CN104692078A - 一种带式输送机运行状态监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带式输送机运行状态监控方法，包括在输送带内部或表面固设若干个具有信号接收和发射功能的检测元件，各检测元件存储有用于标识其身份信息的标识信息，还包括设置在输送带一侧的阅读器，参数采集步骤，输送带运行时，阅读器读取该检测元件的标识信息，并记录检测时间，以及检测所述阅读器与检测元件之间的识读范围；输送带速度检测步骤：计算每相邻两检测元件被阅读器检测到的时间差△t1，计算出检测元件的运行速度；输送带损伤监控步骤，判断输送带是否出现撕裂、变形故障；根据识读范围变化，判断检测元件所在输送带部位发生损坏。本发明的带式输送机运行状态监控方法实现对输送线多种信息的监控。

Description

一种带式输送机运行状态监控方法

技术领域

 本发明涉及一种监控方法，具体地说，是涉及一种带式输送机运行状态监控方法。

背景技术

带式运输是工矿企业生产中主要的物料输送形式，其主要设备——带式输送机的运行状况直接影响着生产线的正常运转。一旦输送机发生故障，轻则造成生产线停运，重则引起重大安全事故，都会给企业带来巨大的经济损失。而工矿企业的生产特点却决定了输送机普遍需要在较为恶劣的工况条件下进行长期、高负荷的不间断运转，安全隐患多，设备维护压力大。每个企业均会投入大量人力物力对输送线进行频繁的巡检，却依然不能完全杜绝输送机故障造成的事故。为了能够减少人工检查中的疏漏，实现对输送线自动化智能化的监控和维护，每年也有许多技术人员对此提出各种理论分析和改进方案。然而这些方案或局限于某一类故障，依然不能替代人工检查，应用性不强；或需要对设备进行较大的改装，对企业的成本投入和技术条件提出了严苛要求；或检测监控手段受工况条件制约，缺少广泛的适应性。因此这些方案均未能理想地解决输送线监控、维护的难题，难以获得普遍的推广。

输送带作为带式输送机的重要部件同时又是消耗性部件，一直是输送线检修维护的主要关注点。其断裂、撕裂、磨损等损坏损伤事故约占输送机常见故障的三成以上；而其运行速度、跑偏情况、带体温度等相关数据又能反映输送机及相关生产环节的状态乃至工况环境的变化。因此对输送带的运行情况进行监控，理论上是对输送线进行全面监控的最佳切入点。然而由于工作中的输送带处于运动状态，同时又经常处于粉尘、高温等异常工况条件下，因此相应的检测手段受到极大制约。

发明内容

本发明为了解决现有带式输送机无法智能、全面实施运行状态监控的技术问题，提出了一种带式输送机运行状态监控方法，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种带式输送机运行状态监控方法，包括以下步骤：

在输送带内部或表面固设若干个具有信号接收和发射功能的检测元件，各检测元件存储有用于标识其身份信息的标识信息，还包括设置在输送带一侧的阅读器，

参数采集步骤，输送带运行时，带动检测元件运动，所述阅读器与经过其检测区域的检测元件建立通信连接，读取该检测元件的标识信息，并记录检测时间，以及检测所述阅读器与检测元件之间的识读范围；

输送带速度检测步骤：计算每相邻两检测元件被阅读器检测到的时间差△t1，通过已知的相邻检测元件的间距，计算出检测元件的运行速度；

输送带损伤监控步骤，计算每相邻两检测元件的检测时间差△t1变动，根据所述△t1的变化判断该相邻检测元件之间是否出现相对位置变化，进而判断输送带是否出现撕裂、变形故障；根据所述识读范围变化，判断检测元件所在输送带部位发生损坏。

进一步的，所述输送带损伤监控步骤中，判断输送带是否出现损伤步骤包括：

（11）、计算每相邻两检测元件的检测时间差△t1；

（12）、每相邻两检测元件之间为一区段，当输送带带体中某个或某几个区段的检测时间差△t1发生了超出允许的时间误差的变化，而其他区段的△t1并未发生同步的变化；同时所述变化随输送带周期性循环运转经多次检测得以复现，则判定为相应区段内检测元件间的输送带发生了变形、撕裂故障；

（13）、当检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化时，则判定相应检测元件所在带体部位损坏。

进一步的，所述步骤（13）中，所述阅读器与检测元件之间的识读范围的检测方法为：

当位置固定的阅读器与以固定的路线及速度运动的检测元件通信时，记录检测元件感应和反馈阅读器以固定频次发送信号的次数n，当n小于设定阈值n1时，则判定阅读器与检测元件之间的识读范围减小，或者，检测元件主动发射射频信号，阅读器接收所述射频信号，并检测所接收射频信号强度，当所接收射频信号强度小于设定阈值时，则阅读器与检测元件之间的识读范围减小。

进一步的，所述步骤（13）中，判断检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化的方法为：初次检测到阅读器与检测元件之间的识读范围发生变化，对该检测元件进行标注，当该检测元件随着输送带进行若干次循环之后，其与阅读器的识读范围均发生了同样的变化，则判断为检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化。

进一步的，在所述输送带损伤监控步骤之后，还包括对输送带损伤部位定位的步骤，当发生撕裂故障或者损坏故障时，根据检测元件的标识信息定位输送带损伤部位。

进一步的，在所述输送带损伤监控步骤之后，还包括报警步骤，当判断相邻检测元件之间出现撕裂故障，或者判断检测元件所在部位输送带发生损坏时，则控制报警器报警，并向输送机控制单元发送控制信号，控制输送机运行停止。

进一步的，所述检测元件检测其周围的压力、温度、湿度、磁力信号，并发送至阅读器，所述阅读器根据所述信号以及所述检测元件所在的位置，判断出输送带所载物料及周边环境压力、温度、湿度、磁力的变化。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的带式输送机运行状态监控方法，通过在输送带内部或表面固设若干个检测元件，以及在输送带一侧设置阅读器，阅读器能够通过与进入其识读范围的检测元件进行通信，实现了根据检测元件的速度信息、位置信息等，对输送带损伤状况进行判断以及损伤位置的定位，所采用的电子器件简单、成本低、易于实现，尤其适用于高粉尘等恶劣工况环境下，节省人力，而且监控精准。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的带式输送机运行状态的一种实施例示意图；

图2是本发明所提出的带式输送机运行运行监控方法的一种实施例示流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，本实施例提出了一种带式输送机运行状态监控方法，包括以下步骤：

如图1所示，在输送带11内部或表面固设若干个具有信号接收和发射功能的检测元件12，各检测元件12存储有用于标识其身份信息的标识信息，还包括设置在输送带一侧的阅读器13， 如图2所示，本方法中包括：

参数采集步骤，输送带11运行时，带动检测元件12运动，上述检测元件12随输送带11以与输送带11运行速度相同的速率依次通过阅读器13的检测范围，由阅读器13读取检测元件12中的标识信息以及其他信息，从而一次性实现多种监控功能，提供多方面输送线运行数据，具体的，包括以下步骤：所述阅读器13与经过其检测区域的检测元件建立通信连接，读取该检测元件12的标识信息，并记录检测时间，以及检测所述阅读器13与检测元件12之间的识读范围；

输送带11速度检测步骤，计算每相邻两检测元件12的检测时间差△t1，通过已知的相邻检测元件的间距，计算出检测元件的运行速度。

输送带11损伤监控步骤，计算每相邻两检测元件12的检测时间差△t1变动，根据所述△t1的变化判断该相邻检测元件12之间是否出现相对位置变化，进而判断输送带11是否出现撕裂、变形故障；根据所述识读范围变化，判断检测元件所在输送带部位发生损坏。本实施例的带式输送机运行状态监控方法，通过在输送带内部或表面固设若干个检测元件，以及在输送带一侧设置阅读器13，阅读器13能够通过与进入其识读范围的检测元件12进行通信，实现了根据检测元件12的速度信息、位置信息等，对输送带11损伤状况进行判断以及损伤位置的定位，所采用的电子器件简单、成本低、易于实现，尤其适用于高粉尘等恶劣工况环境下，节省人力，而且监控精准。

所述输送带11损伤监控步骤中，判断输送带11是否出现撕裂步骤包括：

（11）、计算每相邻两检测元件12的检测时间差△t1；

（12）、每相邻两检测元件之间为一区段，当输送带带体中某个或某几个区段的检测时间差△t1发生了超出允许的时间误差的变化，而其他区段的△t1并未发生同步的变化；同时所述变化随输送带周期性循环运转经多次检测得以复现，则判定为相应区段内检测元件间的输送带发生了变形、撕裂故障；由于检测时间差△t1发生了超出允许的时间误差的变化经过多次循环周期检测的话均会出现的话，则认为该种变化并非为带体速度变化引起，而是相应区段内检测元件间的相对距离发生了不可恢复的变化，即带体发生了变形、撕裂等故障。

（13）、当检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化时，则判定相应检测元件所在带体部位损坏。

在步骤（12）中，将所述时间差△t1与标准时间差T1相比，若△t1＞T1+△T，则判断该相邻检测元件之间出现撕裂故障，其中△T为允许的时间误差。

由于设置在输送带体中的检测元件12相对位置是相对固定的，而每个检测元件12拥有唯一标识信息，因此每个检测元件12被读取时可直接对应其所在的输送带位置。正常情况下，相邻两检测元件12之间的埋设距离L。当未出现撕裂等故障时，各个相邻检测元件12间的间距是固定的，输送带11的运行速度是已知的，因此检测到该相邻检测元件12的标准时间差是可以计算出来的，当某个区段的输送带11带体发生拉长变形乃至横向撕裂等异常情况时，此区段内的检测元件之间的距离会加大，在输送带11的运行速度不变时，相邻检测元件12的感应时间差△t1会随着距离变化而相应变化；而于此同时，其他区段的检测元件12相对位置及对应的感应时间差却没有变化：经由程序两相比对，确认产生这种个别区段的检测元件12位置变化后，可确定带体局部发生了变形。

在所述输送带11损伤监控步骤之后，还包括对输送带11损伤部位定位的步骤，当发生撕裂故障或者损坏故障时，根据检测元件12的标识信息定位输送带损伤部位。同时通过读取发生位置变化的检测元件的唯一标识信息而确认带体变形的位置，通过相邻检测元件的感应时间差变化大小确定变形的大小和程度。

在步骤（13）中，所述阅读器13与检测元件12之间的识读范围的检测方法为：

当位置固定的阅读器13与以固定的路线及速度运动的检测元件12通信时，记录检测元件12感应和反馈阅读器13以固定频次发送信号的次数n，当n小于设定阈值n1时，则判定阅读器与检测元件之间的识读范围减小，或者，检测元件主动发射射频信号，阅读器接收所述射频信号，并检测所接收射频信号强度，当所接收射频信号强度小于设定阈值时，则阅读器与检测元件之间的识读范围减小。对于无源检测元件来说，阅读范围减小包括两种情况：1）若读取距离缩短至小于阅读器与检测元件的最短距离，则检测元件仍无法读取，说明检测元件彻底损坏，监控程序经过比对，发现缺少相应的标签反馈后，可报警并通过记录中此检测元件的标识信息进行相应定位。2）若读取距离仍大于检测元件阅读器与检测元件的最短距离，则检测元件仍可读取,但是由于识读范围发生变化，运动中的检测元件穿过识读范围的用时也会变化。由于阅读器是以一定周期发射射频信号的，识读范围越大，检测元件在通过识读范围时用时越长，其感应和反馈射频信号的次数越多。因此只要比对同一检测元件前后两次通过阅读器识读范围时反馈信号的次数，便可判断此标签的阅读距离是否产生变化。依据实际工况，当此变化大于设定好的阈值时，即可设定程序进行报警并通过检测元件的内部标识信息进行定位，确定损伤或故障部位。另外，对于有源检测元件还可主动发射射频信号，阅读器就能以被动的方式接收信号，从而可直接对信号强度进行测量，更方便地确定检测元件的状态变化，同样可实现上述监控功能。

所述步骤（13）中，判断检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化的方法为：初次检测到阅读器与检测元件之间的识读范围发生变化，对该检测元件进行标注，当该检测元件随着输送带进行若干次循环之后，其与阅读器的识读范围均发生了同样的变化，则判断为检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化。

同时，通过检测出的检测元件运行速度，更能准确反映输送带自身的运行速度，还可以用于与其他监控设备联动，用以统计实际输送量等输送线运行信息。

检测元件通过天线14进行接收或者发送信号，天线作为检测元件的一部分铺展在输送带内部或表面。可采用大型线圈的方式横跨带体，或针对性地埋设在输送带易损坏的薄弱部位（例如接头部位），当检测元件所在部位带体发生磨损、变形、撕裂，导致对应部位的检测元件的天线变形甚至断裂时，天线对信号的增益会产生变化，依据弗林斯传输公式，在阅读器功率及天线增益不变的前提下，检测元件接收及发射信号的能力随之受到影响，其可被读取的识读范围发生变化。实验表明，当由于物料冲击原因致检测元件的天线变形影响到信号接收时，其对输送带会造成变形、撕裂的损害，因此，通过检测阅读器与检测元件之间的识读范围，可以判断出输送带的磨损、变形、撕裂等状态。实现了本实施例的带式输送机运行状态监控方法实现对输送带多种信息的监控。

作为一个优选的实施例，在所述输送带损伤监控步骤之后，还包括报警步骤，当判断相邻检测元件之间出现撕裂故障，或者判断检测元件所在部位输送带发生损坏时，则控制报警器报警，并向输送机控制单元发送控制信号，控制输送机运行停止。比如，当带体局部发生了变形并且超出依据生产工艺及设备安全要求而设定的相应阈值时进行报警，同时直接定位变形位置也节省了维修人员巡检排查的时间，这对于长距离输送线的维护尤其有利。

所述检测元件检测其周围的压力信号以及温度等环境信号，并发送至阅读器，所述检测元件检测其周围的压力、温度等环境信号，并发送至阅读器，所述阅读器根据信号以及所述检测元件所在的位置，判断出输送带所载物料及周边环境的变化。比如可以判断出输送带是否局部过载，或者所载物料是否温度过高，存在损坏输送带的风险。通过在检测元件电路中设置压敏、温敏等功能元件，从而将压力、温度等环境信息转换为电信号，在检测元件芯片电路激活时最终转化为数字信号，反馈给阅读器或记录于检测元件内的存储单元内。上述检测单元反馈的数据可反映带体内部或带体表面的温度、压力等环境信息，从而直接掌握输送带带体的相应位置是否存在安全隐患；与红外、视频监控设备联动，还可利用温度及受压数据间接确定物料温度、物料密度等输送线实时工况，实现生产线整体运行状态的辅助监控。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种带式输送机运行状态监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

在输送带内部或表面固设若干个具有信号接收和发射功能的检测元件，各检测元件存储有用于标识其身份信息的标识信息，还包括设置在输送带一侧的阅读器， 

参数采集步骤，输送带运行时，带动检测元件运动，所述阅读器与经过其检测区域的检测元件建立通信连接，读取该检测元件的标识信息，并记录检测时间，以及检测所述阅读器与检测元件之间的识读范围；

输送带速度检测步骤：计算每相邻两检测元件被阅读器检测到的时间差△t1，通过已知的相邻检测元件的间距，计算出检测元件的运行速度；

输送带损伤监控步骤，计算每相邻两检测元件的检测时间差△t1变动，根据所述△t1的变化判断该相邻检测元件之间是否出现相对位置变化，进而判断输送带是否出现撕裂、变形故障；根据所述识读范围变化，判断检测元件所在输送带部位发生损坏。

2.根据权利要求1所述的带式输送机运行状态监控方法，其特征在于，所述输送带损伤监控步骤中，判断输送带是否出现损伤步骤包括：

（11）、计算每相邻两检测元件的检测时间差△t1；

（12）、每相邻两检测元件之间为一区段，当输送带带体中某个或某几个区段的检测时间差△t1发生了超出允许的时间误差的变化，而其他区段的△t1并未发生同步的变化；同时所述变化随输送带周期性循环运转经多次检测得以复现，则判定为相应区段内检测元件间的输送带发生了变形、撕裂故障；

（13）、当检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化时，则判定相应检测元件所在带体部位损坏。

3.根据权利要求2所述的带式输送机运行状态监控方法，其特征在于，所述步骤（13）中，所述阅读器与检测元件之间的识读范围的检测方法为：

当位置固定的阅读器与以固定的路线及速度运动的检测元件通信时，记录检测元件感应和反馈阅读器以固定频次发送信号的次数n，当n小于设定阈值n1时，则判定阅读器与检测元件之间的识读范围减小，或者，检测元件主动发射射频信号，阅读器接收所述射频信号，并检测所接收射频信号强度，当所接收射频信号强度小于设定阈值时，则阅读器与检测元件之间的识读范围减小。

4.根据权利要求3所述的带式输送机运行状态监控方法，其特征在于，所述步骤（13）中，判断检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化的方法为：初次检测到阅读器与检测元件之间的识读范围发生变化，对该检测元件进行标注，当该检测元件随着输送带进行若干次循环之后，其与阅读器的识读范围均发生了同样的变化，则判断为检测元件与阅读器间的识读范围发生了不可恢复的变化。

5.根据权利要求1所述的带式输送机运行状态监控方法，其特征在于，在所述输送带损伤监控步骤之后，还包括对输送带损伤部位定位的步骤，当发生撕裂故障或者损坏故障时，根据检测元件的标识信息定位输送带损伤部位。

6.根据权利要求1-5任一项所述的带式输送机运行状态监控方法，其特征在于，在所述输送带损伤监控步骤之后，还包括报警步骤，当判断相邻检测元件之间出现撕裂故障，或者判断检测元件所在部位输送带发生损坏时，则控制报警器报警，并向输送机控制单元发送控制信号，控制输送机运行停止。

7.根据权利要求1-5任一项所述的带式输送机运行状态监控方法，其特征在于，所述检测元件检测其周围的压力、温度、湿度、磁力信号，并发送至阅读器，所述阅读器根据所述信号以及所述检测元件所在的位置，判断出输送带所载物料及周边环境压力、温度、湿度、磁力的变化。