CN103112704A

CN103112704A - 一种输送带纵向撕裂监测装置及方法

Info

Publication number: CN103112704A
Application number: CN2013100605404A
Authority: CN
Inventors: 周凯
Original assignee: China Shenhua Energy Co Ltd; Shenhua Tianjin Coal Dock Co Ltd
Current assignee: China Shenhua Energy Co Ltd; Shenhua Tianjin Coal Dock Co Ltd
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2013-02-26
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明公开了一种输送带纵向撕裂监测装置及方法。该监测装置包括振动源、振动信号接收模块、以及振动信号处理模块；所述振动源，用于使所述输送带产生横向振动；所述振动信号接收模块，用于接收所述输送带受所述振动源作用而产生的振动信号，并将该振动信号发送到所述振动信号处理模块；所述振动信号处理模块，用于根据所述振动信号判断所述输送带发生纵向撕裂时，控制所述输送带停止工作。本发明可以在输送带发生纵向撕裂时及时地使输送带停止工作，从而保证安全地进行生产作业，并可以避免发生因输送带纵向撕裂所引起的安全事故以及对输送设备的损害。

Description

一种输送带纵向撕裂监测装置及方法

技术领域

本发明涉及输送带，尤其涉及一种输送带纵向撕裂监测装置及方法。

背景技术

在矿山、港口和码头等处广泛地应用了输送带，是物质生产和运输中主要的传送设备。输送带在运送物资的过程中，由于载荷量的增加，被障碍物划伤以及老化等原因而可能产生钢芯锈蚀、断裂或接头伸长等故障。如果发生了这种故障，会造成重大的安全事故或停产，并会造成运输物料的损耗或设备的损坏，从而导致巨大的经济损失和人员伤亡，严重影响安全生产。现有技术中，常用的传送带检测方案是通过计算机X光探测技术对传送带的钢绳芯进行检测，但该检测方案造价高，而且X射线对可能对人员的健康造成潜在的损害。

发明内容

本发明的目的是提供一种输送带纵向撕裂监测装置及方法，该技术方案可以使得在输送带发生纵向撕裂时使输送带停止工作。

本发明提供了一种输送带纵向撕裂监测装置，该监测装置包括振动源、振动信号接收模块、以及振动信号处理模块；所述振动源，用于使所述输送带产生横向振动；所述振动信号接收模块，用于接收所述输送带受所述振动源作用而产生的振动信号，并将该振动信号发送到所述振动信号处理模块；所述振动信号处理模块，用于根据所述振动信号判断所述输送带发生纵向撕裂时，控制所述输送带停止工作。

优选地，所述振动源为偏心盘；所述偏心盘布置在承载托辊之间的所述输送带的边缘处，所述偏心盘以自由回转的辊子与所述输送带接触。

优选地，所述振动信号接收模块为振动传感器；所述振动传感器内部安装有集成放大器。

优选地，所述振动信号处理模块包括数据采集单元、PC/104总线主机、以及输入输出单元；所述数据采集单元，用于对所述振动信号接收模块发送的振动信号进行调理，并将调理后的振动信号发送至所述PC/104总线主机；所述PC/104总线主机，用于根据调理后的振动信号进行模态分析，根据模态分析的结果判定是否发送控制信号以控制所述输送带停止工作；所述输入输出单元，用于在判定发送控制信号以控制所述输送带停止工作时，将所述控制信号发送至输送机以控制所述输送带停止工作。

优选地，所述PC/104总线主机，用于在所述模态分析的结果为振动信号部分消失时，判定发送所述控制信号以控制所述输送带停止工作。

本发明提供了一种输送带纵向撕裂监测方法，包括：步骤1，使所述输送带产生横向振动；步骤2，接收所述输送带产生的振动信号；步骤3，根据所述振动信号判断所述输送带发生纵向撕裂时，控制所述输送带停止工作。

优选地，步骤1中，偏心盘使所述输送带产生横向振动；所述偏心盘布置在承载托辊之间的所述输送带的边缘处，所述偏心盘以自由回转的辊子与所述输送带接触。

优选地，步骤2中，振动传感器接收所述输送带产生的振动信号；所述振动传感器内部安装有集成放大器。

优选地，所述步骤3包括：步骤31，对所述振动信号进行调理；步骤32，根据调理后的振动信号进行模态分析，根据模态分析的结果判定是否发送控制信号以控制所述输送带停止工作；步骤32，在判定发送控制信号以控制所述输送带停止工作时，将所述控制信号发送至输送机以控制所述输送带停止工作。

优选地，步骤32中，在所述模态分析的结果为振动信号部分消失时，判定发送所述控制信号以控制所述输送带停止工作。

通过上述技术方案，可以在输送带发生纵向撕裂时及时地使输送带停止工作，从而保证安全地进行生产作业，并可以避免发生因输送带纵向撕裂所引起的安全事故以及对输送设备的损害，还可以节约物料，提高生产作业的效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的输送带纵向撕裂监测装置示意图；

图2是本发明提供的振动信号处理模块结构示意图；

图3是本发明提供的输送带纵向撕裂监测方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为了实现对输送带的检测，本发明提供了如图1所示的输送带纵向撕裂监测装置，主要包括振动源11、振动信号接收模块12、以及振动信号处理模块13。振动源11优选为凸轮机构被动式振动源，凸轮机构被动式振动源利用输送带10运行产生稳定频率。振动信号接收模块12优选为振动传感器，特别是滑轮接触式振动传感器。振动信号处理模块13如图2所示，可以包括数据采集单元21、PC/104总线主机22以及输入输出单元23。数据采集单元21可以对振动信号接收模块12输出的振动信号进行调理，例如抗混滤波等，以去除外界干扰以及杂波。PC/104总线主机22可以对数据采集单元21输出的信号进行处理，例如模态分析，并可以根据模态分析的结果输出控制信号使输送带停止工作，还可以根据用户的要求输出图像或报警信号。输入输出单元可以提供将上述控制信号提供给输送机，从而使输送带停止工作，还可以将控制信号发送到报警设备，使报警设备发出报警信号。

具体而言，振动源11可以是偏心盘，该偏心盘被布置在承载托辊之间的输送带的边缘处，它以自由回转的辊子与输送带接触，当输送机（带式）运转时，偏心盘使输送带产生横向强迫振动，振动信号接收模块12受输送带振动作用发生作用而产生的振动信号并将振动信号输入振动信号处理模块13。当输送带发生纵向撕裂时，振动信号接收模块12不受振动作用，输出的信号相应减弱或消失，从而振动信号处理模块13可以根据对振动信号的处理结果使带式输送机停机。

振动信号接收模块12所采用的传感器可以是压电式加速度传感器，其基于差容式平衡加速度原理，通过测量振动位移求取振动加速度并输出。压电式加速度传感器广泛应用于地震、建筑结构、构件实验、桥梁振动测试、场地脉动测试、桩基检测、爆破影响场测量、机械振动测量、车辆、船舶振动测量等领域。压电式加速度传感器内部安装有集成放大器，并且压电式加速度传感器的接口与数据采集单元的接口匹配，能够直接与数据采集单元连接。这样的实现方式可以简化整个监测装置，并能够提供高测试的可靠性，具有低阻抗输出、抗干扰、噪声小、性价比高等特点。

振动信号处理模块13采用模态分析进行处理。模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的频率、振型、阻尼。通过试验的方法将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。

模态分析分为测力法和不测力法两种分析方法。不测力法（环境激励）主要适用于桥梁及大型建筑机械等，将采集的时域数据导入模态分析软件（TSTMP），通过该模态分析软件的分析可得到各种模态参数。测力法提供整套实验装置，该实现装置包括激励装置、传感器、数据采集单元、以及模态分析软件，可以直接生成实验报告。

测力法又可以分为力锤激励法和激振器激励法两种，通过人为地对结构物施加一定动态激励，采集各点的振动响应信号及激振力信号，根据力及响应信号，用各种参数识别方法获取模态参数。激励方法不同，识别方法也不同，现有技术中主要使用的识别方法有单输入单输出（SISO）、单输入多输出（SIMO）以及多输入多输出（MIMO）三种方法。这三种识别方法相比较而言，单输入单输出识别方法最简单，成本也最低。

振动信号处理模块13可以通过模态分析判断振动信号是否消失，如果振动信号消失（例如5%以上的振动信号消失），则判断输送带发送了纵向撕裂，并发送控制信号使输送带停止工作，还可以使报警设备发出报警信号。

PC/104总线一种工业计算机总线标准，本发明中优选采用PC/104总线的扩展总线PC/104-PLUS总线，PC/104-PLUS总线能够连接高速外接设备，并能够兼容PC/104总线。

本发明提供的输送带纵向撕裂监测方法如图3所示。本发明通过检测输送带的振动信号来判定输送带是否发生了纵向撕裂，因此需要使输送带发生横向振动（步骤301），优选地使用偏心盘使输送带发送横向振动。在输送带受偏心盘的作用而发生振动后，可通过振动传感器来接收输送带的振动信号（步骤302）。此后，需要通过振动信号监测输送带是否发生了纵向撕裂（步骤303）。如果输送带发生了纵向撕裂，则控制输送带停止工作（步骤304）。如果输送带没有发生纵向撕裂，则继续接收输送带的振动信号（步骤302）。步骤303中，可以通过对振动信号进行模态分析来判定输送带是否发生了纵向撕裂。如果对振动信号进行模态分析以后，结果是振动信号部分消失，则就可以判定输送带发生了纵向撕裂，这个时候就可以向输送机发送控制信号来控制输送带停止工作。步骤303中，在进行模态分析之前，还可以对接收到的振动信号进行调理，例如抗混滤波，以去除外界干扰以及杂波。

此外，为了提醒工作人员输送带发生了纵向撕裂，还可以发送控制信号来控制报警设备报警，以便工作人员前往现场检查或修补输送带。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种输送带纵向撕裂监测装置，其特征在于，该监测装置包括振动源、振动信号接收模块、以及振动信号处理模块；

所述振动源，用于使所述输送带产生横向振动；

所述振动信号接收模块，用于接收所述输送带受所述振动源作用而产生的振动信号，并将该振动信号发送到所述振动信号处理模块；

所述振动信号处理模块，用于根据所述振动信号判断所述输送带发生纵向撕裂时，控制所述输送带停止工作。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述振动源为偏心盘；所述偏心盘布置在承载托辊之间的所述输送带的边缘处，所述偏心盘以自由回转的辊子与所述输送带接触。

3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述振动信号接收模块为振动传感器；所述振动传感器内部安装有集成放大器。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的监测装置，其特征在于，所述振动信号处理模块包括数据采集单元、PC/104总线主机、以及输入输出单元；

所述数据采集单元，用于对所述振动信号接收模块发送的振动信号进行调理，并将调理后的振动信号发送至所述PC/104总线主机；

所述PC/104总线主机，用于根据调理后的振动信号进行模态分析，根据模态分析的结果判定是否发送控制信号以控制所述输送带停止工作；

所述输入输出单元，用于在判定发送控制信号以控制所述输送带停止工作时，将所述控制信号发送至输送机以控制所述输送带停止工作。

5.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述PC/104总线主机，用于在所述模态分析的结果为振动信号部分消失时，判定发送所述控制信号以控制所述输送带停止工作。

6.一种输送带纵向撕裂监测方法，其特征在于，包括：

步骤1，使所述输送带产生横向振动；

步骤2，接收所述输送带产生的振动信号；

步骤3，根据所述振动信号判断所述输送带发生纵向撕裂时，控制所述输送带停止工作。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，步骤1中，偏心盘使所述输送带产生横向振动；所述偏心盘布置在承载托辊之间的所述输送带的边缘处，所述偏心盘以自由回转的辊子与所述输送带接触。

8.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，步骤2中，振动传感器接收所述输送带产生的振动信号；所述振动传感器内部安装有集成放大器。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的监测方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤31，对所述振动信号进行调理；

步骤32，根据调理后的振动信号进行模态分析，根据模态分析的结果判定是否发送控制信号以控制所述输送带停止工作；

步骤32，在判定发送控制信号以控制所述输送带停止工作时，将所述控制信号发送至输送机以控制所述输送带停止工作。

10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，步骤32中，在所述模态分析的结果为振动信号部分消失时，判定发送所述控制信号以控制所述输送带停止工作。