CN105692120B - 一种输送带纵向撕裂检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种输送带纵向撕裂检测装置及检测方法,属于输送带撕裂检测技术领域，包括设置在输送带下层皮带上下两侧的信号发射单元、信号接收单元以及配套的计算分析处理单元，所述信号发射单元包括与同步驱动机构连接的发射端安装板以及设置在发射端安装板上的X射线管，所述信号接收单元包括与同步驱动机构连接的接收端安装板以及设置在接收端安装板上并与X射线管相配套的X射线接收器，所述X射线管和X射线接收器借助同步驱动机构实现同步运动。通过对信号发射单元和信号接收单元的结构和工作方式进行改进，实现实时检测输送带纵向撕裂情况、并及时发出报警信号，可以有效降低输送带撕裂情况的进一步发展，对输送带起到了很好的保护作用。

Description

一种输送带纵向撕裂检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于输送带撕裂检测技术领域，具体涉及一种输送带纵向撕裂检测装置及检测方法。

背景技术

目前，输送带大都采用X射线机静态检测来预测其安全性能及使用寿命，这种检测仪器虽然直观，但检测时必须停止生产，不能实现实时在线检测。另外，人工操作劳动强度大，效率低，检测时间长，并且X射线的长时间照射对检测人员的身体有损害，无法实现输送带的全长度测试，从而造成输送带的缺陷不能及时发现。因此如何设计一种简单可靠、检测效率高的输送带撕裂在线检测装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种输送带纵向撕裂检测装置及检测方法，通过对信号发射单元和信号接收单元的结构和工作方式进行改进，实现实时检测输送带纵向撕裂情况、并及时发出报警信号，可以有效降低输送带撕裂情况的进一步发展，对输送带起到了很好的保护作用。

本发明采用的技术方案是：一种输送带纵向撕裂检测装置,包括设置在输送带下层皮带上下两侧的信号发射单元、信号接收单元以及配套的计算分析处理单元，所述信号发射单元包括与同步驱动机构连接的发射端安装板以及设置在发射端安装板上的X射线管，所述信号接收单元包括与同步驱动机构连接的接收端安装板以及设置在接收端安装板上并与X射线管相配套的X射线接收器，所述X射线管和X射线接收器借助同步驱动机构实现同步运动。

进一步：发射端安装板和接收端安装板形状呈圆盘形、其圆心在皮带的横向中线上，X射线管和X射线接收器分别在发射端安装板和接收端安装板上周向均匀分布1至6个。

X射线管和X射线接收器的安装位置距发射端安装板和接收端安装板圆心的距离R小于皮带横向宽度L的一半。

同步驱动机构包括驱动电机、与驱动电机连接的中间同步驱动轴、借助链条传动机构分别与中间同步驱动轴连接的发射端转轴和接收端转轴，所述发射端安装板和接收端安装板分别设置在发射端转轴和接收端转轴上。

发射端安装板和接收端安装板上设有用于X射线管和X射线接收器供电的集电环。

输送带设有起始位置检测装置，起始位置检测装置连接计算分析处理单元。

同步驱动机构包括驱动电机、与驱动电机连接的中间同步驱动轴、借助锥齿轮传动机构分别与中间同步驱动轴连接的发射端滚珠丝杠和接收端滚珠丝杠，所述发射端安装板和接收端安装板分别设置在发射端滚珠丝杠的发射端螺母和接收端滚珠丝杠的接收端螺母上。

发射端滚珠丝杠和接收端滚珠丝杠的有效长度L1小于皮带横向宽度L。

输送带发生撕裂或磨损时，输送带的撕裂或磨损位置会有裂缝或变薄，因此该位置上穿过的X射线的强度会发生变化。本发明就是采用这个原理进行检测。

由于上述原因，X射线管的工作区域一定要在输送带的范围内，如果超出该范围，X射线管和X射线接收器之间没有介质隔开，会造成X射线接收器收到的信号发生突变。

在检测过程中，如果每次检测到X射线的强度发生变化就认为存在撕裂，由于存在检测的错误，会造成误报。为解决这个问题，本发明中，通过连续检测来解决这个问题。

输送带的纵向撕裂一般都是呈直线形态，本发明采用的方案是，当一个X射线接收器接收到信号突变后，判断在一定时间内，是否在这一直线位置还检测到信号突变。具体的方法如下：

一种输送带纵向撕裂检测方法，基于输送带纵向撕裂检测装置实现，该方法包括以下步骤：

步骤一、X射线管和X射线接收器借助同步驱动机构以旋转方式的同步运动，X射线管连续向皮带发射X射线，X射线接收器接收穿过皮带的X射线并测量X射线的信号强度；

步骤二、计算分析处理单元接收X射线接收器的测量信号，当信号强度发生突变时，标记测量时间；

步骤三、计算分析处理单元判断X射线接收器是否连续接收到信号强度发生突变，如果是，则皮带存在纵向撕裂情况，计算分析处理单元输出报警信号。

步骤三中，判断的方法是依据信号强度发生突变的时间间隔：

如果连续两次信号强度发生突变的时间间隔小于或等于，则皮带存在纵向撕裂情况，计算分析处理单元输出报警信号；

公式中，n代表X射线接收器的数量，ω代表接收端安装板的角速度。

采用本发明的产生的有益效果：本发明通过对信号发射单元和信号接收单元的结构和工作方式进行改进，实现实时检测输送带纵向撕裂情况，并及时发出报警或停机信号，可以有效降低输送带撕裂情况的进一步发展，对输送带起到了很好的保护作用，并且可以减少维修时间、降低企业的维修成本。

附图说明

图1是本发明的实施例一的结构示意图；

图2是X射线管在发射端安装板分布的示意图；

图3是X射线接收器测量穿过皮带的X射线情况一a状态图；

图4是X射线接收器测量穿过皮带的X射线情况一b状态图；

图5是X射线接收器测量穿过皮带的X射线情况二a状态图；

图6是X射线接收器测量穿过皮带的X射线情况二b状态图；

图7是本发明的实施例二的结构示意图；

图8是接收端滚珠丝杠、接收端螺母与输送带皮带的位置关系示意图；

附图中：1是输送带，1-1是滚筒，1-2是皮带，2是信号发射单元，2-1是发射端安装板，2-2是X射线管，2-3代表集电环，3是信号接收单元，3-1是接收端安装板，3-2是X射线接收器，4是同步驱动机构，4-1是驱动电机，4-2是中间同步驱动轴，4-3是发射端转轴，4-4是接收端转轴，4-5是发射端滚珠丝杠，4-5-1是发射端螺母，4-6是接收端滚珠丝杠，4-6-1是接收端螺母，箭头代表运动方向，A代表皮带的纵向裂缝。

具体实施方式

参看附图1-8，一种输送带纵向撕裂检测装置,包括设置在输送带1下层皮带1-2上下两侧的信号发射单元2、信号接收单元3以及配套的计算分析处理单元，所述信号发射单元2包括与同步驱动机构4连接的发射端安装板2-1以及设置在发射端安装板2-1上的X射线管2-2，所述信号接收单元3包括与同步驱动机构4连接的接收端安装板3-1以及设置在接收端安装板3-1上并与X射线管2-2相配套的X射线接收器3-2，所述X射线管2-2和X射线接收器3-2借助同步驱动机构4实现同步运动。

参看附图1-6为本发明的实施例一，发射端安装板2-1设置在输送带1中皮带1-2上、下层之间，接收端安装板3-1设置在输送带1下层皮带1-2下方；发射端安装板2-1和接收端安装板3-1形状呈圆盘形、其圆心在皮带1-2的横向中线上，X射线管2-2和X射线接收器3-2分别在发射端安装板2-1和接收端安装板3-1上周向均匀分布1至6个。同步驱动机构4包括驱动电机4-1、与驱动电机4-1连接的中间同步驱动轴4-2、借助链条传动机构分别与中间同步驱动轴4-2连接的发射端转轴4-3和接收端转轴4-4，所述发射端安装板2-1和接收端安装板3-1分别设置在发射端转轴4-3和接收端转轴4-4上。发射端安装板2-1和接收端安装板3-1上设有用于X射线管2-2和X射线接收器3-2供电的集电环2-3所述计算分析处理单元中还包括用于检测输送带1中皮带1-2启动时初始位置的定位检测装置。X射线接收器3-2的输出端与计算分析处理单元的输入端连接。X射线管2-2的控制端与计算分析处理单元的输出端连接。X射线管2-2和X射线接收器3-2借助驱动电机4-1、中间同步驱动轴4-2、发射端转轴4-3和接收端转轴4-4形成的同步驱动机构4实现同步旋转运动。中间同步驱动轴4-2借助链条传动机构与驱动电机4-1输出轴连接。

X射线管2-2和X射线接收器3-2的安装位置距发射端安装板2-1和接收端安装板3-1圆心的距离R小于皮带1-2横向宽度L的一半。优选X射线管2-2和X射线接收器3-2的安装位置外边缘距发射端安装板2-1和接收端安装板3-1圆心的距离小于皮带1-2横向宽度L的一半，这样X射线管2-2和X射线接收器3-2在旋转运动时不会发生转动到皮带1-2外部，从而发生测量信号突变。

输送带1设有起始位置检测装置，起始位置检测装置连接计算分析处理单元。计算分析处理单元检测到起始位置后，记录时间，当检测到纵向撕裂时，根据检测到裂缝的时间、检测到起始位置的时间以及输送带的速度，可以计算出撕裂位置距起始位置的长度，方便维修人员维修、节省维修时间。

一种输送带纵向撕裂检测方法，是基于本发明的实施例一的输送带纵向撕裂检测装置实现，该方法包括以下步骤：

步骤一、X射线管2-2和X射线接收器3-2借助同步驱动机构4以旋转方式的同步运动，X射线管2-2连续向皮带1-2发射X射线，X射线接收器3-2接收穿过皮带1-2的X射线并测量X射线的信号强度；

步骤二、计算分析处理单元接收X射线接收器3-2的测量信号，当信号强度发生突变时，标记测量时间；

步骤三、计算分析处理单元判断X射线接收器3-2是否连续接收到信号强度发生突变，如果是，则皮带1-2存在纵向撕裂情况，计算分析处理单元输出报警信号。

步骤三中，判断的方法是依据信号强度发生突变的时间间隔：

如果连续两次信号强度发生突变的时间间隔小于或等于，则皮带1-2存在纵向撕裂情况，计算分析处理单元输出报警信号；

公式中，n代表X射线接收器3-2的数量，ω代表接收端安装板3-1的角速度。

参看附图3-6，本实施例中X射线管2-2和X射线接收器3-2的数量为四个，图3-4中3-2-1、3-2-2分别代表相邻两个X射线接收器3-2；图5-6中3-2-3、3-2-4分别代表两个不相邻X射线接收器3-2；参看附图3-4为X射线接收器3-2-1第一次检测到强度信号发生突变和X射线接收器3-2-2第二次检测到强度信号发生突变的情况，两个检测点位于皮带1-2同一条纵向线上，因此只需知道X射线接收器3-2-2所转动的角度和角速度，就可以知道两次连续检测点的间隔时间T，从图3-4可看出X射线接收器3-2-2转动角度为X射线接收器3-2-1和X射线接收器3-2-2之间的夹角；因此设X射线接收器3-2的数量为n，本实施例n=4，接收端安装板3-1的转动角速度为ω，得出T与ω、n的关系：。

参看附图5-6为X射线接收器3-2-3第一次检测到强度信号发生突变和X射线接收器3-2-4第二次检测到强度信号发生突变的情况，这两个检测点位于皮带1-2同一条纵向线上，因此只需知道X射线接收器3-2-4所转动的角度和角速度，就可以知道两次连续检测点的间隔时间T，从图5-6可看出X射线接收器3-2-4转动角度小于相邻两个X射线接收器3-2之间的夹角；因此设X射线接收器3-2的数量为n，本实施例n=4，接收端安装板3-1的转动角速度为ω，得出T与ω、n的关系：。

因此综合上述两种情况，计算分析处理单元判断的方法：只要信号强度发生突变的时间间隔T小于或等于，就可以判定皮带1-2存在纵向撕裂情况。

本发明的实施例一的工作原理，发射端安装板2-1和接收端安装板3-1借助驱动电机4-1、中间同步驱动轴4-2、发射端转轴4-3和接收端转轴4-4形成的同步驱动机构4作高速旋转运动，带动分别设置在发射端安装板2-1和接收端安装板3-1上的X射线管2-2和X射线接收器3-2绕发射端安装板2-1和接收端安装板3-1的圆心作同步运动，使X射线管2-2发射的X射线始终对准配套的X射线接收器3-2；X射线管2-2发射的X射线穿过皮带1-2；当X射线接收器3-2接收到的X射线的强度发生突变，则说明皮带1-2在这个检测点存在变薄或裂口情况，因此只有设置在接收端安装板3-1转动方向上、并且依次相邻的两个X射线接收器3-2在间隔时间连续检测到的X射线的强度发生突变，则说明两个检测点位于皮带1-2同一纵向线上，可以判定皮带1-2存在纵向撕裂情况；还有若设置在接收端安装板3-1转动方向上、并且不相邻的两个X射线接收器3-2连续检测到X射线的强度发生突变，其间隔时间小于，也说明两个检测点位于皮带1-2同一纵向线上，可以判定皮带1-2存在纵向撕裂情况。

另外如果两个连续检测点的间隔时间大于，则不能判定皮带1-2存在纵向撕裂情况，除了误判断的情况，只能说明这两个检测点是离散的点、分别位于皮带1-2上不同的纵向线上；还有两个连续检测点为相邻的两个X射线接收器3-2、其间隔时间小于，则不能判定皮带1-2存在纵向撕裂情况，只能说明这两个检测点是离散的点、分别位于皮带1-2上不同的纵向线上；上述这两种情况有两种可能：一是这两个检测点是变薄点或小裂口，这种情况对皮带1-2影响很小可以排除；二是这两个检测点分布在皮带1-2上不同的纵向撕裂线上，这种情况很少发生可以排除。

参看附图7-8为本发明的实施例二，发射端安装板2-1设置在输送带1中皮带1-2上、下层之间。接收端安装板3-1设置在输送带1下层皮带1-2下方；同步驱动机构4包括驱动电机4-1、与驱动电机4-1连接的中间同步驱动轴4-2、借助锥齿轮传动机构分别与中间同步驱动轴4-2连接的发射端滚珠丝杠4-5和接收端滚珠丝杠4-6，所述发射端安装板2-1和接收端安装板3-1分别设置在发射端滚珠丝杠4-5的发射端螺母4-5-1和接收端滚珠丝杠4-6的接收端螺母4-6-1上。发射端滚珠丝杠4-5和接收端滚珠丝杠4-6的有效长度L1小于皮带1-2横向宽度L。X射线管2-2和X射线接收器3-2借助驱动电机4-1、中间同步驱动轴4-2、发射端滚珠丝杠4-5和接收端滚珠丝杠4-6形成的同步驱动机构4实现直线往复运动。X射线管2-2和X射线接收器3-2借助电源线实现供电。中间同步驱动轴4-2借助链条传动机构与驱动电机4-1输出轴连接。参看附图8，L1代表接收端滚珠丝杠4-6有效长度，可以理解为接收端螺母4-6-1在收端滚珠丝杠4-6两端的中心线之间的距离，X射线接收器3-2安装位置的中心线与接收端螺母4-6-1的中心线对齐。

本发明的实施例二的工作原理：发射端安装板2-1和接收端安装板3-1借助驱动电机4-1、中间同步驱动轴4-2、发射端滚珠丝杠4-5和接收端滚珠丝杠4-6形成的同步驱动机构作高速直线往复运动，带动分别设置在发射端安装板2-1和接收端安装板3-1上的X射线管2-2和X射线接收器3-2沿发射端滚珠丝杠4-5和接收端滚珠丝杠4-6的方向作同步运动，使X射线管2-2发射的X射线始终对准配套的X射线接收器3-2；X射线管2-2发射的X射线穿过皮带1-2；当X射线接收器3-2接收到的X射线的强度发生突变，则说明皮带1-2在这个点存在变薄或裂口情况，因此只有X射线接收器3-2在满足间隔时间为时、并且连续两次检测到X射线的强度产生突变，则说明两个检测点位于皮带1-2同一纵向线上，可以判定皮带1-2存在纵向撕裂情况；若X射线接收器3-2连续两次检测到的X射线的强度产生突变的间隔时间T不满足公式要求，则不能判定皮带1-2存在纵向撕裂情况，只能说明这两个检测点是离散的点、分别位于皮带1-2上不同的纵向线上。

其中上述间隔时间， L1代表接收端滚珠丝杠4-6有效长度，v代表接收端螺母4-6-1的运动速度， 代表X射线接收器3-2从接收端滚珠丝杠4-6端部运动到第一次检测点的所需时间。

Claims (10)

1.一种输送带纵向撕裂检测装置,包括设置在输送带（1）下层皮带（1-2）上下两侧的信号发射单元（2）、信号接收单元（3）以及配套的计算分析处理单元，其特征在于：所述信号发射单元（2）包括与同步驱动机构（4）连接的发射端安装板（2-1）以及设置在发射端安装板（2-1）上的X射线管（2-2），所述信号接收单元（3）包括与同步驱动机构（4）连接的接收端安装板（3-1）以及设置在接收端安装板（3-1）上并与X射线管（2-2）相配套的X射线接收器（3-2），所述X射线管（2-2）和X射线接收器（3-2）借助同步驱动机构（4）实现同步运动。

2.根据权利要求1所述的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于：所述发射端安装板（2-1）和接收端安装板（3-1）形状呈圆盘形、其圆心在皮带（1-2）的横向中线上，X射线管（2-2）和X射线接收器（3-2）分别在发射端安装板（2-1）和接收端安装板（3-1）上周向均匀分布1至6个。

3.根据权利要求2所述的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于：所述X射线管（2-2）和X射线接收器（3-2）的安装位置距发射端安装板（2-1）和接收端安装板（3-1）圆心的距离R小于皮带（1-2）横向宽度L的一半。

4.根据权利要求2或3所述的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于：所述同步驱动机构（4）包括驱动电机（4-1）、与驱动电机（4-1）连接的中间同步驱动轴（4-2）、借助链条传动机构分别与中间同步驱动轴（4-2）连接的发射端转轴（4-3）和接收端转轴（4-4），所述发射端安装板（2-1）和接收端安装板（3-1）分别设置在发射端转轴（4-3）和接收端转轴（4-4）上。

5.根据权利要求4所述的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于：所述发射端安装板（2-1）和接收端安装板（3-1）上设有用于X射线管（2-2）和X射线接收器（3-2）供电的集电环（2-3）。

6.根据权利要求1所述的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于：输送带（1）设有起始位置检测装置，起始位置检测装置连接计算分析处理单元。

7.根据权利要求1所述的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于：所述同步驱动机构（4）包括驱动电机（4-1）、与驱动电机（4-1）连接的中间同步驱动轴（4-2）、借助锥齿轮传动机构分别与中间同步驱动轴（4-2）连接的发射端滚珠丝杠（4-5）和接收端滚珠丝杠（4-6），所述发射端安装板（2-1）和接收端安装板（3-1）分别设置在发射端滚珠丝杠（4-5）的发射端螺母（4-5-1）和接收端滚珠丝杠（4-6）的接收端螺母（4-6-1）上。

8.根据权利要求7所述的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于：所述发射端滚珠丝杠（4-5）和接收端滚珠丝杠（4-6）的有效长度L1小于皮带（1-2）横向宽度L。

9.一种输送带纵向撕裂检测方法，基于输送带纵向撕裂检测装置实现，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、X射线管（2-2）和X射线接收器（3-2）借助同步驱动机构（4）以旋转方式的同步运动，X射线管（2-2）连续向皮带（1-2）发射X射线，X射线接收器（3-2）接收穿过皮带（1-2）的X射线并测量X射线的信号强度；

步骤二、计算分析处理单元接收X射线接收器（3-2）的测量信号，当信号强度发生突变时，标记测量时间；

步骤三、计算分析处理单元判断X射线接收器（3-2）是否连续接收到信号强度发生突变，如果是，则皮带（1-2）存在纵向撕裂情况，计算分析处理单元输出报警信号。

10.根据权利要求9所述的输送带纵向撕裂检测方法，其特征在于：步骤三中，判断的方法是依据信号强度发生突变的时间间隔：

如果连续两次信号强度发生突变的时间间隔小于或等于，则皮带（1-2）存在纵向撕裂情况，计算分析处理单元输出报警信号；

公式中，n代表X射线接收器（3-2）的数量，ω代表接收端安装板（3-1）的角速度。