CN103776383A - 一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法 - Google Patents

一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法 Download PDF

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本发明涉及矿用皮带输送机托辊磨损度检测方法，具体是一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法。首先，图像传感器采集多幅安装好但未使用过的托辊外管图像，取算术平均获得一幅标准托辊外管图像，采用特征提取算法提取其几何特征并作为后续比较检测的参考值；其次，图像传感器对准正在使用工作中的托辊外管，采集图像并采用特征提取算法提取其几何特征，获取测量值；最后，比较测量值和参考值：如果测量值和参考值相等或近似相等，则此时工作中的托辊无磨损；反之，存在磨损。

Description

一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法
技术领域
本发明涉及矿用皮带输送机托辊磨损度检测方法，具体是一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法。 
背景技术
   两百多年来，在煤炭、钢铁、水泥、矿山、电厂、码头等行业中，托辊的使用量大面广，频繁的早期失效，最普遍反映的是托辊外管容易损坏，而后是托辊管体被磨断或者被磨出一个口子，进而磨损皮带，产生刺耳的叫声直至卡死彻底损坏，使人防不胜防，故障停机严重制约着带式输送生产线的正常运行，而且损坏的托辊需要的输送功率更大，间接磨损电能。并且劳动强度大幅度增加，对经常工作在高粉尘环境中的人身健康也造成严重危害。因此如何在不影响企业的正常生产情况下还能尽早检测出损坏托辊并予以替换，以免进一步扩大损失，至关重要。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种在线非接触式检测方法，在不影响企业的正常生产情况下还能尽早检测出损坏托辊并予以替换。 
本发明所采用的技术方案是：一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法，按照如下的步骤进行： 
一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法，其特征在于按照如下的步骤进行：
步骤一，在该托辊外管一侧安装图像传感器，图像传感器通过有线或者无线信号连接处理模块，处理模块电信号连接报警装置，图像传感器采集多幅安装好但未使用过的托辊外管图像，将图像传送到处理模块，处理模块对图像取算术平均获得一幅标准托辊外管图像，采用特征提取算法提取标准托辊外管图像几何特征作为后续比较检测的参考值；
步骤二，图像传感器实时采集运行中的矿用皮带输送机托辊外管图像传送到处理模块，处理模块对图像传感器实时采集的图像采用步骤一同样的特征提取算法提取实时托辊外管图像几何特征作为实时比对值；
步骤三，沿托辊外管图像几何特征边线，从左到右每隔额定距离设定一个检测点，处理模块计算出沿托辊外管图像几何特征边线上第 
Figure 888225DEST_PATH_IMAGE002
检测点的磨损度值
Figure 2014100209680100002DEST_PATH_IMAGE003
 ，沿托辊外管图像几何特征边线，从左到右多个检测点的磨损度值
Figure 893090DEST_PATH_IMAGE004
为
Figure 2014100209680100002DEST_PATH_IMAGE005
，其中：
Figure 144074DEST_PATH_IMAGE006
为标准参考值为标准托辊外管直径，为托辊外管磨损后第
Figure 627008DEST_PATH_IMAGE002
检测点距离托管中心轴的值，
Figure 906768DEST_PATH_IMAGE008
为左侧起第一个检测点磨损度值，为左侧起第
Figure 82534DEST_PATH_IMAGE002
检测点磨损度值，
Figure 7765DEST_PATH_IMAGE010
为右侧最后一个检测点磨损度值，
Figure 232073DEST_PATH_IMAGE002
为自然数，
Figure 2014100209680100002DEST_PATH_IMAGE011
为大于
Figure 106619DEST_PATH_IMAGE002
的整数；
步骤四，处理模块比较从左到右多个检测点的磨损度值
Figure 453287DEST_PATH_IMAGE004
和设定磨损度值，磨损度值
Figure 865814DEST_PATH_IMAGE004
小于设定磨损度值处理器不对报警装置发出报警信息，磨损度值
Figure 706862DEST_PATH_IMAGE004
大于等于设定磨损度值处理器对报警装置发出报警信息，报警装置发出报警，提醒更换托辊。
作为一种优选方式：所述图像传感器采用CCD图像传感器或者采用CMOS图像传感器。 
作为一种优选方式：处理模块为通用计算机、智能手机或者单片机中的任一种。 
作为一种优选方式：步骤三中的额定距离为
Figure 888444DEST_PATH_IMAGE012
。 
本发明的有益效果是：本发明通过图像传感器对矿用皮带输送机托辊外管进行同步多点定量检测，利用特征提取算法计算出实时的测量值与设定值进行比较，从而提早对矿用皮带输送机托辊外管磨损度进行预警，本发明结构简单，并与矿用皮带输送机托辊外管不直接接触，本项发明在煤炭、钢铁、水泥、矿山、电厂、码头等行业中的实际生产过程中有着广泛应用前景。 
附图说明
图1是本发明的流程示意图； 
图2是新托辊和有磨损的托辊比较示意图；
图3是左起第5个点的磨损度主视图和左视图示意图。
具体实施方式
一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法，其检测流程如图1所示，首先，基于图像传感器采集多幅安装好但未使用过的托辊外管图像，取算术平均获得一幅标准托辊外管图像，采用形状特征提取提取其几何特征并作为后续比较检测的参考值；其次，图像传感器对准正在使用工作中的托辊外管，采集图像并采用特征提取算法提取其几何特征，获取测量值；最后，比较测量值和参考值：如果测量值和参考值相等或近似相等，则此时工作中的托辊无磨损；反之，存在磨损，且此时的托管外管各个检测点的磨损度与参考值和测量值的差成正比例关系。如果磨损度超过设定的磨损阈值，则需要维修更换；反之，继续使用。 
如图2所示，托管外管各个检测点的磨损度与参考值和测量值的差成正比例关系，图2中，a为无磨损的新托辊（参考值），b、已经磨损的托辊（测量值），c、比较测量的托辊磨损度，通过比较测量可以定量地获得托辊外管各个检测点的磨损度值。 
具体按照如下的步骤进行： 
步骤一，在该托辊外管一侧安装图像传感器（图像传感器采用CCD图像传感器或者采用CMOS图像传感器），图像传感器通过有线或者无线信号连接处理模块，处理模块电信号连接报警装置，图像传感器采集多幅安装好但未使用过的托辊外管图像，将图像传送到处理模块（计算机、智能手机或者单片机中的任一种），处理模块对图像取算术平均获得一幅标准托辊外管图像，采用特征提取算法提取标准托辊外管图像几何特征作为后续比较检测的参考值，如图2的a；
步骤二，图像传感器实时采集运行中的矿用皮带输送机托辊外管图像传送到处理模块，处理模块对图像传感器实时采集的图像采用步骤一同样的特征提取算法提取实时托辊外管图像几何特征作为实时比对值；
步骤三，沿托辊外管图像几何特征边线，从左到右每隔0.1cm设定一个检测点，处理模块计算出沿托辊外管图像几何特征边线上第
Figure 140434DEST_PATH_IMAGE002
检测点的磨损度值
Figure 40257DEST_PATH_IMAGE003
 ，沿托辊外管图像几何特征边线，从左到右多个检测点的磨损度值
Figure 419417DEST_PATH_IMAGE004
为
Figure 721085DEST_PATH_IMAGE005
，其中：
Figure 143976DEST_PATH_IMAGE006
为标准参考值为标准托辊外管直径，
Figure 531095DEST_PATH_IMAGE007
为托辊外管磨损后第
Figure 2014100209680100002DEST_PATH_IMAGE013
检测点距离托管中心轴的值，
Figure 713946DEST_PATH_IMAGE008
为左侧起第一个检测点磨损度值，
Figure 666859DEST_PATH_IMAGE009
为左侧起第
Figure 463913DEST_PATH_IMAGE002
检测点磨损度值，
Figure 885799DEST_PATH_IMAGE010
为右侧最后一个检测点磨损度值，
Figure 59291DEST_PATH_IMAGE002
为自然数，
Figure 132289DEST_PATH_IMAGE011
为大于
Figure 100245DEST_PATH_IMAGE002
的整数；如图3所示，以第5个检测点为例，；
步骤四，处理模块比较从左到右多个检测点的磨损度值
Figure 721030DEST_PATH_IMAGE004
和设定磨损度值，磨损度值
Figure 648535DEST_PATH_IMAGE004
小于设定磨损度值处理器不对报警装置发出报警信息，可以继续使用，磨损度值
Figure 787392DEST_PATH_IMAGE004
大于等于设定磨损度值处理器对报警装置发出报警信息，报警装置发出报警，提醒更换托辊。
本发明具有以下的优点： 
1、检测装置实现灵活、简单、体积小且成本低；
2、系统中采用光学测量技术，可以实现托辊磨损度在线非接触式检测；
3、采用面阵图像传感器可以实现多点同步定量检测。

Claims (4)

1.一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法，其特征在于按照如下的步骤进行：
步骤一，在该托辊外管一侧安装图像传感器，图像传感器通过有线或者无线信号连接处理模块，处理模块电信号连接报警装置，图像传感器采集多幅安装好但未使用过的托辊外管图像，将图像传送到处理模块，处理模块对图像取算术平均获得一幅标准托辊外管图像，采用特征提取算法提取标准托辊外管图像几何特征作为后续比较检测的参考值；
步骤二，图像传感器实时采集运行中的矿用皮带输送机托辊外管图像传送到处理模块，处理模块对图像传感器实时采集的图像采用步骤一同样的特征提取算法提取实时托辊外管图像几何特征作为实时比对值；
步骤三，沿托辊外管图像几何特征边线，从左到右每隔额定距离设定一个检测点，处理模块计算出沿托辊外管图像几何特征边线上第                                                
Figure 96422DEST_PATH_IMAGE002
检测点的磨损度值
Figure 2014100209680100001DEST_PATH_IMAGE003
 ，沿托辊外管图像几何特征边线，从左到右多个检测点的磨损度值为
Figure 2014100209680100001DEST_PATH_IMAGE005
，其中：
Figure 121326DEST_PATH_IMAGE006
为标准参考值为标准托辊外管直径，为托辊外管磨损后第
Figure 622803DEST_PATH_IMAGE002
检测点距离托管中心轴的值，为左侧起第一个检测点磨损度值，
Figure 2014100209680100001DEST_PATH_IMAGE009
为左侧起第
Figure 381997DEST_PATH_IMAGE002
检测点磨损度值，
Figure 590256DEST_PATH_IMAGE010
为右侧最后一个检测点磨损度值，
Figure 139049DEST_PATH_IMAGE002
为自然数，为大于的整数；
步骤四，处理模块比较从左到右多个检测点的磨损度值
Figure 369490DEST_PATH_IMAGE004
和设定磨损度值，磨损度值小于设定磨损度值处理器不对报警装置发出报警信息，磨损度值
Figure 34007DEST_PATH_IMAGE004
大于等于设定磨损度值处理器对报警装置发出报警信息，报警装置发出报警，提醒更换托辊。
2.根据权利要求1所述的一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法，其特征在于：所述图像传感器采用CCD图像传感器或者采用CMOS图像传感器。
3.根据权利要求1所述的一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法，其特征在于：处理模块为通用计算机、智能手机或者单片机中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种矿用皮带输送机托辊外管磨损度在线非接触式检测方法，其特征在于：步骤三中的额定距离为
Figure 292950DEST_PATH_IMAGE012
。
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