CN104444224A - 一种胶带输送机纵向撕裂检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶带输送机纵向撕裂检测装置及其方法，在输送机胶带的承载面涂覆有若干组随胶带移动的导电极板和导电带，在胶带的下方与随胶带移动的导电极板对应位置固定安装有一对固定金属导电极板，一对固定金属导电极板构成电容传感器，电容传感器的固定金属导电极板依次连接电容检测单元、微处理器单元，以及显示报警数据输出单元。本发明结构简单，安装施工方便，对胶带表面轻微划伤能及时检测报警，防止事故扩大，被划伤的导电涂层可快速修复再运行。

Description

一种胶带输送机纵向撕裂检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及胶带输送机技术领域，特别是一种胶带输送机纵向撕裂检测装置及其方法。

背景技术

胶带输送机是一种应用广泛的物料输送设备，橡胶输送带是胶带输送机的主要组成部分，其成本占整个胶带输送机的一半左右。由于在不同工况的物料输送过程中，常因尖锐异物、胶带跑偏、物料卡堵、钢丝绳抽丝等原因造成胶带纵向撕裂，如不能及时发现纵向撕裂并及时报警，将会造成重大事故和经济损失。

目前对胶带纵向撕裂的检测方法主要有：X光探伤、预埋（线圈）方式、超声波方式、CCD成像方式、红外线方式、射频方式等。这些方式主要缺点是成本高，结构复杂，对现场工况环境要求苛刻等，而且有些方式如预埋线圈方式对线圈的损伤是不可修复的。还有简单的如漏料检测型、弦线型等，这类检测方法对胶带表面刚开始的划伤均不能及时准确地检测到，只能在撕裂到一定深度或刺穿后才能发现。

发明内容

本发明的目的是要解决现有胶带输送机纵向撕裂检测所存在的缺陷和不足，提供一种胶带输送机纵向撕裂检测装置及其方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种胶带输送机纵向撕裂检测装置，在输送机胶带的承载面涂覆有若干组随胶带移动的导电极板和导电带，在胶带的下方与随胶带移动的导电极板对应位置固定安装有一对固定金属导电极板，所述一对固定金属导电极板构成电容传感器，电容传感器的金属导电极板依次连接电容检测单元、微处理器单元，以及显示报警数据输出单元。

进一步的，所述微处理器单元包括A/D转换器和单片机，报警显示单元包括显示单元、报警输出，所述电容传感器的金属导电极板依次连接电容检测单元、A/D转换器和单片机，单片机的输出端连接显示单元、报警输出和数据通讯。

具体的，在输送机胶带的承载面上随胶带移动的导电极板和导电带均为导电涂层。导电带的两端与每组随胶带移动的导电极板相连接。

一种胶带输送机纵向撕裂检测方法，包括以下步骤：

（1）电容检测单元对固定的金属导电极板构成的电容传感器的值和标准电容器的值进行检测并将电容的变化转换成电压信号后发送至微处理器单元；

（2）微处理器单元将检测到的电压脉冲信号进行周期和幅值的比较和鉴别，根据比较和鉴别结果判断是否出现胶带被物体划伤或撕裂，并将结果输出到报警显示单元；

（3）输送机速度一定时，微处理器单元计算并显示撕裂起始点距检测点的距离。

两固定金属导电极板构成电容传感器的值记为C_x，当电容传感器与随胶带移动的导电极板位置重合时构成的电容传感器的值记为C₁，当随胶带移动的导电极板离开电容传感器的金属导电极板后构成的电容传感器的值记为C₂，设电容检测单元中的标准电容为C₀，且C₀=C₂，用电容检测单元对电容传感器所测电容值C_x的变化进行检测比较，当随胶带移动的导电极板离开电容传感器的金属导电极板时，C_x=C₂=C₀，电容检测单元输出电压U₀=0，当移动的导电极板通过电容传感器的金属导电极板时，若胶带表面完好无损，每通过一组随胶带移动的由导电带连接的导电极板时，此时C_x=C₁,且C₁＞C₂，既C_x＞C₀，电容检测单元输出电压U₀＞0，会产生一个定幅脉冲，此脉冲由微处理器进行A/D转换成数字信号，最后由单片机进行周期和幅值的比较鉴别处理，带速一定时，当有效脉冲出现的周期和幅值都在设定的范围内时，表明无撕裂情况发生，胶带正常；当胶带被物体划伤或撕裂时，C₁断路，此时随胶带移动的导电极板通过电容传感器的金属导电极板的位置时，C_x≈C₀电容检测电路无有效脉冲产生，单片机进行周期和幅值的比较和鉴别处理后报警输出。

本发明所述的导电涂层可在胶带生产过程中涂覆，也可以在现场喷涂或刷涂在胶带表面，该导电涂料粘合力强，耐磨有弹性，抗腐蚀，抗老化，涂覆工艺简单，涂覆面积小，且可在划伤或撕裂后立即修复，重新使用。

与现有技术相比，本发明成本低，结构简单，安装施工方便，对胶带表面轻微划伤能及时检测报警，防止事故扩大，被划伤的导电涂层可快速修复再运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为差动脉冲宽度调制电容测量电路图；

图3为交流电桥式电容测量电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示的一种胶带输送机纵向撕裂检测装置，在输送机胶带1的承载面涂覆有若干组随胶带移动的导电极板2和导电带3，导电带3的两端与每组随胶带移动的导电极板2相连接，在胶带1的下方与随胶带移动的的导电极板2对应位置固定安装有一对固定金属导电极板4，所述一对固定金属导电极板4构成电容传感器，电容传感器的金属导电极板4依次连接电容检测单元、微处理器单元，以及显示报警数据输出单元，微处理器单元包括A/D转换器和单片机，报警显示单元包括显示单元、报警输出和数据通讯，单片机的输出端连接显示单元、报警输出和数据通讯。

进一步，在输送机胶带1的承载面上移动的导电极板2和导电带3均为导电涂层，导电涂层可在胶带1生产过程中涂覆，也可以在现场喷涂或刷涂在胶带表面，该导电涂料粘合力强，耐磨有弹性，抗腐蚀，抗老化，涂覆工艺简单，涂覆面积小，且可在划伤或撕裂后立即修复，重新使用。

当胶带输送机工作时，电容检测单元对固定金属导电极板4构成的电容传感器的值进行检测并将电容的变化转换成电压信号U₀，电压信号至微处理器，微处理器将检测到的电压脉冲信号进行周期和幅值的比较和鉴别，根据比较和鉴别结果判断是否出现胶带1被物体划伤或撕裂，并将结果输出到报警显示单元，胶带输送机速度一定时，微处理器计算并显示撕裂起始点距检测点的距离。

实施例1：

电容测量电路采用差动脉冲宽度调制电路对固定金属导电极板4构成的电容传感器进行检测，如图2所示，BH5001A是电容测量专用芯片，两固定金属导电极板4构成电容传感器C_x，当电容传感器与随胶带移动的导电极板2位置重合时电容传感器的值为C₁，当随胶带移动的导电极板离开电容传感器的金属导电极板后时电容传感器的值为C₂，设电容检测电路中的标准电容为C₀，且C₀=C₂，用BH5001A电容测量专用芯片检测电路对电容器C_x所测电容值的变化进行检测，电容检测电路的输出端                                                与会产生一组调宽方波脉冲，则端与端的两个平均值电压之差为U₀  ，

      （U为电路的电源电压VDD=5—10V）

当随胶带移动的导电极板2离开电容传感器的金属导电极板4时，C_x=C₂=C₀，端与端的两个平均值电压之差为零；当移动的导电极板2通过电容传感器的金属导电极板4时，若胶带1表面完好无损，每通过一组随胶带移动的由导电带连接的导电极板2时，此时C_x=C₁,且C₁＞C₂，既C_x＞C₀，此时端与端的两个平均值电压之差为U₀，此电压U₀经低通滤波器、差动放大器后输出到单片机，当胶带1表面完好无损时，每通过一组移动的导电极板2时，检测电路会产生一个定幅电压脉冲，当带速一定时，此电压脉冲由单片机进行周期和幅值的比较鉴别处理，当脉冲出现的周期和幅值都在设定的范围内时，表明无撕裂情况发生，胶带1正常；当胶带1被物体划伤或撕裂导致导电带3被划断时，C₁断路，C_x≈C₀，电容检测电路无有效脉冲产生，说明胶带1有撕裂故障发生，单片机进行周期和幅值的比较处理后报警，同时显示单元可显示撕裂部位距检测点的距离。

实施例2：

电容测量电路可以采用交流电桥式电容测量电路对固定金属导电极板4构成的电容传感器进行检测，如图3所示，两固定金属导电极板4构成电容传感器C_x，当电容传感器与随胶带移动的导电极板2位置重合时构成电容传感器的值为C₁，当移动的导电极2板离开电容传感器的金属导电极板4后时电容传感器的值为C₂，设电容检测电路中的标准电容为C₀，且C₀=C₂，用电容检测电路对电容传感器C_x所测电容值的变化进行检测比较，当随胶带移动的导电极板2离开电容传感器的金属导电极板4时，C_x=C₂=C₀，电容检测电路输出电压U₀=0，当移动的导电极板2通过固定金属导电极板4时，若胶带表面完好无损，每通过一组随胶带移动的由导电带3连接的导电极板2时，此时C_x=C₁,且C₁＞C₂，既C_x＞C₀，电容检测电路输出电压U₀＞0，会产生一个定幅脉冲，脉冲经放大、整流后再经差动放大器放大后发送到单片机，当带速一定时，此脉冲由单片机进行周期和幅值的比较处理，当脉冲出现的周期和幅值都在设定的范围内时，此脉冲有效，表明无撕裂情况发生，胶带1正常；当胶带1被物体划伤或撕裂导致导电带3被划断时，C₁断路，此时随胶带移动的导电极板通过电容传感器的固定检测极板位置时，C_x≈C₀电容检测电路无有效脉冲产生，说明胶带1有撕裂故障发生，单片机进行周期和幅值的比较和鉴别处理后报警输出，同时显示单元可显示撕裂部位距检测点的距离。

进一步说明，根据被测胶带的性质和两块固定金属导电极板4之间的距离，电容传感器C_x的固定金属导电极板4之间可以并联一个电容器，以缩小或调整被测电容C₁与C₂之间的检测范围。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种胶带输送机纵向撕裂检测装置，其特征在于，在输送机胶带（1）的承载面涂覆有若干组随胶带移动的导电极板（2）和导电带（3），在胶带（1）的下方与随胶带移动的导电极板（2）对应位置固定安装有一对固定金属导电极板（4），所述一对固定金属导电极板（4）构成电容传感器，电容传感器的固定金属导电极板（4）依次连接电容检测单元、微处理器单元，以及显示报警数据输出单元。

2.根据权利要求1所述的胶带输送机纵向撕裂检测装置，其特征在于：所述微处理器单元包括A/D转换器和单片机，报警显示单元包括显示单元、报警输出，所述电容传感器的金属导电极板（4）依次连接电容检测单元、A/D转换器和单片机，单片机的输出端连接显示单元、报警输出和数据通讯。

3.根据权利要求1所述的胶带输送机纵向撕裂检测装置，其特征在于：在输送机胶带（1）的承载面上随胶带移动的导电极板（2）和导电带（3）均为导电涂层。

4.根据权利要求1所述的胶带输送机纵向撕裂检测装置，其特征在于：所述导电带（3）的两端与每组随胶带移动的导电极板（2）相连接。

5.一种胶带输送机纵向撕裂检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）电容检测单元对固定金属导电极板（4）构成的电容传感器的值和标准电容器的值进行检测并将电容的变化转换成电压信号后发送至微处理器单元；

（2）微处理器单元将检测到的电压脉冲信号进行周期和幅值的比较和鉴别，根据比较和鉴别结果判断是否出现胶带被物体划伤或撕裂，并将结果输出到报警显示单元；

（3）输送机速度一定时，微处理器单元计算并显示撕裂起始点距检测点的距离。