BRPI0807042B1

BRPI0807042B1 - DRIVE BELT CONDITION MONITORING SYSTEM AND METHOD

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Publication number: BRPI0807042B1
Authority: BR
Publication date: 2019-07-23

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA E MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE CORREIAS CONDUTORAS [0001] Esta invenção refere-se ao monitoramento de correias condutoras. Mais particularmente, a presente invenção está relacionada a um sistema e método de monitoramento da condição de correias condutoras contendo cordas permeáveis magneticamente. A presente invenção refere-se também a uma formação de correias condutoras compreendendo o referido sistema.Invention Patent Report for SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING CONDITION OF CONDUCTIVE BELTS [0001] This invention relates to the monitoring of conductive belts. More particularly, the present invention relates to a system and method of monitoring the condition of conductive belts containing magnetically permeable strings. The present invention also relates to the formation of conductive belts comprising said system.

Descrição do estado da técnica [0002] É bem conhecido que a falha por completo de correias condutoras de aço reforçado conforme usado nas estruturas de correias condutoras em várias aplicações industriais e de mineração pode ter resultado catastrófico. Assim, o monitoramento das condições destas correias condutoras se tornou uma prática comum, cujo objetivo é identificar danos nas correias condutoras e então realizar uma manutenção eficiente destas correias condutoras, garantindo, desta forma, a redução de chance de uma falha completa.Description of the state of the art [0002] It is well known that the complete failure of conductive belts made of reinforced steel as used in conductive belt structures in various industrial and mining applications can have catastrophic results. Thus, the monitoring of the conditions of these conductive belts has become a common practice, whose objective is to identify damage to the conductive belts and then carry out an efficient maintenance of these conductive belts, thus guaranteeing the reduction of the chance of a complete failure.

[0003] Uma correia condutora típica de aço reforçado conforme contemplada nesta invenção é feita de várias seções prolongadoras do condutor, normalmente na ordem de 300m de comprimento. Cada seção compreende uma camada central de cordas de aço trançadas em forma de sanduíche em uma configuração paralela, igualmente espaçada entre duas camadas de borracha, com as seções sendo conectadas por meio de divisores. Um divisor entre duas seções é formado através da sobreposição das extremidades das duas seções por um metro e meio, vulcanizando as seções juntamente. Quando as seções estão conectadas, as cordas das seções na região sobreposta são organizadas em um padrão onde as cordas alternativas das seções se apoiam em um relacionamento adjacente.[0003] A typical reinforced steel conductive belt as contemplated in this invention is made of several conductor extending sections, usually in the order of 300m in length. Each section comprises a central layer of steel strands braided in the form of a sandwich in a parallel configuration, equally spaced between two layers of rubber, with the sections being connected by means of dividers. A divider between two sections is formed by overlapping the ends of the two sections by a meter and a half, vulcanizing the sections together. When the sections are connected, the section strings in the overlapping region are arranged in a pattern where the alternate section strings rest on an adjacent relationship.

[0004] Uma região danificada de uma correia condutora pode constituir uma região onde uma ou mais tranças ou cordas de uma correia condutora, ou uma corda completa, estão quebradas, corroídas ou danificadas de outra forma. É também conhecido o monitoramento de uma correia condutora através da magnetização de cordas da correia condutora, usando um sensor para o campo[0004] A damaged region of a conductive belt can constitute a region where one or more strands or strings of a conductive belt, or a complete rope, are broken, corroded or otherwise damaged. It is also known to monitor a conductive belt by magnetizing conductive belt strings, using a field sensor

2/11 magnético adjacente da correia condutora, onde um campo magnético detectado indica danos na corda. Aparatos já conhecidos incluem sensores magnéticos do tipo bobina, uma formação específica com quatro sensores espaçados ao longo da largura da correia monitorada, assim cada um dos sensores serve para identificar danos na corda em um segmento transversal de % da correia condutora. Embora este arranjo seja suficiente para indicar danos na corda, o local exato de danos dentro do quadrante da largura da correia ainda permanece difícil de se estabelecer. Devido o sensor magnético tipo bobina detectar a taxa de mudança da força do campo magnético dentro da região onde a corda está danificada, foi descoberto que embora uma região danificada seja indicada adequadamente, a natureza dos danos e a taxa de deterioração da corda danificada não pode ser estabelecida ou monitorada e, como tal, ainda permanece difícil estabelecer exatamente quando uma manutenção da correia condutora deve ser realizada.2/11 magnetic adjacent to the conductive belt, where a detected magnetic field indicates damage to the rope. Well-known devices include coil-type magnetic sensors, a specific formation with four sensors spaced along the width of the monitored belt, so each sensor serves to identify damage to the rope in a transverse segment of% of the conductive belt. Although this arrangement is sufficient to indicate damage to the rope, the exact location of damage within the belt width quadrant still remains difficult to establish. Because the coil-type magnetic sensor detects the rate of change in the strength of the magnetic field within the region where the rope is damaged, it has been found that although a damaged region is properly indicated, the nature of the damage and the rate of deterioration of the damaged rope cannot be established or monitored and, as such, it remains difficult to establish exactly when a conductive belt maintenance should be performed.

[0005] Aparatos de monitoramento de condição para correias de condutores de corda de aço reforçada que utilizam praticamente os mesmos princípios já descritos acima também são conhecidos, mas estes são associados a algumas imperfeições. O objeto desta invenção é fornecer um método e aparato para solucionar ou melhorar pelo menos uma destas imperfeições.[0005] Condition monitoring devices for reinforced steel rope conductor belts that use practically the same principles already described above are also known, but these are associated with some imperfections. The object of this invention is to provide a method and apparatus for solving or improving at least one of these imperfections.

Objetivos da invenção [0006] A presente invenção tem como objetivo prover um sistema e método de monitoramento da condição de correias condutoras contendo cordas permeáveis magneticamente. Ainda, é também objetivo desta invenção prover uma formação de correias condutoras compreendendo o referido sistema.Objectives of the invention [0006] The present invention aims to provide a system and method for monitoring the condition of conductive belts containing magnetically permeable strings. Furthermore, it is also an objective of this invention to provide a formation of conductive belts comprising said system.

Breve descrição da invenção [0007] A invenção tem por objeto um sistema e método de monitoramento da condição de correias condutoras contendo cordas permeáveis magneticamente.Brief description of the invention [0007] The invention relates to a system and method of monitoring the condition of conductive belts containing magnetically permeable strings.

[0008] Outro objeto desta invenção é uma formação de correias condutoras compreendendo o referido sistema.[0008] Another object of this invention is the formation of conductive belts comprising said system.

Descrição resumida das figurasBrief description of the figures

3/11 [0009] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução, não-limitado, representado nos desenhos. As figuras ilustram:3/11 [0009] The present invention will be described in more detail below on the basis of an exemplary, non-limited embodiment shown in the drawings. The figures illustrate:

Figura 1 ilustra esquematicamente uma formação de correia condutora de acordo com a invenção;Figure 1 schematically illustrates a conductive belt formation according to the invention;

Figura 2 ilustra esquematicamente uma primeira formação da unidade sensor de campo de acordo com a invenção;Figure 2 schematically illustrates a first formation of the field sensor unit according to the invention;

Figura 3 ilustra esquematicamente uma segunda formação da unidade sensor de campo de acordo com a invenção;Figure 3 schematically illustrates a second formation of the field sensor unit according to the invention;

Figura 4 ilustra esquematicamente uma primeira formação do equipamento de aquisição de dados de acordo com a invenção;Figure 4 schematically illustrates a first formation of the data acquisition equipment according to the invention;

Figura 5 ilustra esquematicamente uma segunda formação de equipamento de aquisição de dados de acordo com a invenção;Figure 5 schematically illustrates a second formation of data acquisition equipment according to the invention;

Figura 6 ilustra esquematicamente como com a posição vertical de uma corda na matriz da correia condutora é determinada graficamente;Figure 6 illustrates schematically how the vertical position of a rope in the conductive belt matrix is determined graphically;

Figura 7 ilustra esquematicamente uma primeira imagem gerada pelo sistema; e Figura 8 ilustra esquematicamente uma segunda imagem gerada pelo sistema.Figure 7 schematically illustrates a first image generated by the system; and Figure 8 schematically illustrates a second image generated by the system.

Descrição detalhada das figuras [0010] Em concretizações desta invenção, um sistema de monitoramento de condição de correias condutoras com cordas permeáveis magneticamente é descrito, compreendendo: i) um gerador de campo magnético para geração de um campo magnético para magnetizar as cordas em uso; ii) uma unidade sensor de campo magnético para detectar os campos magnéticos fornecidos, em uso, pelas cordas englobando um grupo de sensores de campo magnético espaçados, com o espaçamento dos sensores sendo suficiente para discriminar entre as cordas adjacentes.Detailed description of the figures [0010] In embodiments of this invention, a condition monitoring system for conductive belts with magnetically permeable strings is described, comprising: i) a magnetic field generator for generating a magnetic field to magnetize the strings in use; ii) a magnetic field sensor unit to detect the magnetic fields supplied in use by the strings, comprising a group of spaced magnetic field sensors, with the spacing of the sensors being sufficient to discriminate between adjacent strings.

[0011] Ainda, de acordo com esta invenção, é descrito um método de monitoramento de uma correia condutora com cordas permeáveis magneticamente, que compreende: i) gerar um campo magnético para magnetizar as cordas; e ii) detectar o campo magnético fornecido pelas cordas,[0011] Still, according to this invention, a method of monitoring a conductive belt with magnetically permeable strings is described, which comprises: i) generating a magnetic field to magnetize the strings; and ii) detecting the magnetic field provided by the strings,

4/11 através de um grupo de sensores de campos magnéticos espaçados, com o espaçamento dos sensores sendo suficientemente perto para discriminar entre as cordas adjacentes.4/11 through a group of spaced magnetic field sensors, with the sensor spacing being close enough to discriminate between adjacent strings.

[0012] Ainda, de acordo com esta invenção, é fornecida uma formação de correia condutora compreendendo: i) uma correia com várias cordas permeáveis magnéticas; e um sistema de monitoramento de correia conforme descrito acima, o gerador de campo magnético e a unidade sensor de campo magnético, posicionada adjacente à correia e espaçada longitudinalmente entre si.[0012] In addition, according to this invention, a conductive belt formation is provided comprising: i) a belt with several permeable magnetic strings; and a belt monitoring system as described above, the magnetic field generator and the magnetic field sensor unit, positioned adjacent to the belt and spaced longitudinally between them.

[0013] Os sensores devem ser espaçados com menos de 20mm, preferencialmente com menos de 15mm, e ainda mais preferencialmente com menos de 10mm ou 5mm. Será útil que o espaçamento dos sensores dependa, em uso, do número e espaçamento das cordas da correia que são direcionadas para uso. Desta forma o espaçamento do sensor pode ser menor do que metade do espaçamento das cordas da correia que são para uso ou que estão sendo usadas. Observando isso, cada sensor deve ser menor do que 4mm.[0013] The sensors should be spaced less than 20mm, preferably less than 15mm, and even more preferably less than 10mm or 5mm. It will be useful for the spacing of the sensors to depend, in use, on the number and spacing of the belt strings that are targeted for use. In this way the spacing of the sensor can be less than half the spacing of the belt strings that are for use or that are being used. Observing this, each sensor must be smaller than 4mm.

[0014] Em concretizações preferenciais desta invenção, o sistema objeto desta invenção compreende um meio de determinar a velocidade da correia na direção longitudinal. O meio de determinar a velocidade da correia pode incluir codificador conectado em uma polia da formação da correia condutora.[0014] In preferred embodiments of this invention, the system object of this invention comprises a means of determining the speed of the belt in the longitudinal direction. The means of determining the speed of the belt may include encoder connected to a pulley of the conductive belt formation.

[0015] Os sensores podem ter um eixo de sensor, onde a força do campo magnético naquela direção é sentido. A unidade de sentido do campo magnético pode então ter vários sensores adequados orientados de forma que seis eixos sensores são paralelos e orientados perpendicularmente com a correia, em uso. Além disso, a unidade sensor deve ter vários sensores longitudinais orientados de forma que seus eixos sensores são paralelos com a direção de movimento da correia. Ainda, a unidade sensor pode ter vários sensores transversais de forma que seus sensores são transversais à direção de movimento da correia e paralelos substancialmente à superfície da correia.[0015] The sensors can have a sensor axis, where the strength of the magnetic field in that direction is felt. The magnetic field sense unit can then have several suitable sensors oriented so that six sensor axes are parallel and oriented perpendicular to the belt in use. In addition, the sensor unit must have several longitudinal sensors oriented so that its sensor axes are parallel with the direction of movement of the belt. In addition, the sensor unit may have several transversal sensors so that its sensors are transversal to the direction of movement of the belt and substantially parallel to the surface of the belt.

[0016] A unidade de sensor magnético pode ter três grupos de sensores, um primeiro grupo com sensores perpendiculares e o segundo grupo com sensores longitudinais e um terceiro grupo com sensores de cada , grupo[0016] The magnetic sensor unit can have three groups of sensors, a first group with perpendicular sensors and the second group with longitudinal sensors and a third group with sensors of each, group

5/11 alinhados longitudinalmente. Cada grupo pode ser linear e pode ser orientado transversalmente.5/11 longitudinally aligned. Each group can be linear and can be oriented transversely.

[0017] Contrariamente, a unidade de sensor de campo magnético ainda pode compreender vários grupos de sensores, com o espaçamento entre os grupos sendo descrito acima. Cada grupo pode então englobar um sensor perpendicular, um sensor longitudinal e um sensor transversal.[0017] Conversely, the magnetic field sensor unit can still comprise several groups of sensors, with the spacing between groups being described above. Each group can then comprise a perpendicular sensor, a longitudinal sensor and a transverse sensor.

[0018] O processador pode incluir equipamento de aquisição de dados para processamento de sinais recebidos dos sensores e para fornecimento de dados ao processador O equipamento de aquisição de dados pode ter múltiplos canais ou pode ser do tipo multiplex. Se multiplex for usado então ou multiplex análogo ou digital pode ser usado.[0018] The processor may include data acquisition equipment for processing signals received from the sensors and for supplying data to the processor The data acquisition equipment may have multiple channels or may be of the multiplex type. If multiplex is used then either analog or digital multiplex can be used.

[0019] Preferencialmente, grupos de sensores são utilizados, para que, desta forma, o campo magnético sentido por cada sensor em um grupo possa ser interpolado em uma grade regular para fornecer valores para o campo magnético em cada direção nas mesmas posições no espaço.[0019] Preferably, groups of sensors are used, so that, in this way, the magnetic field felt by each sensor in a group can be interpolated in a regular grid to provide values for the magnetic field in each direction in the same positions in space.

[0020] Semelhantemente, se uma configuração de três grupos for utilizada, então a interpolação pode ser afetada na direção longitudinal, sendo que o valor de cada componente do campo magnético acima da correia será então medido nos três pontos na direção longitudinal separados pela distância igual a separação entre os grupos. Os técnicos na matéria serão auxiliados se a velocidade de movimento da correia for usada para afetar a interpolação.[0020] Similarly, if a three-group configuration is used, then the interpolation can be affected in the longitudinal direction, and the value of each component of the magnetic field above the belt will then be measured at the three points in the longitudinal direction separated by the equal distance the separation between groups. Those skilled in the art will be assisted if the speed of movement of the belt is used to affect interpolation.

[0021] Ainda, preferencialmente, determina-se a posição vertical da corda na matriz da correia usando dois ou três componentes do campo magnético sendo que existe uma correspondência um a um entre as cordas magnetizadas e seus campos magnetizados ao redor. Desta forma, o sistema pode incorporar uma posição perpendicular determinando meios para encontrar a posição vertical de uma corda na matriz de correia. Para isso, os valores de vetor do campo magnético em cada posição de sensor em um plano paralelo; logo acima da correia está o plano do grupo de sensor que pode ser determinado e os vetores resultantes então utilizados para determinar a posição vertical da correia. Isto pode ser afetado de maneira gráfica ou numérica. Se uma técnica gráfica é usada[0021] Still, preferably, the vertical position of the rope in the belt matrix is determined using two or three components of the magnetic field and there is a one-to-one correspondence between the magnetized strings and their surrounding magnetized fields. In this way, the system can incorporate a perpendicular position determining means to find the vertical position of a rope in the belt matrix. For this, the vector values of the magnetic field in each sensor position in a parallel plane; just above the belt is the plane of the sensor group that can be determined and the resulting vectors then used to determine the vertical position of the belt. This can be affected either graphically or numerically. If a graphic technique is used

6/11 então os vetores são extrapolados na região onde o componente perpendicular é grande e suas regiões de intersecção determinadas para obter um valor de posição vertical. Com uma técnica numérica um modelo de domínio magnético nas cordas e encaixe de quadrados não lineares pode ser usado para determinar o valor da posição vertical.6/11 then the vectors are extrapolated to the region where the perpendicular component is large and their regions of intersection determined to obtain a vertical position value. With a numerical technique a magnetic domain model on the strings and fitting of nonlinear squares can be used to determine the value of the vertical position.

[0022] O processador pode gerar uma imagem representativa da condição da correia e/ou parte dela. Esta imagem indica a posição longitudinal e transversal das áreas danificadas, o tamanho do mesmo e o grau dos danos. Códigos de cor podem ser usados para indicar o grau de danos. A posição das juntas também pode ser indicada. O sistema pode então ter uma unidade de exibição para mostrar a imagem.[0022] The processor can generate an image representing the condition of the belt and / or part of it. This image indicates the longitudinal and transversal position of the damaged areas, the size of the damaged area and the degree of damage. Color codes can be used to indicate the degree of damage. The position of the joints can also be indicated. The system can then have a display unit to display the image.

[0023] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução, não-limitado, representado nas figuras:[0023] The following invention will be described in more detail below based on an example of execution, not limited, represented in the figures:

[0024] Com relação à Figura 1, uma formação de correia condutora 10 compreende uma correia condutora 12, um gerador de campo magnético 14, uma unidade de sensor de campo magnético 16, um codificador 18 para determinar a velocidade de movimento da correia 12 e um equipamento de aquisição de dados 20 para processar sinais recebidos da unidade sensor de campo 16 e para fornecer dados ao processador 60. O processador 60 fornece imagens para uma unidade de exibição 61. A direção do movimento da correia 12 é indicada pela seta 22. O gerador de campo 14 e a unidade sensor de campo 16 se prolongam pela correia 12 e são montadas 4cm ou 5cm acima da correia 12. O codificador 18 é conectado em uma polia da formação 10, para monitorar a velocidade do movimento da correia 12.[0024] With reference to Figure 1, a conductive belt formation 10 comprises a conductive belt 12, a magnetic field generator 14, a magnetic field sensor unit 16, an encoder 18 to determine the movement speed of the belt 12 and a data acquisition equipment 20 for processing signals received from the field sensor unit 16 and for supplying data to processor 60. Processor 60 provides images to a display unit 61. The direction of movement of the belt 12 is indicated by the arrow 22. The field generator 14 and the field sensor unit 16 extend along the belt 12 and are mounted 4 cm or 5 cm above the belt 12. The encoder 18 is connected to a pulley of formation 10, to monitor the speed of movement of the belt 12.

[0025] Em concretizações preferenciais desta invenção, a direção de movimento 22 define uma direção longitudinal, onde a direção transversal é definida ao longo da correia 12 e uma direção perpendicular definida perpendicularmente à correia 12.[0025] In preferred embodiments of this invention, the direction of movement 22 defines a longitudinal direction, where the transverse direction is defined along the belt 12 and a perpendicular direction defined perpendicular to the belt 12.

[0026] A correia 12 transporta massa de materiais como carvão, minério de ferro entre outros. A correia 12 é construída de matriz de borracha que é inserida em cordas 24 que englobam tranças de fios de aço que passam por todo o[0026] Belt 12 transports mass of materials such as coal, iron ore and others. The belt 12 is constructed of a rubber matrix that is inserted into ropes 24 that comprise steel wire braids that pass through the entire

7/11 comprimento da correia 12. Estes núcleos são então magneticamente permeabilizados. As correias padrões têm espaçamento de corda entre 10mm e 25mm. Claramente, o número de cordas 24 em uma correia 12 irá depender do espaçamento das cordas 24 e da largura da correia 12. Embora somente quatro cordas sejam mostradas na Figura 1, será útil na prática ter um número maior de cordas 24 em uso.7/11 belt length 12. These cores are then magnetically permeabilized. Standard belts have rope spacing between 10mm and 25mm. Clearly, the number of ropes 24 on a belt 12 will depend on the spacing of the ropes 24 and the width of the belt 12. Although only four ropes are shown in Figure 1, it will be useful in practice to have a greater number of ropes 24 in use.

[0027] Em uso, como é conhecido na prática, um campo magnético alternado é gerado pelo gerador de campo 14 que magnetiza as cordas 24. Se houver uma quebra na corda 24, interferindo (ou vazando) o campo magnético, resultados deste vazamento serão sentidos pelos sensores da unidade de sensor de campo 16. Os sinais fornecidos pela unidade de sensor de campo 16 são processados pelo equipamento de aquisição de dados 20 e dados fornecidos por este são processados pelo processador 60 para indicar que existe uma quebra e a posição dela, conforme explicado abaixo em mais detalhes.[0027] In use, as is known in practice, an alternating magnetic field is generated by the field generator 14 which magnetizes the strings 24. If there is a break in the string 24, interfering (or leaking) the magnetic field, results of this leak will be sensed by the sensors of the field sensor unit 16. The signals provided by the field sensor unit 16 are processed by the data acquisition equipment 20 and data provided by it is processed by the processor 60 to indicate that there is a break and its position , as explained in more detail below.

[0028] Com relação à Figura 2, uma materialização da unidade sensor de campo 16.1 é exibida. Esta unidade sensor de campo 16.1 possui um carregador alongado 26 que é montado com vários grupos 28 de sensores 30. Cada um dos sensores 30 possui um eixo sensor. Cada grupo 28 possui um sensor perpendicular 30.1, um sensor longitudinal 30.2 e um sensor transversal 30.3. O Sensor Perpendicular 30.1 de cada grupo possui seu sensor longitudinal associado 30.2 no seu lado esquerdo sendo associado ao sensor transversal 30.3 no lado direito. Os grupos 28 são espaçados com a distância indicada pelas setas 32. Os sensores perpendiculares 30.1 têm eixo sensor 34, os sensores longitudinais 30.2 com eixo sensor 36, e os sensores transversais 30.3 com eixo sensor 38. Preferencialmente, é útil que o carregador seja colocado em posição através e acima da correia 12., os sensores perpendiculares 30.1 apontem para baixo, os sensores longitudinais 30.2 apontem na direção do movimento 22 e os sensores transversais 30.2 apontem através da corrente 12. Desta forma, os sensores perpendiculares 30.1 serão a medida do componente vertical do campo magnético, os sensores longitudinais 30.2 medirão o componente longitudinal do campo magnético e os sensores transversais 30.3 irão medir o componente transversal do campo magnético em cada ponto pela correia 12 quando a correia[0028] With respect to Figure 2, a materialization of the 16.1 field sensor unit is displayed. This 16.1 field sensor unit has an elongated charger 26 that is assembled with several groups 28 of sensors 30. Each of the sensors 30 has a sensor axis. Each group 28 has a perpendicular sensor 30.1, a longitudinal sensor 30.2 and a transverse sensor 30.3. The Perpendicular Sensor 30.1 of each group has its associated longitudinal sensor 30.2 on its left side being associated with the transversal sensor 30.3 on the right side. Groups 28 are spaced with the distance indicated by arrows 32. Perpendicular sensors 30.1 have sensor axis 34, longitudinal sensors 30.2 with sensor axis 36, and cross sensors 30.3 with sensor axis 38. Preferably, it is useful for the charger to be placed in position through and above the belt 12., the perpendicular sensors 30.1 point down, the longitudinal sensors 30.2 point in the direction of movement 22 and the transverse sensors 30.2 point through the chain 12. In this way, the perpendicular sensors 30.1 will be the measure of vertical component of the magnetic field, the longitudinal sensors 30.2 will measure the longitudinal component of the magnetic field and the transverse sensors 30.3 will measure the transversal component of the magnetic field at each point by the belt 12 when the belt

8/11 estiver em movimento abaixo dele. Conforme indicado acima, os sinais dos sensores longitudinais 30.2 e os sensores transversais 30.3 são interpolados para fornecer sinais representativos no centro dos seus sensores perpendiculares associados 30.1. O carregador 26 e os sensores 30.1, 30.2 e 30.3 fornecem um grupo simples 40.8/11 is moving below it. As indicated above, the signals from the longitudinal sensors 30.2 and the transverse sensors 30.3 are interpolated to provide representative signals at the center of their associated perpendicular sensors 30.1. Charger 26 and sensors 30.1, 30.2 and 30.3 provide a simple group 40.

[0029] Com relação à Figura 3, uma segunda formação de unidade de sensor de campo 16.2 é exibida. A unidade sensor de campo 16.2 é numerada de modo semelhante à unidade sensor de campo 16.1 da Figura 2. A unidade sensor de campo 16.2 possui dois grupos 42.1, 42.1 e 42.3. Cada grupo 42.1, 42.2, e 42.3 compreende um transportador 26 com sensores 30 montados nele. Entretanto, o grupo 42.1 possui apenas sensores perpendiculares 30.1, o grupo 42.2 possui apenas sensores longitudinais 30.2, e o grupo 42.3 possui apenas sensores transversais 30.3. Os sensores 30 de cada grupo são alinhados longitudinalmente, conforme indicado pelas linhas 44. Os sensores 30 também são espaçados com uma distância indicada pelas setas 32.[0029] With respect to Figure 3, a second formation of field sensor unit 16.2 is displayed. The field sensor unit 16.2 is numbered similarly to the field sensor unit 16.1 of Figure 2. The field sensor unit 16.2 has two groups 42.1, 42.1 and 42.3. Each group 42.1, 42.2, and 42.3 comprises a conveyor 26 with sensors 30 mounted thereon. However, group 42.1 has only 30.1 perpendicular sensors, group 42.2 has only 30.2 longitudinal sensors, and group 42.3 has only 30.3 transversal sensors. The sensors 30 of each group are aligned longitudinally, as indicated by lines 44. The sensors 30 are also spaced with a distance indicated by the arrows 32.

[0030] Com esta formação os componentes do campo magnético são sentidos em diferentes posições ao longo do comprimento da correia 12 e os sinais dos sensores longitudinais 30.2 e sensor transversal 30.3 são interpolados com a posição dos sensores perpendiculares associados 30.1, usando a velocidade de movimento da correia 12 conforme fornecida pelo codificador 18.[0030] With this formation the components of the magnetic field are felt in different positions along the length of the belt 12 and the signals from the longitudinal sensors 30.2 and transverse sensor 30.3 are interpolated with the position of the associated perpendicular sensors 30.1, using the movement speed of belt 12 as provided by encoder 18.

[0031] Os grupos de sensores 28 da unidade sensor de campo 16.1 e os sensores 30 da unidade sensor de campo 16.2 são espaçados em menos de 25mm. Com as correias espaçadas de 10mm a 25mm, o espaçamento dos sensores 30 da unidade sensor de campo 16.2 será entre 5mm e 12,5mm. Nas formações mais sofisticadas eles são espaçados em 4mm.[0031] The sensor groups 28 of the field sensor unit 16.1 and the sensors 30 of the field sensor unit 16.2 are spaced less than 25mm. With the belts spaced from 10mm to 25mm, the spacing of the sensors 30 of the field sensor unit 16.2 will be between 5mm and 12.5mm. In the most sophisticated formations they are spaced at 4mm.

[0032] Será útil em várias aplicações determinar apenas o componente magnético perpendicular e a formação 10 pode usar apenas o grupo 42.1.[0032] It will be useful in several applications to determine only the perpendicular magnetic component and formation 10 can use only group 42.1.

[0033] Os sensores 30 são de efeito Hall e são fornecidos pela Allegro Microsystems, peça número A1302KLHLt-T.[0033] The 30 sensors are Hall effect and are supplied by Allegro Microsystems, part number A1302KLHLt-T.

9/11 [0034] Com relação à figura 4, uma primeira formação do equipamento de aquisição de dados 20.1 para processamento de sinais recebidos do sensor 30 é exibida.9/11 [0034] With respect to figure 4, a first formation of the data acquisition equipment 20.1 for processing signals received from sensor 30 is displayed.

[0035] O equipamento 20.1 possui um “buffeP 46 para cada sensor 30 que fornece um multiplexer análogo 48 com sinais buferizados. A saída do multiplexer 48 é fornecida com um conversor A/D 50 e a saída digital é fornecida para um grupo de portas programáveis de campo (FPGA) 52 através de um “bus de dados 54. O FPGA 52 é conectado em um multiplexer 48 e no conversor 50 através de links de comando 56 e 58. O FPGA 52, por sua vez, fornece sinais de dados para um processador 60.[0035] Equipment 20.1 has a “buffeP 46 for each sensor 30 that provides an analog multiplexer 48 with buffered signals. The output from multiplexer 48 is provided with an A / D converter 50 and the digital output is provided to a group of programmable field ports (FPGA) 52 via a “data bus 54. The FPGA 52 is connected to a multiplexer 48 and in the converter 50 via command links 56 and 58. The FPGA 52, in turn, provides data signals to a processor 60.

[0036] As voltagens analógicas para cada um dos sensores 30 são inicialmente amplificadas e filtradas pelos “buffers 46. Os valores analógicos filtrados são alimentados no canal-n do multiplexer 48, n é igual ao número de sensores 30. A saída de comando do FPGA 52 determina qual valor de entrada analógica é alterado para a saída do multiplexer 48. Dispositivos comuns com um número máximo de 16 canais multiplexer são conhecidos estão disponíveis. Entretanto, o número de entradas de canal pode ser aumentado conectando-se um número de multiplexers escravos em um multiplexer mestre. Por exemplo, as saídas de dezesseis canais-16 escravos multiplexer podem ser conectados nas entradas de multiplexer mestre simples. Esta configuração específica irá resultar no equivalente a um multiplexer de 16x16=256 canais simples. As saídas de voltagem analógicas de, normalmente 256 canais são convertidas nos seus valores digitais através de um conversor A/D simples 50. O conversor A/D 50 deve ser capaz de amostragem com a taxa igual a n.fsamp onde n é o número de canais analógicos e Fsamp é a freqüência de amostragem de cada canal. O FPGA 52 direciona a conversão de sinal exigida para o conversor A/D 50, e controla o conversor A/D então determinando a taxa de amostras. As saídas digitais do conversor A/D 50 são recebidas pelo FPGA 52 e enviadas ao processador 60 através de um “bus adequado (e.g. ISA).[0036] The analog voltages for each of the sensors 30 are initially amplified and filtered by the “buffers 46. The filtered analog values are fed into the multiplexer n-channel 48, n is equal to the number of sensors 30. The command output of the FPGA 52 determines which analog input value is changed for the output of multiplexer 48. Common devices with a maximum number of 16 multiplexer channels are known are available. However, the number of channel inputs can be increased by connecting a number of slave multiplexers to a master multiplexer. For example, the outputs of sixteen 16-channel multiplexer slaves can be connected to the single master multiplexer inputs. This specific configuration will result in the equivalent of a 16x16 multiplexer = 256 simple channels. Analog voltage outputs of, usually 256 channels, are converted to their digital values using a simple A / D converter 50. The A / D converter 50 must be capable of sampling at a rate equal to n.fsamp where n is the number of analog channels and Fsamp is the sampling frequency of each channel. The FPGA 52 directs the required signal conversion to the A / D converter 50, and controls the A / D converter then determining the sample rate. The digital outputs of the A / D converter 50 are received by the FPGA 52 and sent to the processor 60 via a “suitable bus (e.g. ISA).

[0037] Com relação à figura 5, uma segunda formação de 20.2 de equipamento de aquisição de dados é exibida. Com esta formação 20.2, cada um dos “buffers” 46 são conectados em um conversor A/D 62. As saídas dos[0037] With respect to figure 5, a second formation of 20.2 of data acquisition equipment is displayed. With this formation 20.2, each of the “buffers” 46 are connected in an A / D converter 62. The outputs of the

10/11 conversores 62 são fornecidas para o FPGA 52 através de um “bus” de dados 64, com o conversor 62 sendo controlado através de um bus comando 66.10/11 converters 62 are supplied to the FPGA 52 via a data bus 64, with converter 62 being controlled via a command bus 66.

[0038] A voltagem de cada sensor 30 é alternada por nível, filtrada e amplificada pelo seu “bufíer” 46. Cada saída análoga de canal é então digitalizada por um conversor separado 62. O FPGA 52 executa duas funções: primeiramente, ele envia comandos no “bus de comando 66 para iniciar as conversões A/D pelos conversores 62; em segundo, ele lê as saídas de conversores individuais 62 seqüencialmente e transfere estes valores para o processador 60 usando, por exemplo, um “bus”.[0038] The voltage of each sensor 30 is alternated by level, filtered and amplified by its “buffer” 46. Each analog channel output is then digitized by a separate converter 62. The FPGA 52 performs two functions: first, it sends commands on the “control bus 66 to start the A / D conversions by converters 62; second, it reads the outputs of individual converters 62 sequentially and transfers these values to processor 60 using, for example, a "bus".

[0039] A taxa que a saída do grupo de sensores é amostrada é determinada pelo tamanho da escala longitudinal das estruturas magnéticas. O tamanho da escala das estruturas magnéticas do campo é então determinada pela distância entre os pólos norte e sul da quebra da corda e a altura vertical dos sensores acima da corda. As estruturas magnéticas movem-se para fora enquanto a distância do sensor de corda é aumentada. Normalmente, para distâncias de sensor-corda de ~4cm, uma taxa de amostragem de 200Hz é adequada. Isto fornece uma freqüência Nyquist de 100Hz e um tamanho de escala espacial longitudinal de x=v/f_samp=5/100=0.01 m=10mm para velocidade comum de correia de 5m/s. Usando estes valores, precisa-se de um filtro “antialiasing” com freqüência de corte de 100Hz. Sendo um excesso na freqüência da linha central (50Hz/60Hz), é necessário amostrar a sincronização do sensor com a fase do quadro principal para minimizar a interferência do quadro.[0039] The rate at which the sensor group output is sampled is determined by the size of the longitudinal scale of the magnetic structures. The scale size of the field's magnetic structures is then determined by the distance between the north and south poles of the rope break and the vertical height of the sensors above the rope. The magnetic structures move outward while the distance from the rope sensor is increased. Typically, for sensor-string distances of ~ 4cm, a sampling rate of 200Hz is adequate. This provides a Nyquist frequency of 100Hz and a longitudinal spatial scale size of x = v / f _sa mp = 5/100 = 0.01 m = 10mm for a common belt speed of 5m / s. Using these values, you need an “antialiasing” filter with a cutoff frequency of 100Hz. Being an excess in the frequency of the center line (50Hz / 60Hz), it is necessary to sample the sensor synchronization with the phase of the main frame to minimize the interference of the frame.

[0040] Com relação à figura 6, há uma indicação gráfica da maneira como a posição da fratura na corda da correia matriz deve ser determinada. É adequado usar apenas os componentes perpendiculares do campo magnético dos sensores para identificar a posição transversal e longitudinal de uma fratura em uma corda, mas isso não fornece uma posição vertical na matriz da correia. Para isto ser possível, pelo menos um componente do campo magnético precisa ser medido. Por exemplo, se os componentes transversais e perpendiculares forem esboçados em um plano perpendicular ás cordas, então os vetores, quando extrapolados em ambas as direções na região dos pólos, serão direcionados para as cordas, e de fato será uma intersecção com o centro das[0040] With respect to figure 6, there is a graphic indication of how the fracture position in the matrix belt string should be determined. It is appropriate to use only the perpendicular components of the sensors' magnetic field to identify the transverse and longitudinal position of a fracture in a rope, but this does not provide a vertical position in the belt matrix. For this to be possible, at least one component of the magnetic field needs to be measured. For example, if the transversal and perpendicular components are sketched in a plane perpendicular to the strings, then the vectors, when extrapolated in both directions in the region of the poles, will be directed towards the strings, and in fact it will be an intersection with the center of the strings.

11/11 cordas. Um exemplo deste resultado é mostrado na Figura 4, onde o campo de vetor magnético, medido por cada sensor à z=0, quando extrapolado, se encontra no centro se as cordas estão localizadas a z=5. Esta técnica funciona desde que exista uma correspondência “um a um” entre as cordas magnetizadas e os campos de resultado. Deve-se atentar para a extrapolação destes vetores que têm um componente perpendicular significante. Por exemplo, estas linhas que originam entre as cordas e marcadas 68 não se cruzam nas cordas.11/11 strings. An example of this result is shown in Figure 4, where the magnetic vector field, measured by each sensor at z = 0, when extrapolated, is in the center if the strings are located at z = 5. This technique works as long as there is a one-to-one correspondence between the magnetized strings and the result fields. Attention should be paid to the extrapolation of these vectors, which have a significant perpendicular component. For example, these lines that originate between the strings and marked 68 do not intersect on the strings.

[0041] Preferencialmente, o processador 60 gera uma imagem que representa a condição da correia 24 e também a porção selecionada da correia[0041] Preferably, processor 60 generates an image representing the condition of the belt 24 and also the selected portion of the belt

24. Estas imagens são exibidas em uma unidade de exibição 61. Uma primeira imagem 80, de toda a correia 24, é mostrada na Figura 7. Desta forma, a imagem 80 possui uma régua 82 e uma representação da correia 24, com áreas danificadas 84 e juntas 86 indicadas nele. As posições longitudinais e transversais das áreas danificadas são indicadas graficamente. Ainda, o processador 60 pode determinar a gravidade dos danos em cada área indicada através de magnitude dos campos magnéticos e o grau de danos em cada área é indicada por códigos coloridos. Uma segunda imagem 90 para porção de seleção é mostrada na figura 8. Esta imagem 90 também possui uma régua 82 e uma representação da porção da correia 24, com áreas de danos 94 indicadas no mesmo, conforme mostrado em mais detalhes na extensão longitudinal de danos. A gravidade dos danos é indicada.24. These images are displayed on a display unit 61. A first image 80, of the entire belt 24, is shown in Figure 7. Thus, image 80 has a ruler 82 and a representation of the belt 24, with damaged areas 84 and joints 86 indicated therein. The longitudinal and transverse positions of the damaged areas are indicated graphically. In addition, processor 60 can determine the severity of damage in each area indicated by the magnitude of the magnetic fields and the degree of damage in each area is indicated by color codes. A second image 90 for the selection portion is shown in figure 8. This image 90 also has a ruler 82 and a representation of the belt portion 24, with damage areas 94 indicated on it, as shown in more detail in the longitudinal damage extent. . The severity of the damage is indicated.

Claims

1. System for monitoring the condition of a conductive belt (12) with magnetically permeable strings (24), comprising: i) a magnetic field generator (14) to generate a magnetic field and magnetize the strings (24) in use; and ii) a magnetic field sensor unit (16) for sensing the magnetic field provided, in use, with the sensor unit (16) comprising a group of spaced magnetic field sensors (30), FEATURED by the fact that the spacing of these sensors (30) be close to distinguish between adjacent strings.

2. System, according to claim 1, characterized by the fact that the sensors (30) are spaced 20mm apart.

3. System according to claim 2, characterized by the fact that the sensors (30) are spaced less than 15mm apart.

4. System according to claim 3, characterized by the fact that the sensors (30) are spaced less than 10mm apart.

5. System according to claim 4, characterized by the fact that the sensors (30) are spaced less than 5mm apart.

6. System according to claim 1, characterized by the fact that the spacing of the sensors (30) is less than half the spacing between the strings (24) of a conductive belt (12) where the system is to be used.

7. System according to any of the preceding claims, characterized by the fact that the sensors (30) are smaller than 4mm.

8. System according to claim 1, characterized in that it comprises a means for determining the speed of movement of the belt (12) in the longitudinal direction.

System according to claim 8, characterized in that the means for determining the speed of the belt comprises an encoder connected to a pulley of a conductive belt formation.

Petition 870180138256, of 10/05/2018, p. 9/13

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10. System according to claim 1, characterized by the fact that each sensor (30) has a sensor axis (34, 36, 38) and magnetic field sensor unit (16) with several perpendicular sensors (30.1) oriented so that its sensor axes (34) are parallel to each other and oriented to be perpendicular to the belt (12), in use.

11. System, according to claim 10, characterized by the fact that the sensor unit (16) has several longitudinal sensors (30.2) oriented so that the sensor axes (36) are parallel with the direction of movement of the belt (12 ), in use.

12. System, according to claim 10, characterized by the fact that the sensor unit (16) has several transversal sensors (30.3) oriented so that the sensor axes (38) are transversal to the direction of movement of the belt (30) and parallel to the surface of the belt (12), in use.

13. System according to claim 11 or 12, characterized by the fact that the sensitive magnetic field unit (16) has several groups of sensors (40), where the sensors of each group (40) are similarly oriented and with the groups (40) being spaced longitudinally and the sensors of each group (40) aligned longitudinally.

14. System, according to claim 13, characterized by the fact that each group (40) is linear.

15. System according to claim 11, characterized by the fact that the magnetic field sensor unit (16) comprises a simple group with several sensor groups, each group comprising a perpendicularly oriented sensor (30.1) and a oriented sensor longitudinally (30.2).

16. System according to claim 12, characterized by the fact that the magnetic field sensor unit (16) comprises a simple group with several groups of sensors, each group with a perpendicularly oriented sensor (30.1) and a transversely oriented sensor (30.3).

Petition 870180138256, of 10/05/2018, p. 10/13

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17. System according to claim 1, characterized by the fact that it comprises data acquisition equipment (20) for processing signals received from sensors (30) and for providing data to a processor (60).

18. System, according to claim 17, characterized by the fact that the acquisition equipment (20) has multiple channels, with one channel for each sensor (30).

19. System according to claim 17, characterized by the fact that data acquisition equipment (20) comprises a multiplexer (48).

20. System according to claim 12, characterized in that it comprises a perpendicular position determining means for determining the vertical position of a rope (24) in the belt matrix.

21. System according to claim 1, characterized by the fact that a processor (60) generates an image representative of the conditions of at least part of the belt (12) and the system includes a display unit (61) to show the image.

22. Method of monitoring the condition of the conductive belt (12) with magnetically permeable strings (24), which comprises the steps: i) generation of a magnetic field to magnetize the strings (24); and ii) detecting the magnetic field provided by the strings (24), through groups of spaced magnetic field sensors (30), characterized by the fact that this spacing (30) is close to distinguish between the adjacent strings.

23. Method, according to claim 22, characterized by the fact that the sensors (30) are spaced less than 20mm apart.

24. Method according to claim 23, characterized by the fact that the sensors (30) are spaced 15mm apart.

25. Method, according to claim 24, characterized by the fact that the sensors (30) are spaced with 10mm.

26. Method, according to claim 25, characterized by the fact that the sensors (30) are spaced 15mm apart.

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27. Method, according to claim 22, characterized by the fact that the spacing of the sensors (30) is less than half the spacing of the strings (24) on the conductor belt (12) where the method is used.

28. Method according to any one of claims 22 to 27, characterized in that the sensors (30) are smaller than 4mm.

29. Method according to claim 22, characterized by the fact that that includes determining the speed of movement of the belt (12) in a longitudinal direction.

30. Method according to claim 29, characterized by the fact that the speed of the belt is determined through an encoder connected to a pulley for the formation of the conductive belt.

31. Method, according to claim 22, characterized by the fact that each sensor (30) has a sensor axis (34, 36, 38) and several sensors (30.1) are oriented with their sensor axes (34) parallel to each other and perpendicular to the belt.

32. Method according to claim 31, characterized by the fact that several sensors (30.2) are oriented longitudinally with their sensor axes (36) parallel to the direction of movement of the belt (12).

33. Method, according to claim 31, characterized by the fact that several sensors (30.3) are oriented transversely so the sensor axes (38) are transversal to the direction of movement of the belt (12) and parallel to the surface of the belt ( 12).

34. Method according to claim 32 or 33, characterized in that the sensors (30) are organized in several groups of sensors (40), with the sensors of each group similarly oriented and with the groups spaced longitudinally, with the sensors of each group aligned longitudinally.

Petition 870180138256, of 10/05/2018, p. 12/13

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35. Method according to claim 34, characterized by the fact that each group (40) is linear.

36. Method according to claim 32, characterized by the fact that the sensors (30) are organized in a simple group with several groups of sensors, each group comprising a perpendicularly oriented sensor (30.1) and a longitudinally oriented sensor (30.2 ).

37. Method, according to claim 33, characterized by the fact that a simple group is used, with several groups of sensors, each group comprising perpendicularly oriented sensors (30.1) and a transversely oriented sensor (30.3)

38. Method, according to claim 22, characterized by the fact that it comprises the processing of signals received from the sensors (30).

39. Method according to claim 38, characterized by the fact that the signals are processed in multiple channels, with one channel for each sensor (30).

40. Method according to claim 38, characterized by the fact that the signals are processed in a multiplexer manner.

41. Method according to claim 33, characterized in that it comprises determining the vertical position of the rope (24) in the belt matrix.

42. Method, according to claim 21, characterized by the fact that it comprises the generation of an image representative of the condition of at least a portion of the belt and display of the image.

43. Conductive belt formation (10), comprising: a belt (12) with several magnetically permeable strings (24); and a system for monitoring the condition of the belt (12), as defined in any of claims 1 to 21, characterized by the fact that the magnetic field generator (14) and the magnetic field sensor unit (16) are positioned adjacent to the belt (12) and spaced longitudinally from each other.