CN104590853A - 电容式胶带输送机纵向撕裂检测方法和报警装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电容式胶带输送机纵向撕裂检测报警装置，在胶带1下面安装设置两组左右对称且相等的平面电容传感器2和平面电容传感器3并将其连接到电容检测电路对作为介质的胶带进行电容检测，电容检测电路将检测到的电容值转换成电压信号后分别依次连接高精度整流电路、差动放大器电路、A/D转换电路至单片机，单片机将接收到的信号进行数据处理，当胶带被异物损伤或撕裂时该信号变化超过阈值，单片机输出报警。本发明结构简单，安装施工方便，成本低，抗干扰，适用于普通橡胶输送带和钢丝绳芯输送带，对胶带表面破损和撕裂能及时检测报警，防止事故扩大。

Description

电容式胶带输送机纵向撕裂检测方法和报警装置
技术领域
本发明涉及胶带输送机自动检测技术领域，尤其是对胶带输送机运行中出现的胶带纵向撕裂事故及时检测报警的技术。
背景技术
胶带输送机是一种应用广泛的连续物料输送设备，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、物料卡堵、胶带跑偏、钢丝绳抽芯等原因造成胶带纵向撕裂，如不能及时发现并及时报警停机，将会造成重大事故和经济损失。
目前对胶带输送机纵向撕裂的检测方式主要有：X光探伤方式、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，这些方式各有优缺点，缺点主要是结构复杂，成本高，对现场环境要求苛刻，需要对胶带进行二次加工等，还有简单的如导电橡胶型、弦线型、漏料检测型等，这一类检测方法对胶带表面的损伤均不能及时准确地检测到，只能在胶带被异物刺穿后且触动胶带下面的开关机构或被异物刺穿后且同时有足够的料漏下到托盘上才能被发现。
发明内容
为了克服目前胶带输送机纵向撕裂检测方法和报警装置所存在的缺陷和不足，本发明提供一种电容式胶带输送机纵向撕裂检测方法和报警装置。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种电容式胶带输送机纵向撕裂检测报警装置，在胶带输送机的胶带下面安装设置若干组平面导电极板构成平面电容传感器。
所述若干组平面导电极板从胶带的纵向中心线处分开组合为左右对称且电容值相等的两组平面电容传感器。
所述两组平面电容传感器分别连接至电容检测电路、高精度整流电路、差动放大器电路、A/D转换电路、单片机以及显示回路、报警回路和数据通讯回路。
进一步的，平面导电极板的间距为0.5毫米至9毫米。
进一步的，在胶带输送机的胶带下面安装设置的平面导电极板为双排布置。
一种胶带输送机纵向撕裂检测方法，包括以下步骤：
1.在胶带输送机的胶带下面安装设置若干组平面导电极板构成平面电容传感器；
2.将平面电容传感器从胶带纵向中心线处分开组合为左右对称且电容值相等的两组平面电容传感器；
3.两组平面电容传感器分别连接至电容检测电路，电容检测电路分别将检测到的电容值经振荡器、频率/电压转换电路和低通滤波器后输出一个电压信号至高精度整流电路，经整流的电压变化信号至差动放大器电路进行放大，差动放大器电路抑制掉共模干扰信号，同时将因胶带被异物刺破或撕裂所引起的事故差模信号放大后经A/D转换电路至单片机，单片机将接收到的信号进行数据处理，当因胶带被异物刺破或撕裂所引起的信号变化超过所设阈值时单片机输出报警。
本发明在胶带输送机的胶带下面安装设置若干组平面导电极板构成平面电容传感器，将平面电容传感器从胶带纵向中心线处分开组合为左右数量对称且电容值相等的两组平面电容传感器，两组平面电容传感器分别连接两路电容检测电路，电容检测电路将检测到的两组平面电容传感器的值经振荡器、频率/电压转换电路和低通滤波器后输出电压信号至高精度整流电路，经整流的电压信号至差动放大器电路抑制掉共模干扰信号，同时将因胶带被异物刺破或撕裂所引起的事故差模信号放大后经A/D转换电路至单片机，单片机将接收到的信号进行数据处理，当因胶带被异物刺破或撕裂所引起的信号变化超过所设阈值时单片机输出报警。
本发明的有益效果是，结构简单，成本低，安装施工方便，广泛适用于普通橡胶输送带和钢丝绳芯输送带，在线非接触无损检测，无射线污染，不受安装环境和胶带运行中胶带抖动、跑偏、温度变化和钢绳芯胶带内的钢丝绳接头等所产生的干扰信号的影响，对胶带表面破损和撕裂能及时检测报警，防止事故扩大。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为平面电容传感器检测原理示意图。
图3为本发明电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此对本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，本发明提供一种电容式胶带输送机纵向撕裂检测方法和报警装置，在胶带1下面安装设置若干组平面导电极板构成平面电容传感器，将平面电容传感器从胶带1的纵向中心线处分为左右两组对称且相等的平面电容传感器2和平面电容传感器3，将平面电容传感器2和平面电容传感器3分别与两路电容检测电路相连接，电容检测电路将检测到的电容值Cx1和Cx2经振荡器、频率/电压转换电路和低通滤波器后输出电压信号至高精度整流电路，经整流的电压信号至差动放大器电路抑制掉共模干扰信号，同时将因胶带1被异物刺破或撕裂所引起的事故差模信号放大后经A/D转换电路至单片机，单片机将接收到的信号进行数据处理，当胶带1发生被异物刺破或撕裂事故时单片机输出报警。
如图2所示，本发明应用平面电容传感器检测原理对作为介质的胶带电容值的变化进行检测。
将胶带作为平面电容传感器的介质，此时的电容值为：
                                                      
式中：Cx为被测胶带的电容值；
         a为导电极板间距；
         b为导电极板宽度；
        L为导电极板长度；
      为被测介质的介电常数。
当极板尺寸和极板相对位置一定时，令，则。
如果平面极板间电介质的介电常数发生变化，即当胶带破损或撕裂时其将发生变化，则被测区域胶带的电容值Cx也将随之改变，所以检测Cx的变化值，也就能检测出胶带是否出现破损或撕裂。
如图3所示，作为本发明的实施例的一种，将平面电容传感器从胶带1的纵向中心线处分为左右两组对称且相等的平面电容传感器2和平面电容传感器3并与两路电容检测电路相连接，被测电容Cx1和Cx2作为电容检测电路的测量振荡器的电容器，通过对它充放电产生振荡周期，该振荡周期与被测电容大小成线性关系，经频率/电压转换电路和低通滤波器后输出一个电压信号，再经过一个零点可调的输出级得到需要的电压信号Vd1和Vd2，两路电压信号Vd1和Vd2分别送至两个高精度整流电路进行整流，整流后的电压信号送至差动放大器电路进行放大，由于差动放大器电路具有较高的共模抑制比，会将因为胶带1抖动、跑偏、温度变化和钢绳芯胶带内的钢丝绳接头等所产生的共模干扰信号抑制掉，而同时将胶带1被异物损伤或撕裂时所产生的事故差模电压变化信号放大后经A/D转换电路至单片机进行数据处理，当该信号变化超过阈值时单片机输出报警。
本发明结构简单，成本低，安装施工方便，广泛适用于普通橡胶输送带和钢丝绳芯输送带，在线非接触无损检测，无射线污染，不受安装环境和胶带运行中胶带抖动、跑偏、温度变化和钢绳芯胶带内的钢丝绳接头等所产生的干扰信号的影响，对胶带表面破损和撕裂能及时检测报警，防止事故扩大。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，可以通过其它的方式进行组合，采用其他种类的电容检测电路进行测量，凡是根据本发明的技术方案和原理做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电容式胶带输送机纵向撕裂检测报警装置，其特征在于：在胶带输送机的胶带1下面安装设置有若干组平面导电极板。
2.根据权利要求1所述电容式胶带输送机纵向撕裂检测报警装置，其特征在于：将若干组平面导电极板从胶带1的纵向中心线处分开组合为左右对称且电容值相等的平面电容传感器2和平面电容传感器3。
3.根据权利要求1所述电容式胶带输送机纵向撕裂检测报警装置，其特征在于：平面电容传感器2和平面电容传感器3分别连接至电容检测电路、高精度整流电路、差动放大器电路、A/D转换电路、单片机以及显示回路、报警回路和数据通讯回路。
4.根据权利要求1所述电容式胶带输送机纵向撕裂检测报警装置，其特征在于：平面导电极板的间距为0.5毫米至9毫米。
5.根据权利要求1所述电容式胶带输送机纵向撕裂检测报警装置，其特征在于：在胶带输送机的胶带1下面安装设置的平面导电极板为两排。
6.电容式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)在胶带1下面安装设置若干组平面导电极板；
(2)将所述平面导电极板从胶带纵向中心线处分开为左右对称且电容值相等的平面电容传感器2和平面电容传感器3；
(3)将所述平面电容传感器2和平面电容传感器3连接到电容检测电路对作为介质的胶带进行电容检测，电容检测电路将检测到的电容值转换成电压信号后分别依次连接高精度整流电路，经整流后的电压信号至差动放大器电路，差动放大器电路抑制掉共模干扰信号，同时将胶带被异物刺破或撕裂所引起的事故差模信号放大后经A/D转换电路至单片机，单片机将接收到的信号进行数据处理，当该信号变化超过阈值时单片机输出报警。
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