CN101885416A - 新型矿用钢丝绳芯输送带检测装置 - Google Patents

新型矿用钢丝绳芯输送带检测装置 Download PDF

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新型矿用钢丝绳芯输送带检测装置，其特征是包括速度传感器、X射线源、线阵接收器、下位工控计算机和上位工控计算机，X射线源、线阵接收器和速度传感器分别通过继电器板与下位工控计算机的开关量卡连接，X射线源通过串口方式与下位工控计算机进行数据交换，线阵接收器通过光纤与下位工控计算机进行数据交换，速度传感器产生的速度脉冲提供给下位工控计算机；下位工控计算机通过井下以太网或者光纤与上位工控计算机进行数据交换。本发明的数据采集的“节奏”可以随外部输入脉冲的变化而变化，达到线阵接收器数据采集频率与速度变化的随动，且能实时检测输送带运行速度，可减小速度波动对图像采集的影响。

Description

新型矿用钢丝绳芯输送带检测装置
技术领域：
本发明主要用于对钢丝绳芯输送带进行非破坏性的透视检测。
背景技术：
目前采用的线阵接收器检测钢丝绳芯输送带装置，线阵接收器的检测前提是假设被测物体是以恒定不变的速度经过射线透视系统成像区域，线阵接收器以一定频率一线一线地记录物体的每一线明暗度数值，数据上传至上位工控计算机再把单线数据组合复原显示出来形成可以观测的图像。由于煤矿的钢丝绳芯输送带有时重载，有时轻载或空载，速度难免会出现一定幅度的波动。现有的钢丝绳芯输送带线阵接收检测装置，当输送带速度发生波动时，会导致透视图像某些局部出现拉伸或压缩失真，影响采集图像的准确度，从而导致检测数据精确度降低。
发明内容：
本发明提供一种采集工作参数随速度快速调节的新型矿用钢丝绳芯输送带检测装置，达到消除速度变化对采集图像影响的目的。
本发明的技术方案是：本发明包括速度传感器、X射线源、线阵接收器、下位工控计算机和上位工控计算机，X射线源设置在X射线发射箱中，线阵接收器设置在线阵接收箱，下位工控计算机设置在综合控制箱中，X射线源、线阵接收器和速度传感器分别通过继电器板与下位工控计算机的开关量卡连接(继电器板控制X射线源、线阵接收器和速度传感器的启停)；X射线源通过串口方式与下位工控计算机进行数据交换，线阵接收器通过光纤与下位工控计算机进行数据交换，速度传感器产生的速度脉冲提供给下位工控计算机；下位工控计算机通过井下以太网或者光纤与上位工控计算机进行数据交换；上位工控计算机则采用服务器-浏览器模式共享图像数据，使办公网内人员不用安装任何附加软件就可以随时查看输送带监测资料。
速度传感器由托辊轴、轴承座、速度编码器、下托支架、L型固定板组成，托辊轴一头通过联轴器与速度编码器连接，左右两头安装在轴承座上，轴承座固定在下托支架上，下托支架由可调支撑足支撑在地面上，下托支架两头由螺栓与L型固定板连接，固定在输送带机架上。
X射线发射箱、线阵接收箱、综合控制箱均为矿用隔爆型。
速度传感器机械结构采用托辊式滚筒结构，通过调节托辊和下皮带之间的距离，使托辊压在下皮带表面，避免出现速度轮跳动、打滑等影响准确测速的情况。速度传感器设计分辨率为1mm，输送带前进1mm的距离，带动测速滚筒和速度编码器转过1°，输出1个脉冲信号。测速精度大大提高。
当安装在输送带下皮带下方的托辊轴与皮带同步运转时，速度编码器运行时光栅旋转，使光路出现交错通断状态，光电部分把光信号转化为电脉冲并传送到控制箱中的下位工控计算机。
速度传感器能实时检测输送带运行速度，可减小速度波动对图像采集的影响，避免图像失真，如果速度波动过大造成采集图像失真时，就自动停止图像采集，并且报警提示。
本发明中，X射线源发出稳定的X射线，可以长时间连续或断续工作，X射线源采用新型PWM控制技术，管电压、管电流高精度闭环控制，加上独有的电网预稳设计，使射线输出更稳定，且射线泄漏剂量低。
线阵接收器负责输送带内钢丝绳X光成像的图像采集、传输。线阵接收器除了以恒定频率接收数据的模式，该线阵接收器还增加了脉冲触发功能，外置了脉冲输入端口，将外部输入脉冲(速度传感器测量的输送带的实时速度电脉冲)作为线阵接收器的数据采集触发信号，数据采集的“节奏”可以随外部输入脉冲的变化而变化，达到线阵接收器数据采集频率与速度变化的随动。当速度小幅度变化时，线阵接收器根据从脉冲输入端口输入的脉冲信号一线一线地采集图像，输送带速度下降，线阵接收器采集图像的速度也下降。当速度波动过大时会自动停止图像采集，并报警提示。线阵接收器数据采集速度快，上限扫描速度可达到6250线/秒，扫描上限速度超过5m/s，完全能够满足大部分煤矿现场的输送带的高速扫描要求。
下位工控计算机是根据上位工控计算机的指令要求，接收并缓存线阵采集的图像数据，然后按要求上传到上位工控计算机。
上位工控计算机负责整个系统的控制、图像传输、图像存储、图像处理、历史数据查看等操作，且采用服务器-浏览器模式共享图像数据。
本发明采用上位工控计算机+下位工控计算机结构模式，下位工控计算机安放在工作现场附近的综合控制箱内，主要起在现场控制线阵和X射线源的工作状态以及采集数据的作用，近距离的现场数据采集保证了采集数据较好的实时性。下位工控计算机正常应该为供电状态，在空闲时可关机，同时X射线源和线阵电源也被切断。当上位工控计算机可通过WOL(Wake On LAN局域网卡唤醒)通知下位工控计算机启动，启动完成后，再根据上位工控计算机的命令给X射线源和线阵供电，以及进行后续数据的采集、参数设置等其他操作。输送带检测结束后，上位工控计算机可通知下位工控计算机停止外围设备供电，然后关闭下位工控计算机。
在设备准备检测输送带时，上位工控计算机向下位工控计算机发送供电、开始扫描命令，下位工控计算机把线阵、X射线源的电源接通，然后开始扫描输送带，下位工控计算机缓存扫描的数据并通过井下以太网或光纤把数据传输到上位工控计算机，上位工控计算机可以显示、存储，并在接收完数据后集中对数据进行处理、图像识别、找到钢丝绳损伤、带面损伤、接头抽动等缺陷，并形成报告以便打印和查询。
本发明可以将钢丝绳芯输送带内部的钢丝绳芯透视图像清晰地显示在工控计算机屏幕上，并将相关数据保存在上位工控计算机内。采用合理的图像处理方法自动识别输送带接头和损伤部分，将损伤部分准确定位，标记出离上一接头的距离，方便维修人员的损伤查找和维护，并且形成损伤列表供操作人员查询。接头部分图像可以进行图像对比和图像测量，准确测量出接头抽动量，操作方便，提前掌握接头抽动情况，能准确的检测断绳、断股、锈蚀、接头伸长和带面破损等损伤情况，为尽早做出预防措施提供科学依据。
附图说明：
图1是本发明实施例的结构方框图。
图2是本发明实施例的电路图。
图3是本发明实施例中速度传感器的结构图。
图4是本发明实施例中上位工控计算机的工作流程框图。
图5是本发明实施例中X射线源的工作流程框图。
图6是本发明实施例中图像数据分析仪的工作流程框图。
图7是本发明实施例中图像数据分析仪的工作流程框图。
图8是本发明实施例中下位工控计算机的工作流程框图。
图中，1、轴承座    2、编码器护盖    3、螺钉    4、编码器
5、拉杆    6、螺钉    7、橡胶垫    8、轴承端盖    9、螺钉
10、轴承    11、油封    12、托辊轴    13、螺栓组件
14、螺栓组件    15、轴承挡圈    16、螺钉    17、轴承端盖
18、橡胶垫    19、活节螺栓    20、螺母    21、螺柱
22、L形固定板    23、螺母    24、下托支架    25、可调支撑
26、上位工控计算机    27、下位工控计算机    28、电源适配器
29、X射线源(即X光机)    30、光纤转换器    31、线阵接收器
32、本安电源
T1——矿用变压器    P1——电源滤波器    ZK——万转开关
SPD——速度传感器    JDQ——继电器板    XSP——液晶显示屏
FUSE1、FUSE2、FUSE3、FUSE4——熔断器。
具体实施方式：
实施例：图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本实施例包括线阵接收器、X射线源、速度传感器、下位工控计算机、上位工控计算机，X射线源、速度传感器连接下位工控计算机，线阵接收器通过光纤转换器连接下位工控计算机的图像采集卡，下位工控计算机的开关量卡通过排线连接继电器板，继电器板连接并控制线阵接收器、X射线源、速度传感器的供电线路，下位工控计算机连接上位工控计算机。
图2所示，速度传感器的输出连接下位工控计算机，线阵接收器的输出连接下位工控计算机，X射线源的通讯口连接下位工控计算机，下位工控计算机的输出连接上位工控计算机。
图3所示，所述的速度传感器由托辊轴12、轴承座1、速度编码器4、下托支架24、L型固定板22组成。托辊轴4的一端通过联轴器与速度编码器4连接，托辊轴4安装在轴承座1上，轴承座1固定在下托支架24上，下托支架24由可调支撑25足支撑在地面上，下托支架24的两端由螺栓与L型固定板22连接，并固定在输送带机架上。
其中，下位工控计算机安装图像采集卡和开关量卡，线阵输出端通过光纤转换器用光纤连接到图像采集卡的数据输入端，开关量卡的DB37输出接口连接继电器板的DB37输入接口，继电器板的脉冲计数接口连接速度传感器的计数输出。
本实施例中，线阵接收器采用美国X-scan产品XW8816型；X射线源采用北京凯威有限公司生产的X160K1m-C型；开关量卡采用北京大恒集团生产的AC6410型；继电器板采用北京大恒集团生产的AC140型；上位工控计算机采用研华工控机610型；下位工控计算机采用研华工控机ARK3420型；速度编码器采用日本OMRON产品E6B2-CWZ3E-360P/R型。

Claims (3)

1.新型矿用钢丝绳芯输送带检测装置，其特征是包括速度传感器、X射线源、线阵接收器、下位工控计算机和上位工控计算机，其中X射线源设置在X射线发射箱中，线阵接收器设置在线阵接收箱，下位工控计算机设置在综合控制箱中，X射线源、线阵接收器和速度传感器分别通过继电器板与下位工控计算机的开关量卡连接，继电器板控制X射线源、线阵接收器和速度传感器的启停；X射线源通过串口方式与下位工控计算机进行数据交换，线阵接收器通过光纤与下位工控计算机进行数据交换，速度传感器产生的速度脉冲提供给下位工控计算机；下位工控计算机通过井下以太网或者光纤与上位工控计算机进行数据交换；上位工控计算机则采用服务器-浏览器模式共享图像数据，使办公网内人员不用安装任何附加软件就可以随时查看输送带监测资料。
2.根据权利要求1所述的新型矿用钢丝绳芯输送带检测装置，其特征是所述的速度传感器由托辊轴、轴承座、速度编码器、下托支架、L型固定板组成，托辊轴一端通过联轴器与速度编码器连接，托辊轴安装在轴承座上，轴承座固定在下托支架上，下托支架由可调支撑足支撑在地面上，下托支架两端由螺栓与L型固定板连接，并固定在输送带机架上。
3.根据权利要求1所述的新型矿用钢丝绳芯输送带检测装置，其特征是所述的X射线发射箱、线阵接收箱、综合控制箱均为矿用隔爆型。
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