CN105738466A - 数字式钢丝绳探伤传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种数字式钢丝绳探伤传感器，包括：探头，探头用于检测钢丝绳的损伤状态，并生成相应的检测信号；多个数字式通信接口，多个数字式通信接口分别与探头和外部处理器相连，用于将来自探头的检测信号传输至外部处理器。本发明能够提高钢丝绳探伤的检测效率和检测过程中的抗干扰能力，从而保证检测结果的准确性和可靠性。

Description

数字式钢丝绳探伤传感器
技术领域
本发明涉及矿用钢丝绳探伤技术领域，特别涉及一种数字式钢丝绳探伤传感器。
背景技术
当前我国的国情和能源储备的特点，决定着煤炭作为我国重要基础能源的地位短期内难以动摇。不断提高我国的煤矿安全技术水平，加强煤矿安全事故隐患排查一直是党、政府和行业共同追求的目标。目前在安监局的监督管理下，我国几乎所有煤矿都安装了监测监控、人员定位、通信联络等“六大系统，使得瓦斯、顶板、水、火等事故起数大幅减少，煤矿安全水平明显改善。但由于煤矿生产条件的复杂性，矿井提升、猴车运输等系统的钢丝绳在使用过程中因磨损、弯曲疲劳而产生的安全隐患依然存在。为此，《煤矿安全规程》规定钢丝绳必须定期进行安全检测。
为有效检测钢丝绳的损伤，国内外一些科研机构和生产企业曾研发了一系列钢丝绳探伤设备。但现有的探伤设备尚不能满足煤矿现场的使用要求，有待进一步完善。这其中的一个重要原因是目前的探伤传感器探头和检测主机之间仍然采用传统的模拟信号传输方式。
由于煤矿工作环境具有特殊性，现场大型机电、变频设备众多，开停频繁，从而导致电磁干扰源多，干扰程度大。模拟信号在传输过程中很容易受到干扰，从而产生信号的定量识别错误，进而导致检测结果不够准确。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种数字式钢丝绳探伤传感器，该数字式钢丝绳探伤传感器能够提高钢丝绳探伤的检测效率和检测过程中的抗干扰能力，从而保证检测结果的准确性和可靠性。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种目光识别装置，数字式钢丝绳探伤传感器，包括：探头，所述探头用于检测所述钢丝绳的损伤状态，并生成相应的检测信号；以及多个数字式通信接口，所述多个数字式通信接口分别与所述探头和外部处理器相连，用于将来自所述探头的检测信号传输至外部处理器。
另外，根据本发明上述实施例的数字式钢丝绳探伤传感器还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，还包括：图像采集模块，所述图像采集模块与所述多个数字式通信接口相连，用于全周向采集所述钢丝绳的外围图像，并通过所述多个数字式通信接口将所述外围图像传输至所述外部处理器。
在一些示例中，所述图像采集模块为360度可见光摄像头。
在一些示例中，所述探头为多个，所述多个探头采用径向多回路磁化方式，以使被检测的钢丝绳饱和均匀磁化。
在一些示例中，所述多个探头用于分别对多根钢丝绳进行检测。
在一些示例中，所述多个探头用于对一根钢丝绳进行多次检测。
在一些示例中，所述多个探头用于对一根钢丝绳进行分段检测。
在一些示例中，所述多个数字式通信接口采用多主对等通信方式进行数据的传输。
在一些示例中，所述多个数字式通信接口包括：CAN总线接口、RS485接口、LonWorks总线接口、以太网接口、及无线数据通信接口。
在一些示例中，所述CAN总线接口、RS485接口、LonWorks总线接口采用差分信号传输方式传输所述检测信号。
根据本发明实施例的数字式钢丝绳探伤传感器，至少具有如下优点：
1)采用CAN总线、RS485总线、LonWorks等总线数据传输方式，支持多个传感器同时接入，即插即用，数据的传输采用多主对等通信方式，能够方便的对多根钢丝绳进行测量，也可以对一根钢丝绳进行多次检测，求取平均值测试测量结果，提高了检测结果的准确性和可靠性，还可以对一根钢丝绳进行分段检测，提高检测速度，检测方式灵活多样，且总线采用的是差分信号传输方式，提高了信号远程传输的抗干扰能力；
2)采用总线传输方式使得信号的传输距离大大增加，并能够实现对井下猴车钢丝绳的远程在线监测；
3)因采用WiFi接口、3G接口、Zigbee等无线数据通信接口，节省了现场大量的有线传输电缆，安装维护方便，且避免了有线电缆上叠加的电磁干扰，提高了传输的可靠性；
4)采用360度可见光摄像头采集钢丝绳的视觉图像，并与磁检测信号的进行，从而更深入的分析钢丝绳的损伤状况，便于对钢丝绳使用寿命进行安全评估；另外，视觉图像可以使用户直观的看到钢丝绳的检测效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的数字式钢丝绳探伤传感器的结构框图；以及
图2是根据本发明一个实施例的数字式钢丝绳探伤传感器详细结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的数字式钢丝绳探伤传感器。
图1是根据本发明一个实施例的数字式钢丝绳探伤传感器的结构框图。如图1所示，根据本发明实施例的数字式钢丝绳探伤传感器100，包括：探头110和多个数字式通信接口120。
其中，探头110用于检测钢丝绳的损伤状态，并生成相应的检测信号。
在本发明的一个实施例中，探头110的数量例如为多个，且多个探头采用径向多回路磁化方式，以使被检测的钢丝绳饱和均匀磁化。
基于此，在一个示例中，多个探头110用于分别对多根钢丝绳同时进行检测，从而大大降低了检测成本，并提高了检测效率。
在另一个示例中，多个探头110用于对一根钢丝绳进行多次检测，进而通过外部处理器求取平均测试测量结果，提高可检测结果的准确性和可靠性。
在另一个示例中，多个探头110用于对一根钢丝绳进行分段检测，从而提升了检测速度，且使得检测方式灵活多样。
多个数字通信接口120分别与探头110和外部处理器相连，用于将来自探头的检测信号传输至外部处理器。其中，多个数字式通信接口120例如采用多主对等通信方式进行数据的传输。
结合图2所示，多个数字通信接口120例如包括CAN总线接口、RS485接口、LonWorks总线接口、以太网接口、及无线数据通信接口等，从而支持多个传感器同时接入，即插即用，且数据的传输采用多主对等通信方式，方便对钢丝绳的损伤情况进行检测。
其中，无线数据通信接口例如包括：WiFi接口、3G接口和Zigbee接口等，可节省了现场大量的有线传输电缆，安装维护方便，且避免了有线电缆上叠加的电磁干扰，提高了传输的可靠性。
其中，总线接口如CAN总线接口、RS485接口、LonWorks总线接口等例如采用差分信号传输方式传输检测信号，从而提高了信号远程传输的抗干扰能力，保证检测结果的准确性和可靠性。
进一步地，采用总线传输方式，使得信号的传输距离大大增加，可以实现检测主机安装在提升机监控室，传感器安装在提升机振动幅度小的天轮或者滚筒附近等任意位置，不受距离限制，并且也能实现对井下猴车钢丝绳的远程在线监测。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该数字式钢丝绳探伤传感器100还包括图像采集模块130(图中未示出)。图像采集模块130与多个数字式通信接口120相连，用于全周向采集钢丝绳的外围图像，并通过多个数字式通信接口120将外围图像传输至外部处理器。一方面，外部处理器通过将视觉图像与磁检测信号进行对比，更深入的分析钢丝绳的损伤状况，便于对钢丝绳使用寿命进行安全评估。另一方面，外部处理器显示该视觉图像，使用户直观的看到钢丝绳的检测效果。更重要的是，通过视觉信息可以事先判断钢丝绳上是否有外部断丝翘起的危险情况，从而进行预先报警，便于采取紧急措施，防止外部断丝翘起后把整个探伤传感器拽走，造成安全事故。其中，图像采集模块130例如为360度可见光摄像头。
其中，外部处理器例如包括智能手机、PAD或PC等。多个数字式通信接口120便于与智能手机、PDA等掌上移动通信设备进行数据的接入，能方便的实现在智能手机等移动终端上可以随时随地浏览钢丝绳的当前使用状态，从而方便使用者及时查看了解钢丝绳的损伤情况，以便及时采取相应措施，提高了煤矿工作的安全性。
综上，根据本发明实施例的数字式钢丝绳探伤传感器，至少具有如下优点：
1)采用CAN总线、RS485总线、LonWorks等总线数据传输方式，支持多个传感器同时接入，即插即用，数据的传输采用多主对等通信方式，能够方便的对多根钢丝绳进行测量，也可以对一根钢丝绳进行多次检测，求取平均值测试测量结果，提高了检测结果的准确性和可靠性，还可以对一根钢丝绳进行分段检测，提高检测速度，检测方式灵活多样，且总线采用的是差分信号传输方式，提高了信号远程传输的抗干扰能力；
2)采用总线传输方式使得信号的传输距离大大增加，并能够实现对井下猴车钢丝绳的远程在线监测；
3)因采用WiFi接口、3G接口、Zigbee等无线数据通信接口，节省了现场大量的有线传输电缆，安装维护方便，且避免了有线电缆上叠加的电磁干扰，提高了传输的可靠性；
4)采用360度可见光摄像头采集钢丝绳的视觉图像，并与磁检测信号的进行，从而更深入的分析钢丝绳的损伤状况，便于对钢丝绳使用寿命进行安全评估；另外，视觉图像可以使用户直观的看到钢丝绳的检测效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，包括：
探头，所述探头用于检测所述钢丝绳的损伤状态，并生成相应的检测信号；以及
多个数字式通信接口，所述多个数字式通信接口分别与所述探头和外部处理器相连，用于将来自所述探头的检测信号传输至外部处理器。
2.根据权利要求1所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，还包括：
图像采集模块，所述图像采集模块与所述多个数字式通信接口相连，用于全周向采集所述钢丝绳的外围图像，并通过所述多个数字式通信接口将所述外围图像传输至所述外部处理器。
3.根据权利要求2所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，所述图像采集模块为360度可见光摄像头。
4.根据权利要求1所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，所述探头为多个，所述多个探头采用径向多回路磁化方式，以使被检测的钢丝绳饱和均匀磁化。
5.根据权利要求4所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，所述多个探头用于分别对多根钢丝绳进行检测。
6.根据权利要求4所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，所述多个探头用于对一根钢丝绳进行多次检测。
7.根据权利要求4所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，所述多个探头用于对一根钢丝绳进行分段检测。
8.根据权利要求1所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，所述多个数字式通信接口采用多主对等通信方式进行数据的传输。
9.根据权利要求8所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，所述多个数字式通信接口包括：CAN总线接口、RS485接口、LonWorks总线接口、以太网接口、及无线数据通信接口。
10.根据权利要求8所述的数字式钢丝绳探伤传感器，其特征在于，所述CAN总线接口、RS485接口、LonWorks总线接口采用差分信号传输方式传输所述检测信号。
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