)光纖模塊12連接，經(jīng)過光纖再連接到TCF-142-S光纖轉(zhuǎn)RS232模塊13后與上位機(jī)18的RS-232接口 19通信， 所述的CXD紅外相機(jī)1為MV-VS200FM/C系列1394接口的高分辨率工業(yè)數(shù)字CXD相機(jī)，該 CXD紅外相機(jī)輸出的信號(hào)經(jīng)過VS-IE2001394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊14轉(zhuǎn)換后經(jīng)光纖傳輸?shù)街锌厥业腣S-IE200光纖轉(zhuǎn)1394信號(hào)模塊15，再將轉(zhuǎn)換后的圖像信號(hào)通過MV-1394圖像采集卡 17傳送到上位機(jī)18，當(dāng)檢測(cè)到有輸送帶撕裂后上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8通信， PLC控制防爆聲光報(bào)警裝置9報(bào)警或控制輸出控制繼電器10常閉觸點(diǎn)斷開緊急停車，所述的速度傳感器7安裝在輸送機(jī)主軸上，其輸出的信號(hào)經(jīng)過位于防爆控制箱16內(nèi)的可編程邏輯控制器PLC 8分析處理后傳到上位機(jī)18來計(jì)算皮帶運(yùn)行速度，所述的上位機(jī)18是安裝 Visual C++與Matlab軟件的普通計(jì)算機(jī)，所述的密封艙4與冷光源5為抗干擾補(bǔ)償裝置。上述一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于所述的在輸送帶下方安裝的CXD紅外相機(jī)1采集輸送帶圖像，通過圖像采集卡17進(jìn)入帶有圖像處理軟件的上位機(jī) 18，通過上位機(jī)軟件對(duì)比處理過的圖像特征，實(shí)現(xiàn)輸送帶表面裂紋與撕裂圖像進(jìn)行識(shí)別并計(jì)算裂紋長度，根據(jù)設(shè)定的裂紋長度閾值，上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8通信進(jìn)行報(bào)警或停車，并通過速度傳感器7檢測(cè)計(jì)算故障點(diǎn)距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離，為了抗干擾使用密封艙4封閉裝置檢測(cè)區(qū)域，采用冷光源5補(bǔ)光，保證及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出輸送帶可能發(fā)生的撕裂事故。上述一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于所述的防爆護(hù)罩2、防爆云臺(tái)3、速度傳感器7、聲光報(bào)警裝置9及各種電纜均為防爆設(shè)備，與可編程控制器PLC 8聯(lián)接的各種信號(hào)線、電源線及可編程邏輯控制器PLC 8、輸出控制繼電器9、TCF-142-S RS485 轉(zhuǎn)光纖模塊12、VS-IE200-S 1394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊14均安裝在防爆控制箱16內(nèi)，防爆殼體按照國家煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)GB3836. 2-2000設(shè)計(jì)，電氣部分采用符合《煤礦安全規(guī)程》要求的本安型國家標(biāo)準(zhǔn)GB3836. 4-2000設(shè)計(jì)，其主要技術(shù)指標(biāo)為電源井上 220V 士 10% 50HZ井下 127V士 10% 50HZ信號(hào)傳輸距離PLC與上位機(jī)通信光纖傳輸40Km紅外CXD相機(jī)輸出信號(hào)光纖傳輸IKm工作溫度-20°C_60°C檢測(cè)準(zhǔn)確率98%圖像檢測(cè)分辨率彡1. 6mm成像幀頻30幀/s輸送帶寬度0. 6-2. 2m檢測(cè)輸送帶運(yùn)行速度^ 6m/s。防爆標(biāo)準(zhǔn)GB3836. 2-2000 GB3836. 4-2000所述的一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于所述的補(bǔ)償裝置中的用來為檢測(cè)裝置提供穩(wěn)定明暗環(huán)境的密封艙4是由鋼板焊接而成的漏斗體和矩形筒體聯(lián)接而成的采用四塊6mm厚的鋼板焊接而成的漏斗體，漏斗體上口徑 800-1800mmX800-1800mm，下口 徑 300_800mmX300_800mm，采用四塊 300-400mmX350-750mm的6mm厚的鋼板焊接成矩形筒體，將漏斗體與矩形筒體焊接在一起，底面焊接一塊350-750mmX350-750mm的IOmm厚的鋼板作為密封艙底座6，在其里面底座上安裝能夠控制帶有MV-VS200FM/C CXD紅外相機(jī)1的防爆護(hù)罩2的防爆云臺(tái)3和冷光源5。上述一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于所述的上位機(jī)18圖像處理與分析軟件由Visual C++與Matlab混合編程，其流程為圖像采集卡17采集輸送帶運(yùn)行情況的圖像到上位機(jī)18緩存中，Visual C++通過調(diào)用Matlab圖像處理工具箱的圖像處理函數(shù)，對(duì)采集的每幀輸送帶實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行二值化轉(zhuǎn)換，然后計(jì)算二值化后的圖像中撕裂區(qū)域像素點(diǎn)占整個(gè)圖像像素點(diǎn)的比例，再根據(jù)所拍攝圖像區(qū)域?qū)嶋H面積的大小計(jì)算輸送帶撕裂部分的長度，該長度與預(yù)先設(shè)定的長度值進(jìn)行比較后迅速做出故障判斷當(dāng)該長度大于設(shè)定的需要報(bào)警長度值時(shí)，上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8進(jìn)行串口通信控制聲光報(bào)警裝置9報(bào)警；當(dāng)該長度大于設(shè)定的需要停車的長度值時(shí)，上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8進(jìn)行串口通信控制輸出控制繼電器10緊急停車。本發(fā)明一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其優(yōu)點(diǎn)在于1.利用速度傳感器7檢測(cè)輸送帶運(yùn)行速度，速度傳感器7將其光電脈沖信號(hào)接入可編程邏輯控制器PLC 8，可編程邏輯控制器PLC 8對(duì)信號(hào)分析處理后傳入上位機(jī)18中，上位機(jī)18根據(jù)停機(jī)響應(yīng)時(shí)間計(jì)算停機(jī)后皮帶撕裂位置與檢測(cè)裝置的距離，以便于煤礦工作人員快速組織檢修。2.針對(duì)皮帶機(jī)運(yùn)行環(huán)境，本發(fā)明設(shè)計(jì)了補(bǔ)償裝置，密封艙4將檢測(cè)區(qū)域封閉起來， 使CXD紅外相機(jī)1能夠連續(xù)穩(wěn)定地采集圖像；冷光源5為檢測(cè)的輸送帶的下表面提供足夠的照度，使C⑶紅外相機(jī)1能夠采集清晰的圖像，使該裝置能夠正常有效地進(jìn)行工作，同時(shí)冷光源5與其他照明光源如白熾燈、LED燈、鈉光燈等熱光源相比，冷光源5把它的能量幾乎全部轉(zhuǎn)化為可見光了，其他波長的光很少，而熱光源除了有可見光外還有大量的紅外光， 相當(dāng)一部分能量轉(zhuǎn)化為對(duì)照明沒有貢獻(xiàn)的紅外光了，采用冷光源5不對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生高溫從而保證CXD紅外相機(jī)正常工作。


圖1為本發(fā)明一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置主視示意圖,圖2為本發(fā)明一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置右視示意圖, 圖3為本發(fā)明一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置結(jié)構(gòu)框圖。1、C⑶紅外相機(jī)3、防爆云臺(tái)5、冷光源7、速度傳感器9、防爆聲光報(bào)警裝置11、解碼器13、TCF-142 光纖 /RS232 模塊15、VS-IE200 光纖 /1394 信號(hào)轉(zhuǎn)換器17、MV_1394 圖像采集卡19、RS_232 接口
2、防爆護(hù)罩 4、密封艙 6、密封艙底座 8、可編程邏輯控制器PLC 10、輸出控制繼電器 12、TCF-142RS485/ 光纖模塊 14、VS-IE2001394信號(hào)/光纖轉(zhuǎn)換器 16、防爆控制箱 18、上位機(jī)
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作如下詳述實(shí)施方式1 帶式輸送機(jī)輸送帶寬度在2m，輸送帶速度低于5m/s時(shí)，上述一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置的工作過程為輸送帶下方安裝的MV-VS200FM/C C⑶紅外相機(jī)1輸出的1394信號(hào)經(jīng)過VS-IE2001394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊14轉(zhuǎn)換后經(jīng)光纖傳輸?shù)街锌厥业腣S-IE200光纖轉(zhuǎn)1394信號(hào)模塊15，再將1394信號(hào)通過MV-1394圖像采集卡17傳送到上位機(jī)18，通過上位機(jī)18圖像處理軟件系統(tǒng)對(duì)比處理過的圖像特征，實(shí)現(xiàn)輸送帶表面裂紋與撕裂圖像進(jìn)行識(shí)別并計(jì)算裂紋長度，當(dāng)裂紋長度達(dá)到設(shè)定的第一閾值時(shí)上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8串口通信進(jìn)行報(bào)警，當(dāng)裂紋長度達(dá)到設(shè)定的第二閾值時(shí)上位機(jī)18 與可編程邏輯控制器PLC 8通信進(jìn)行停車，并通過速度傳感器7采集的速度信號(hào)經(jīng)過上位機(jī)18計(jì)算后判定故障點(diǎn)距監(jiān)測(cè)裝置的距離。MV-VS200FM/C C⑶紅外相機(jī)1在防爆護(hù)罩2 內(nèi)，防爆護(hù)罩2下方的防爆云臺(tái)3位于密封艙底座6上，防爆云臺(tái)3可以通過內(nèi)置解碼器11 接收來自上位機(jī)18的控制信號(hào)調(diào)整防爆護(hù)罩2的俯仰角與水平位置擺動(dòng)來達(dá)到調(diào)整監(jiān)控區(qū)域的目的，所述的解碼器11與TCF-142RS485轉(zhuǎn)光纖模塊12相聯(lián)，經(jīng)過光纖與中控室的 TCF-142光纖轉(zhuǎn)RS232模塊13連接到上位機(jī)18的RS-232接口 19，為了抗干擾使用密封艙 4封閉檢測(cè)裝置安裝區(qū)域，并采用冷光源5對(duì)檢測(cè)區(qū)域補(bǔ)光，上位機(jī)軟件由Visual C++與 Matlab混合編程，上位機(jī)18通過RS-232接口 19與可編程邏輯控制器PLC 8通信，將速度傳感器7信號(hào)傳到檢測(cè)上位機(jī)18并顯示，上位機(jī)18通過軟件手動(dòng)控制防爆云臺(tái)3的位置以調(diào)整取像位置。所述的速度傳感器7安裝到輸送機(jī)主軸上，采用光電脈沖輸出形式傳送到可編程邏輯控制器PLC 8，該信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)18后通過程序判斷皮帶撕裂處到檢測(cè)裝置的距離。所述的防爆云臺(tái)3帶有內(nèi)置解碼器11，所述的防爆云臺(tái)通過該解碼器與上位機(jī)18 通過串口通信，可以根據(jù)人為需要和環(huán)境變化接收來自上位機(jī)18的控制信號(hào)調(diào)整防爆護(hù)罩2的俯仰角與水平位置擺動(dòng)以調(diào)整MV-VS200FM/C CXD紅外相機(jī)1的取像位置，來達(dá)到調(diào)整監(jiān)控區(qū)域的目的。所述的TCF-142-S RS485轉(zhuǎn)光纖模塊12和TCF-142-S光纖轉(zhuǎn)RS232模塊13是串口光纖轉(zhuǎn)換器。具備將RS-232/422/485轉(zhuǎn)光纖訊號(hào)的能力。TCF-142-S通過單模光纖傳輸可將串行傳輸距離延伸到最遠(yuǎn)40Km。所述的VS-IE2001394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊14和VS-IE2001394光纖轉(zhuǎn)1394信號(hào)模塊15是用來解決IEEE1394信號(hào)長距離高速傳輸?shù)脑O(shè)備，并能提高圖像傳輸質(zhì)量，所述的 VS-IE2001394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊為信號(hào)發(fā)送器1394E-T，VS-IE2001394光纖轉(zhuǎn)1394信號(hào)模塊為信號(hào)接收器1394E-R，它們成對(duì)使用，通過一對(duì)單模光纖進(jìn)行傳輸，使采集來的圖像信號(hào)傳輸距離達(dá)到lKm。所述的上位機(jī)18圖像處理與分析軟件由Visual C++與Matlab混合編程，其流程為圖像采集卡17采集輸送帶運(yùn)行情況的圖像到上位機(jī)18緩存中，Visual C++通過調(diào)用 Matlab圖像處理工具箱的圖像處理函數(shù)，對(duì)采集到的每幀輸送帶實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行二值化轉(zhuǎn)換，然后計(jì)算二值化后的圖像中撕裂區(qū)域像素點(diǎn)占整個(gè)圖像的比例，再根據(jù)所拍攝圖像區(qū)域?qū)嶋H面積的大小計(jì)算輸送帶撕裂部分的長度，該長度與預(yù)先設(shè)定的長度值進(jìn)行比較后迅速做出故障判斷當(dāng)該長度大于0. 5m時(shí)，上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8進(jìn)行串口通信控制防爆聲光報(bào)警裝置9報(bào)警；當(dāng)該長度大于an時(shí)，上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8進(jìn)行串口通信控制輸出控制繼電器10緊急停車。所述的防爆護(hù)罩2、防爆云臺(tái)3、速度傳感器7、聲光報(bào)警裝置9及各種信號(hào)電纜均為防爆設(shè)備。與可編程控制器PLC8聯(lián)接的各種信號(hào)線、電源線及可編程控制器PLC8、輸出控制繼電器10、TCF-142-S RS485轉(zhuǎn)光纖模塊12、VS-IE200-S 1394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊14均安裝在防爆殼體內(nèi)。防爆殼體按照國家煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)GB3836. 2-2000設(shè)計(jì)，電氣部分采用符合《煤礦安全規(guī)程》要求的本安型國家標(biāo)準(zhǔn)GB3836. 4-2000設(shè)計(jì)，其主要技術(shù)指標(biāo)為電源井上 220V 士 10% 50HZ井下 127V士 10% 50HZ
信號(hào)傳輸距離PLC與上位機(jī)通信光纖傳輸40Km紅外CXD相機(jī)輸出信號(hào)光纖傳輸IKm工作溫度30°C檢測(cè)準(zhǔn)確率98%圖像檢測(cè)分辨率1. 5mm成像幀頻30幀/s輸送帶寬度2m檢測(cè)輸送帶運(yùn)行速度5m/s。防爆標(biāo)準(zhǔn):GB3836. 2-2000GB3836· 4-2000所述的補(bǔ)償裝置中的用來為檢測(cè)裝置提供穩(wěn)定明暗環(huán)境的密封艙4是由鋼板焊接而成的漏斗體和矩形筒體聯(lián)接而成的采用四塊6mm厚的鋼板焊接而成的漏斗體，漏斗體上口徑1800mmX 1800mm,下口徑750mmX 750mm，采用四塊400mmX 750mm的6mm厚的鋼板焊接成矩形筒體，將漏斗體與矩形筒體焊接在一起，底面焊接一塊750mmX 750mm的IOmm厚的鋼板作為密封艙底座6，在其里面底座上安裝能夠控制帶有MV-VS200FM/C CXD紅外相機(jī) 1的防爆護(hù)罩2的防爆云臺(tái)3和冷光源5。實(shí)施方式2 帶式輸送機(jī)輸送帶寬度在Im以下，輸送帶速度低于3m/s時(shí)，該裝置主要技術(shù)指標(biāo)為電源井上 220V 士 10% 50HZ井下 127V士 10% 50HZ信號(hào)傳輸距離PLC與上位機(jī)通信光纖傳輸40Km紅外CXD相機(jī)輸出信號(hào)光纖傳輸IKm工作溫度30°C檢測(cè)準(zhǔn)確率98%圖像檢測(cè)分辨率1. 5_成像幀頻30幀/s輸送帶寬度0. 9m檢測(cè)輸送帶運(yùn)行速度2m/s。防爆標(biāo)準(zhǔn):GB3836. 2-2000GB3836· 4-2000所述的補(bǔ)償裝置中的用來為檢測(cè)裝置提供穩(wěn)定明暗環(huán)境的密封艙4由鋼板焊接而成的漏斗體和矩形筒體聯(lián)接而成的采用四塊6mm厚的鋼板焊接而成的漏斗體，漏斗體上口徑800mmX 800mm，下口徑:350mmX :350mm，采用四塊300mmX 350mm的6mm厚的鋼板焊接成矩形筒體，將漏斗體與矩形筒體焊接在一起，底面焊接一塊350mmX 350mm的IOmm厚的鋼板作為密封艙底座6，在其里面底座上安裝能夠控制帶有MV-VS200FM/C C⑶紅外相機(jī)1的防爆護(hù)罩2的防爆云臺(tái)3和冷光源5。所述的上位機(jī)18圖像處理與分析軟件由Visual C++與Matlab混合編程，其流程為圖像采集卡17采集輸送帶運(yùn)行情況的圖像到上位機(jī)18緩存中，Visual C++通過調(diào)用 Matlab圖像處理工具箱的圖像處理函數(shù)，對(duì)采集到的每幀輸送帶實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行二值化轉(zhuǎn)換，然后計(jì)算二值化后的圖像中撕裂區(qū)域像素點(diǎn)占整個(gè)圖像的比例，再根據(jù)所拍攝圖像區(qū)域?qū)嶋H面積的大小計(jì)算輸送帶撕裂部分的長度，該長度與預(yù)先設(shè)定的長度值進(jìn)行比較后迅速做出故障判斷當(dāng)該長度大于0. : 時(shí)，上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8進(jìn)行串口通信控制防爆聲光報(bào)警裝置9報(bào)警；當(dāng)該長度大于an時(shí)，上位機(jī)18與可編程邏輯控制器PLC 8進(jìn)行串口通信控制輸出控制繼電器10緊急停車，其它同實(shí)施方式1。
權(quán)利要求
1.一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于該輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置由CCD紅外相機(jī)(1)、防爆護(hù)罩O)、防爆云臺(tái)(3)、密封艙0)、冷光源(5)、密封艙底座(6)、速度傳感器(7)、可編程邏輯控制器PLC (8)、防爆聲光報(bào)警裝置(9)、輸出控制繼電器(10)、解碼器(11)、TCF-142-S RS485 轉(zhuǎn)光纖模塊(12)、TCF-142-S 光纖轉(zhuǎn) RS232 模塊(13)、VS-IE2001394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊(14)、VS-IE200光纖轉(zhuǎn)1394信號(hào)模塊(15)、防爆控制箱(16)、MV-1394圖像采集卡(17)、上位機(jī)(18)和RS-232接口 (19)所組成；所述的 CCD紅外相機(jī)(1)位于防爆護(hù)罩O)內(nèi)，安裝到離輸送帶20cm-30cm的正下方，該防爆護(hù)罩安裝在位于密封艙底座(6)上的防爆云臺(tái)(3)上，所述的防爆云臺(tái)的內(nèi)置解碼器(11)與 TCF-142-S RS485轉(zhuǎn)光纖模塊(1 連接，經(jīng)過光纖再連接到TCF-142-S光纖轉(zhuǎn)RS232模塊(13)后與上位機(jī)(18)的RS-232接口(19)通信，所述的CCD紅外相機(jī)(1)為MV-VS200FM/ C系列1394接口的高分辨率工業(yè)數(shù)字CXD紅外相機(jī)，該CXD紅外相機(jī)輸出的信號(hào)經(jīng)過 VS-IE2001394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊(14)轉(zhuǎn)換后經(jīng)光纖傳輸?shù)街锌厥业腣S-IE200光纖轉(zhuǎn)1394 信號(hào)模塊(15)，再將轉(zhuǎn)換后的圖像信號(hào)通過MV-1394圖像采集卡(17)傳送到上位機(jī)(18)， 當(dāng)有皮帶撕裂后上位機(jī)(18)與可編程邏輯控制器PLC (8)通信，可編程邏輯控制器PLC (8) 控制防爆聲光報(bào)警裝置(9)報(bào)警或輸出控制繼電器(10)常閉觸點(diǎn)斷開緊急停車，所述的速度傳感器(7)安裝在輸送機(jī)主軸上，其輸出的信號(hào)經(jīng)過位于防爆控制箱(16)內(nèi)的可編程邏輯控制器PLC (8)分析處理后傳到上位機(jī)(18)來計(jì)算皮帶運(yùn)行速度，所述的上位機(jī)(18)是安裝VisualC++與Matlab軟件的普通計(jì)算機(jī)，所述的密封艙(4)與冷光源(5)為抗干擾補(bǔ)te衣且ο
2.按照權(quán)利要求1所述一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于所述的 C⑶紅外相機(jī)(1)采集輸送帶圖像，通過圖像采集卡(17)進(jìn)入帶有圖像處理軟件的上位機(jī) (18)，通過軟件對(duì)比處理過的圖像特征，實(shí)現(xiàn)輸送帶表面裂紋與撕裂圖像進(jìn)行識(shí)別并計(jì)算裂紋長度，根據(jù)設(shè)定的裂紋長度閾值上位機(jī)(18)與可編程邏輯控制器PLC (8)通信進(jìn)行報(bào)警或停車，并通過速度傳感器(7)檢測(cè)計(jì)算故障點(diǎn)距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離，為了抗干擾使用密封艙(4)封閉裝置檢測(cè)區(qū)域，采用冷光源( 補(bǔ)光及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出輸送帶可能發(fā)生的撕裂事故。
3.按照權(quán)利要求1所述一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于所述的防爆護(hù)罩O)、防爆云臺(tái)(3)、速度傳感器(7)、防爆聲光報(bào)警裝置(9)及各種電纜均為防爆設(shè)備，與可編程控制器PLC(S)聯(lián)接的各種信號(hào)線、電源線及可編程邏輯控制器PLC(S)、輸出控制繼電器(10)、TCF-142-S RS485轉(zhuǎn)光纖模塊(12)、VS-IE200-S1394信號(hào)轉(zhuǎn)光纖模塊(14)均安裝在防爆控制箱(16)內(nèi)，防爆殼體按照國家煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)GB3836.2-2000設(shè)計(jì)， 電氣部分采用符合《煤礦安全規(guī)程》要求的本安型國家標(biāo)準(zhǔn)GB3836. 4-2000設(shè)計(jì)，其主要技術(shù)指標(biāo)為電源井上 220V士 10% 50HZ井下 127V士 10% 50HZ信號(hào)傳輸距離=PLC與上位機(jī)通信光纖傳輸40Km紅外CCD相機(jī)輸出信號(hào)光纖傳輸lKm工作溫度-20°C -60°C檢測(cè)準(zhǔn)確率98%圖像檢測(cè)分辨率1. 6mm 成像幀頻30幀/s 輸送帶寬度0. 6-2. 2m 檢測(cè)輸送帶運(yùn)行速度6m/s。 防爆標(biāo)準(zhǔn):GB3836. 2-2000GB3836. 4-2000
4.按照權(quán)利要求1所述一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于所述的補(bǔ)償裝置中的用來為檢測(cè)裝置提供穩(wěn)定明暗環(huán)境的密封艙由鋼板焊接而成的漏斗體和矩形筒體聯(lián)接而成的采用四塊6mm厚的鋼板焊接而成的漏斗體， 漏斗體上口徑 800-1800mmX800-1800mm,下口徑 300-800mmX 300-800mm,采用四塊 300-400mmX350-750mm的6mm厚的鋼板焊接成矩形筒體，將漏斗體與矩形筒體焊接在一起，底面焊接一塊350-750mmX350-750mm的IOmm厚的鋼板作為密封艙底座(6)，在其里面底座上安裝能夠控制帶有MV-VS200FM/C C⑶紅外相機(jī)(1)的防爆護(hù)罩(2)的防爆云臺(tái)(3) 和冷光源(5)。
5.按照權(quán)利要求1所述一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，其特征在于所述的上位機(jī)(18)圖像處理與分析軟件由Visual C++與Matlab混合編程，其流程為圖像采集卡(17)采集輸送帶運(yùn)行情況的圖像到上位機(jī)(18)緩存中，VisualC++通過調(diào)用Matlab圖像處理工具箱的圖像處理函數(shù)，對(duì)采集的每幀輸送帶實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行二值化轉(zhuǎn)換，然后計(jì)算二值化后的圖像中撕裂區(qū)域像素點(diǎn)占整個(gè)圖像的比例，再根據(jù)所拍攝圖像區(qū)域?qū)嶋H面積的大小計(jì)算輸送帶撕裂部分的長度，該長度與預(yù)先設(shè)定的長度值進(jìn)行比較后迅速做出故障判斷當(dāng)該長度大于設(shè)定的需要報(bào)警長度值時(shí)，上位機(jī)(18)與可編程邏輯控制器PLC(8)進(jìn)行串口通信控制聲光報(bào)警裝置(1 報(bào)警；當(dāng)該長度大于設(shè)定的需要停車的長度值時(shí)，上位機(jī)(18)與可編程邏輯控制器PLC(8)進(jìn)行串口通信控制輸出控制繼電器(10)緊急停車。
全文摘要
一種輸送帶縱向撕裂在線監(jiān)測(cè)預(yù)警裝置，屬于煤礦企業(yè)輸送帶在線檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。在輸送帶下方安裝CCD紅外相機(jī)采集輸送帶圖像，圖像采集卡將圖像采集到帶有圖像處理軟件的上位機(jī)，通過軟件對(duì)比處理過的圖像特征，實(shí)現(xiàn)輸送帶表面裂紋與撕裂圖像進(jìn)行識(shí)別并計(jì)算裂紋長度，根據(jù)設(shè)定的裂紋長度閾值，上位機(jī)與PLC通信進(jìn)行報(bào)警或停車，并通過速度傳感器檢測(cè)計(jì)算故障點(diǎn)距監(jiān)測(cè)點(diǎn)的距離。為了抗干擾使用密封艙封閉裝置檢測(cè)區(qū)域，采用冷光源補(bǔ)光。本發(fā)明能及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出輸送帶可能發(fā)生的撕裂事故。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是成本低、可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，既能做到撕裂程度較小時(shí)進(jìn)行有效聲光報(bào)警減小輸送帶撕裂，又能做到檢測(cè)到突發(fā)的較大程度的輸送帶撕裂后緊急停車。
文檔編號(hào)B65G43/02GK102358505SQ20111018279
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者喬鐵柱, 唐艷同, 牛犇, 胡明明, 閆來清 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)