CN101365637B - 用于监控和/或无损坏地检测传动元件的方法和实施该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法用以监控和/或无损坏地探测一具有至少一个可磁化的牵引载体的传动元件以及一种实施该方法的装置。该方法的特征在于，通过相对于传动元件引导至少一个磁场传感器或一由多个磁场传感器构成的装置或通过相对于测量装置引导传动元件，并且通过利用一数据采集和评价装置、优选关于检测的磁场的异常来评价检测的测量信号，实施由牵引载体干扰的地磁场的单轴的或多轴的测定，其中实施牵引载体的无充磁的测定。

Description

用于监控和/或无损坏地检测传动元件的方法和实施该方法的装置

技术领域

本发明涉及一种方法用以监控和/或无损坏地检测一具有至少一个可磁化的牵引载体的传动元件。

背景技术

由DE 199 21 224 A1已知一种方法用以监控一连续循环的具有钢丝绳牵引载体的传送带。该方法包括至少一个探测带走向的金属探测器的应用，利用它沿带的全长连续地检测由带产生的测量信号。在一第一带循环或带沿其全长的第一探测时检测一基准信号，将其作为带特有的信号存储。通过基准信号与测量信号的连续的比较在一理论/实际比较的目的上实现传送带的监控。

在该方法中通过一沿传送带的全长的基准信号的记录和存放而产生带特有的感应样本(指纹)并存储，由其可确定在传送带中具有的各元件、亦即钢丝绳牵引载体的位置、信号电平和信号形式。由于一在这样存放的基准信号与连续检测的测量信号之间的理论/实际比较可以较有效地确认钢丝绳牵引载体的损坏。因此可以采取相应的措施以便停止带式输送机的运转并维修。

利用一金属探测线圈装置实现该方法的实施，其中当被包围的传送带的金属的横截面变化时，由电流通过的线圈的磁场发生变化。

实践中已证明，一这样的金属探测线圈只可在带式输送机的下股中使用，因为输送物料对测量结果具有干扰的影响。此外利用一这样的测量装置只达到一有限的分辨率，因为测量信号沿带宽积分。并且金属探测线圈的灵敏度关于损坏的位置不是均质的。这样例如不能或过晚地识别在传送带的边缘区域内的损坏。

由于需要的金属探测线圈在带式输送机的下股中的设置，较晚地识别在传送带上的强力损坏。对此重要的是例如在传送带的上股中的位置上的击穿的探测，在上股上实现给料。

最后该测量装置本身是较昂贵的并且在安装中是耗费的，对于后者是由于金属探测线圈必须完全包围传送带。

因此至今为了确认各个钢丝绳断裂至少这样进行，即横向于带运行方向以到带的微小的间距在其下面引进一预应力的钢丝绳并且连接于终端开关，一悬出的钢丝绳或一簧片缠绕入预应力的钢丝绳中并且操纵终端开关，借此产生传送带的断路。将钢丝绳直接在给料后面张紧于上股(传输)中或在卸料卷筒后面张紧于下股中。

该系统的一反应需要，已接受一定大小的损坏，借此检测预应力的钢丝绳。在每一支承辊点上对一垂下的钢丝绳或一簧片进一步加载，这导致损坏的一持续的加大。如果该损坏在两这样的监控装置之间发展到一大小，使垂下的钢丝绳或簧片在一支承辊点或结构的其他的元件上钩住，则尽管有监控装置仍导致扩大的纵向裂纹。

由DE 28 54 562 A1已知一种用于非接触式监控输送带、尤其是用于确定纵向缝隙的装置，其包括发送线圈和接收线圈。发送线圈构成为带有不封闭的铁芯的线圈，铁芯产生远远触及腔室的发散磁场。磁场的磁力线在位于输送带内的纵向延伸的钢丝绳内产生磁化。沿传送带的运行方向在发送器后面设置接收线圈，借此可以测量这样产生的磁化的剩磁。测量的磁场的分析能够实现输送带位置变化的确定。

由AU 75 689 81 A已知一种用于监控包含可磁化的牵引载体的输送带的方法，它在采用传感器的情况下进行，这些传感器确定输送带的钢丝绳牵引载体的位置和布置。该方法同样在采用感应的磁场的情况下进行。这些传感器为此分别设有一个线圈装置，该测量方法按已知的方式和方法利用如下现象，即在牵引载体与线圈或传感器之间的距离改变时，通电的线圈的磁场发生改变。AU 75 689 81A基于如下认识，即在输送带中有纵向裂纹时，输送带由有关的传感器移动，使得线圈的磁场在有关的测量头中明显改变。

该方法具有已知的金属探测线圈装置的上述缺点。

尽管有该上述监控装置仍留下任务，即应该在早期、亦即在形成阶段可靠地识别带损坏，以便可以及时地断开装置。此外至少缺少一系统，其足够好地自动检测传送带的状况，以便可以在最佳的时刻修理或更换传送带。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种方法用以监控和/或无损坏地检测一传动元件例如一传送带等，其没有上述缺点。

本发明的目的还在于，提供一种测量装置用以实施一这样的方法。

本发明实现一种用于监控和/或无损坏地检测传动元件的方法，该传动元件具有至少一个可磁化的牵引载体，其中通过相对于传动元件引导至少一个磁场传感器或一个由多个磁场传感器构成的装置或通过相对于测量装置引导传动元件，并且通过利用一个数据采集和评价装置关于检测的磁场的异常方面评价检测的测量信号，实施由牵引载体干扰的地磁场的单轴的或多轴的测定，其中实施牵引载体的无充磁的测定。

由于本发明的方法无线圈装置就够用，而只设定磁场传感器的应用，有可能例如在监控一松散物料输送机的循环的传送带时在带循环的任何点上实施测定。用测量装置围绕传送带是不需要的。测量信号不受输送物料干扰，只要无铁磁的材料被输送。测量信号与运行方向和速度无关。

实施牵引载体的无充磁即无外部磁化的测定。磁场传感器记录由于铁磁材料的存在自然的地磁场的干扰。这些传感器是很紧凑的并且可以以几乎任意的数量并列设置。

特别在一测量范围(灵敏度范围)直至200μT、优选直至100μT内实现测定。待测量的信号的信号强度为约+/-50μT。

在本发明的方法的一优选的方案中，在一带式输送机的由橡胶弹性材料包括嵌入其中的钢丝绳作为牵引载体构成的传送带上实现测定。但应该这样理解本发明的方法，即任何的旋转的或振动的具有可磁化的牵引载体或由这些牵引载体构成的传动元件的监控和/或检测都是可能的。例如可以借助于磁场探测代替对损坏部位的至今已知的放射学检验或感应检测来实施钢丝绳的无损坏的绳检测。各个绳股的任何损坏导致磁力线的变化，其由磁场传感器检测。优选三轴地实现测定并且例如借助于一个或多个弱磁场强度测量仪来实施。

可以不仅动态而且静态地实现由待测量的物体产生的磁场的检测。

当然有可能通过外部磁化来加强待测量的信号。但一这样的外部磁化不是绝对必需的。

按照本发明设定，经由地磁场测定来检验牵引载体在传送带中的额定位置。按这种方式和方法一采用的传送带的质量检验必要时在其装入带式输送机之前是可能的。根据由每一牵引载体产生的信号可以较精确地识别一传送带的各牵引载体彼此间的位置。

按这种方式和方法不仅可以识别各牵引载体彼此间的额定位置，更确切地说也可以识别一可能出现的传送带的偏斜运行，借此可以及时防止由于倾斜运行使传送带在带式输送机的结构部分上运行。

可以通过涉及的或其他的传动元件在一确定的状态下的一基准信号的检测实现测量装置的校准。

按选择或附加于用上述方法的材料检验设定，在带式输送机的运行过程中为了其监控实现测定。

此外所述测定可以用于确定传送带的速度。可以例如通过一个或多个在一第一带循环时检测的基准信号与一个或多个测量信号的连续的比较确定速度。

符合目的地在多个带循环中探测带的宽度。由此可以较简单地构成测量装置。

此外通过一种用于执行上述方法的测量装置达到上述目的，包括至少一个可磁化的牵引载体，其中测量装置包括一个或多个测量范围≤200μT的优选多轴的磁场传感器，将它们与传动元件间隔开设置，使得可检测由牵引载体干扰的地磁场作为测量信号，并且测量装置还可以包括至少一个数据采集和评价装置。

测量装置可以固定地设置在带式输送机上。

在本发明的测量装置的一方案中设定，各传感器在带式输送机的上股中设置在传送带的下面。

它们可以并且应该全部以到传送带相同的间距设置。

特别符合目的的是，各传感器顺着外形(传送带的凹陷)设置。

它们可以例如以一本来已知的花饰带的形式安装在传送带的底面上。

如上所述，不必用传感器覆盖传送带的整个宽度，更确切地说可以符合目的的是，在一沿传送带的宽度可移动的支架上设置传感器组。支架则对于一个或多个带循环可以分别沿传送带的宽度移动，从而在多个循环中在测量技术上可以检测传送带的整个横截面。该装置也已优先考虑，传感器的任何任意的踪迹位置是可调的。

为了在装入之前或传送带硫化之前实施材料检验，可以适宜的是，将测量装置安装在一手推车上，利用手推车然后可通过和可探测一固定设置的或展开的传送带。

为了逐点地检验一传送带，可以符合目的的是，将测量装置构成为便携式测量和采集装置(手持式扫描器)。

附图说明

以下借助于一附图中示出的实施例说明本发明，而且例如说明一带式输送机的监控。其中：

图1：一带式输送机包括一本发明的测量装置的示意的大大简化的视图；

图2：在带式输送机的上股中安装的测量装置的一部分；

图3：一用于在一带式输送机上固定装置设置的测量装置的视图；

图4：带式输送机的上股包括一本发明的测量装置的底视图；

图5：图4中所示的测量装置在带式输送机上的透视图；以及

图6：一在传送带上按本发明的方法的测定的一示意的测量记录。

具体实施方式

如以上所述，以下只例如为一用于输送松散物料的带式输送机的监控描述按照本发明的方法和测量装置。

一这样的带式输送机1包括一循环的由橡胶弹性的材料构成的传送带2，其具有嵌入其中的钢丝绳作为牵引载体。在褐煤露天开采中的带式输送机中经常使用的传送带2由橡胶构成并且具有例如2800mm的宽度。在橡胶中以一15mm的间距硫化直径为9.2mm的钢丝绳。一宽度为2800mm的传送带包括165根钢丝绳。一这样的钢丝绳传送带具有公称强度St 4500。传送带的寿命平均为约6至7年。决定寿命的是传送带因在转换点碰撞的材料、由于一倾斜运行传送带在结构部分上的运行、由于在卷筒上的粘附造成的钢丝绳的过度拉伸以及在各纵向密封件上摩擦磨损引起的损坏。

一带式输送机1大大简化示意地示于图1中。其包括连续循环的橡胶传送带2，传送带具有硫化到传送带内的钢丝绳。带式输送机还包括一驱动卷筒3和一个或多个转向卷筒4，在它们之间张紧传送带2。传送带2形成一上股5(载荷股)和一下股6(空载股)，同时传送带2不仅在上股而且在下股由支承辊7支承。各支承辊7悬挂在一未示出的支架上。用标记8表示一给料溜槽。经由它向传送带2发送松散物料。在上股中传送带2的凹陷自然大于在下股6中的。此外各支承辊7彼此间的间距至少在溜槽8的区域内也短于在下股6中的。

在图1所示的实施例中，传送带沿顺时针方向循环。向带循环的方向直接在溜槽8的后面在上股5中在传送带2的下面设置一按照本发明的测量装置9。测量装置9包括多个并列定位的并彼此固定的磁场传感器10，它们在所述的结构中构成为弱磁场强度测量仪。

如特别由图2可得知的，在那里示出的实施例中设定，各磁场传感器10组成一个传感器组。传感器组11包括一预定数量的以相同间距并列设置的磁场传感器。传感器组可以例如在传送带的下面设置于图2所示的管形导向通道12中，以防污物和气候影响。传感器组11的长度不同于带宽，使其对相应一个或多个带循环在导向通道12中移动，从而在多个测量循环中探测传送带2的宽度。在所示实施例中6个磁场传感器10组成一传感器组11，其中各磁场传感器10彼此间的间距为约70mm，这不同于各钢丝绳在传送带2中彼此间的间距。不过由于传感器组11在导向通道12中的移动可以达到测定的任何任意的分辨率，因为对在传送带2中的每一钢丝绳检测一测量信号是值得期望的。传感器组11可以设置在一利用直线驱动装置可移动的滑架上。或者有可能在一位置在传送带下面并列设置多个传感器组，以便即使在传送带的较大的凹陷的情况下也可以以到传送带尽可能均匀的间距设置各传感器。

传感器组11和传感器组11中的每一单个的磁场传感器10连接于一数据采集和评价装置13，其只示意地示于图中。这在最简单的情况下可以是一包括相应数量的模拟信号输入端的PC。

在图4和5所示的实施例中总共三个不同尺寸的传感器组11按花饰带的方式在传送带2的下面悬挂于带式输送机1的上股5中，其中为了达到各磁场传感器10与传送带2的均匀的间距，借助于各个导辊14相对传送带2支承各传感器组11。按这种方式和方法传送带2沿其全宽直到边缘的精确的探测是可能的。通过各传感器组的特别布置，即使在传送带的较大的凹陷的情况下也可以保持与传送带的均匀的间距。

图6示出一传送带区段的测定，其中纵坐标表示带宽度而横坐标表示带长。各个信号无干扰地大致成直线延伸，在传送带的牵引载体已损坏的地方可识别出偏差。

本发明的测量方法是很灵敏的，从而已损坏的牵引载体产生一测量信号的相当明确的变化。

附图标记清单

1     带式输送机

2     传送带

3     驱动卷筒

4     转向卷筒

5     上股

6     下股

7     支承辊

8     溜槽

9     测量装置

10    磁场传感器

11    传感器组

12    导向通道

13    数据采集和评价装置

14    导辊

Claims (21)

1.用于监控和/或无损坏地检测传动元件的方法，该传动元件具有至少一个可磁化的牵引载体，其中通过相对于传动元件引导至少一个磁场传感器或一个由多个磁场传感器构成的装置或通过相对于测量装置引导传动元件，并且通过利用一个数据采集和评价装置关于检测的磁场的异常方面评价检测的测量信号，实施由牵引载体干扰的地磁场的单轴的或多轴的测定，其中实施牵引载体的无充磁的测定。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在直至200μT的测量范围内实施测定。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在直至100μT的测量范围内实施测定。

4.按照权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，在带式输送机的由橡胶弹性的材料构成的传送带上实施测定，该传送带包括嵌入传送带中的钢丝绳作为牵引载体。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，经由地磁场测定来检验牵引载体在传送带中的额定位置。

6.按照权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，通过涉及的传动元件或其他传动元件在确定状态下的基准信号的检测来实现测量装置的校准。

7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，在带式输送机的运行期间实现测定。

8.按照权利要求5或7所述的方法，其特征在于，将所述测定用于确定传送带的速度。

9.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，通过一个或多个在第一带循环时检测的基准信号与一个或多个测量信号的连续的比较确定速度。

10.按照权利要求5、7或9所述的方法，其特征在于，在多个带循环中探测带的宽度。

11.用于执行按照权利要求1至10之一项所述的方法的测量装置，其中测量装置包括一个或多个测量范围≤200μT的磁场传感器(10)，所述磁场传感器与传动元件间隔开设置，使得可检测由牵引载体干扰的地磁场作为测量信号，并且测量装置还包括至少一个数据采集和评价装置(13)。

12.按照权利要求11所述的测量装置，其特征在于，所述磁场传感器构成为多轴的。

13.按照权利要求11或12所述的测量装置，其特征在于，测量装置固定地设置在带式输送机(1)上。

14.按照权利要求13所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置沿传送带(2)的宽度具有一个或多个包括多个彼此隔开相同间距的磁场传感器的传感器组。

15.按照权利要求11或12所述的测量装置，其特征在于，各磁场传感器设置在带式输送机(1)的上股(5)中的传送带(2)的下面。

16.按照权利要求11或12所述的测量装置，其特征在于，各磁场传感器以到传送带(2)相同的间距设置。

17.按照权利要求15所述的测量装置，其特征在于，各磁场传感器顺着传送带(2)的外形设置。

18.按照权利要求14所述的测量装置，其特征在于，所述传感器组设置在沿传送带(2)的宽度可移动的支架或滑架上。

19.按照权利要求11或12所述的测量装置，其特征在于，测量装置设置在一手推车上。

20.按照权利要求11或12所述的测量装置，其特征在于，测量装置构成为便携式测量和检测装置。

21.按照权利要求20所述的测量装置，其特征在于，所述便携式测量和检测装置构成为手持式扫描器。

Images