CN107512550A - 一种带式输送机的输送带损害监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带式输送机的输送带损害监测装置及方法，包括输送带、设置在输送带上方的承料体、用于支承承料体的支架、滚筒、若干托辊、以及用于固定托辊的上托辊架，上托辊架设置在输送带下方，托辊位于输送带下方且与输送带底面接触，在输送带上方安装有承料体，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，在承料体的外壳或固结于外壳的附加结构上安装有测量承料体上的某一部位运动或状态的传感器，或者在与承料体不相连接的构件上安装有测量承料体上的某一部位运动或状态的传感器。本发明灵敏性较高、误报率极低、迟滞非常短；所用设备及器件对工况的适用性极强，几乎免维护。
Description
技术领域
本发明是一种带式输送机的输送带损害监测装置及方法，属于自动化检测技术领域，该装置可应用于带式输送机上。
背景技术
带式输送机是工业生产中应用最广的运输机械。输送带发生纵向撕裂事故是最严重的输送带损害。在生产中，经常因为带式输送机所运输的物料中混有大块物料或钢材将输送胶带沿纵向划开，如果没有及时检测出来并及时停机，将使撕裂长度增加，造成巨大的经济损失。并且必须停产修复。现在市场上存在很多形式的纵向撕裂监测装置，如拦索式、压电感应式，出料口翻板式、光电式等等。这些监测保护装置的误报率及漏报率都很高，几乎都无法达到实用水平。带式输送机纵向撕裂的可靠检测成为工业界尚未解决的难题之一。
现有纵向撕裂监测装置的主要缺陷如下：
1.灵敏度不够。
例如拦索式和压电感应式，虽然该种类型结构简单，价格低，但胶带撕裂时大部分没有反应。
2.容易误发信号。
光电式受现场环境影响较大，容易误发信号导致停机，久而久之会使操作人员将该装置屏蔽掉。
3.容易卡阻。
出料口翻板式的翻板容易卡阻，不易复位，动作不灵敏，实用性不大。
4.价格昂贵。
最有效的检测装置是：在输送带中埋入感应线圈的检测系统，但其价格昂贵，并且一次撕裂切断部分线圈后整个系统几乎不能再重复使用。
5.维护量大，误报率高。
采用最新的机器视觉原理的纵向撕裂检测系统，造价高昂，在冶金及矿山等多尘工况条件下需经常维护，并且无法区分表面破损痕迹、划痕等表面轻度损伤与纵向撕裂的特征，误报率较高，对于修复过的输送带更是无法使用。
6.以上这些现有技术都是造成了较长的撕裂才检测到信号，此时已经发生了很大损失。
发明内容
本发明是带式输送机的输送带损害监测装置及方法，其目的在于解决上述现有技术中误报率高、灵敏度低无法达到实用化的问题，从而公开一种检测发生纵向撕裂初始时间出现的几种可区别于正常运行的特征，从而发出报警信号的带式输送机的输送带损害监测装置及方法。
一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带、设置在输送带上方的承料体、用于支承承料体的支架、滚筒、若干托辊、以及用于固定托辊的上托辊架，上托辊架设置在输送带下方，托辊位于输送带下方且与输送带底面接触，在输送带上方安装有承料体，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，在承料体的外壳或固结于外壳的附加结构上安装有测量承料体上的某一部位运动或状态的传感器，或者在与承料体不相连接的构件上安装有测量承料体上的某一部位运动或状态的传感器。
在上述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，所述承料体的外壳上安装有拾音器。
在上述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，在所述与承料体不相连接的构件上的传感器为位移传感器，所述位移传感器测量承料体的某一局部的位移，或在所述承料体上安装有位移传感器，在所述位移传感器的测量范围内，安装有与承料体不相连接的参照结构。
在上述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，所述的位移传感器、传感器是激光位移传感器、或涡流位移传感器、或超声波传感器、或拉线式位移传感器、或电容式位移传感器、或光栅尺位移传感器、或电磁感应位移传感器中的一种或多种的组合。
一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带、设置在输送带上方的承料体、用于支承承料体的支架、滚筒、若干托辊、以及用于固定托辊的上托辊架，上托辊架设置在输送带下方，托辊位于输送带下方且与输送带底面接触，在输送带上方安装有承料体，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，若干上托辊架固结有约束杆，所述约束杆的一端有孔，与铰轴座用铰轴连接，所述铰轴座固定，所述上托辊架的底部由测力传感器支撑，所述测力传感器固定。
在上述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，若干上托辊架刚性连接成一组托辊架组，所述托辊架组的一端有孔，与铰轴座用铰轴连接，所述铰轴座固定，所述上托辊架组的底部由测力传感器支撑，所述测力传感器固定。
一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带、设置在输送带上方的承料体、用于支承承料体的支架、滚筒、若干托辊、以及用于固定托辊的上托辊架，上托辊架设置在输送带下方，托辊位于输送带下方且与输送带底面接触，在输送带上方安装有承料体，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带的承载段和回程段之间的空间沿输送带运动方向安装有两套或两套以上激光轮廓扫描传感器，所述激光轮廓扫描传感器的检测方向斜向上，所述激光轮廓扫描传感器的数据线连接到数据分析装置，所述激光轮廓扫描传感器附近的上托辊的辊面为回转体并且其母线为曲线。
一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带、设置在输送带上方的承料体、用于支承承料体的支架、滚筒、若干托辊、以及用于固定托辊的上托辊架，上托辊架设置在输送带下方，托辊位于输送带下方且与输送带底面接触，在输送带上方安装有承料体，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带的承载段和回程段之间沿输送带运动方向安装有两套或两套以上机器视觉相机及配套光源或自带光源，所述机器视觉相机及配套光源或自带光源之间的距离至少大于一个以上上托辊架的间距，所述机器视觉相机及配套光源或自带光源的方向朝向输送带承载段的背面，所述机器视觉相机的数据连接到数据分析装置，所述机器视觉相机附近的上托辊的辊面为回转体并且其母线为曲线。
一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带、设置在输送带上方的承料体、用于支承承料体的支架、滚筒、若干托辊、以及用于固定托辊的上托辊架，上托辊架设置在输送带下方，托辊位于输送带下方且与输送带底面接触，在输送带上方安装有承料体，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带的承载段的非承载面的下方的两侧安装有激光对射光电开关。
一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带、设置在输送带上方的承料体、用于支承承料体的支架、滚筒、若干托辊、以及用于固定托辊的上托辊架，上托辊架设置在输送带下方，托辊位于输送带下方且与输送带底面接触，在输送带上方安装有承料体，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带的承载段的非承载面的下方的一侧安装有激光漫反射传感器。
在上述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，在输送带的承载段的非承载面的下方的一侧安装有激光漫反射传感器，在所述激光漫反射传感器的对面安装有挡板。
一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带、设置在输送带上方的承料体、用于支承承料体的支架、滚筒、若干托辊、以及用于固定托辊的上托辊架，上托辊架设置在输送带下方，托辊位于输送带下方且与输送带底面接触，在输送带上方安装有承料体，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，固结于所述承料体上的一个或若干个轴线相重合的铰支座与相应的固定铰支座以销钉铰接，所述承料体是料仓、或溜管、或漏斗，并且：所述销钉的轴线方向水平并垂直于输送带的运动方向，所述固定铰支座固结于基础或不动的结构上，所述承料体上的另外一个点或面或多个点或面搁置在支承点或支承面上，所述支承点或支承面固定，所述支承点或支承面限制所述承料体上的接触点或面向下相对运动，而不限制该点的其它方向的运动，在所述与承料体不相连接的构件上的传感器为位移传感器，所述位移传感器测量承料体的某一局部的位移，或在所述承料体上安装有位移传感器，在所述位移传感器的测量范围内，安装有与承料体不相连接的参照结构。
在上述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，所述的固定铰支座、铰支座的圆孔可以为开槽或刀刃—刀口的构造。
在上述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，所述的位移传感器是激光位移传感器、或涡流位移传感器、或超声波传感器、或拉线式位移传感器、或电容式位移传感器、或光栅尺位移传感器、或电磁感应位移传感器、或接近开关中的一种或多种组合。
一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：包括：
步骤1，将传感器、或传感器、或传感器的输出设定合适的报警值，并设置合适的延时，延时时长在0s～20s，
步骤2，用位移传感器或传感器或传感器测量所述承料体的局部位移、速度等运动参数，如果位移超出设定值，则发出报警信号，,传感器或传感器或传感器连接到分析及处理系统，带式输送机正常工作时，所述传感器传感器或传感器或传感器的输出在正常范围内，分析及处理系统不发出输送带的损害报警信号，当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间对输送带造成损害时，所述承料体的壳体受到远高于正常的力，会产生异于正常状况的位移、变形，传感器或传感器或传感器的输出超出设定值，延时后输出仍然超出报警值，分析及处理系统发出报警信号。
一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：
用拾音器监测所述的承料体内的声音，当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，与输送带表面摩擦，会产生异于正常的特定频率范围的音频，,拾音器的输出信号接入声音分析、处理装置，所述声音分析、处理装置检测到该特定频率范围的音频，并经合适的延时之后该特定频率范围的音频仍然存在，延时时长在0s～5s，所述声音分析、处理装置发出报警信号。
一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：在输送带的承载段和回程段之间的空间沿输送带运动方向安装两套或两套以上激光轮廓扫描传感器，将安装在上游的所述激光轮廓扫描传感器测得的曲线延时L/v与安装在中下游的所述激光轮廓扫描传感器测得的曲线相对比，(L为两套传感器安装点的距离，v是输送带的速度)，如果下游监测点检测到有新增的裂纹，判定发生纵向撕裂，分析、处理装置发出报警信号，如果上、下游的曲线与判断结果相同，则不报警。
一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：在输送带的承载段和回程段之间的空间沿输送带运动方向安装两套或两套以上机器视觉相机及配套光源或自带光源，将安装在上游的所述机器视觉相机测得的图像延时L/v与安装在中下游的所述机器视觉相机测得的图像相对比，(L为两套传感器安装点的距离，v是输送带的速度)，如果下游监测点检测到有新增的裂纹，判定发生纵向撕裂，分析、处理装置发出报警信号，如果上、下游的图像与判断结果相同，则不报警。
一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：在输送带承载段的非承载面的下方的两侧，安装有激光对射光电开关或激光漫反射传感器，当带式输送机钢丝发生断股并露出非承载面的表面并经过所述的激光光电开关或激光漫反射传感器的检测光线时，所述露头钢丝挡住或反射光线，所述激光光电开关或激光漫反射传感器输出一个脉冲信号，系统发出露丝断股报警信号。
一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：承料体与底座的一个或多个支承构造可以使承料体绕一个轴线旋转而不能相对于该轴线前后移动，所述的旋转轴线水平且垂直于输送带的运动方向，另外一个或多个支承构造使承料体能在这个构造上向上运动，而不能向下运动，用位移传感器、位置开关、接近开关等检测所述承料体的运动或位置变化，正常工作时，承料体在转轴、重力、支承构造的约束下稳定不动，所述传感器的输出在正常范围内，分析及处理系统不发出输送带的损害报警信号，当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，所述大体积或长条的异物在对所述输送带施加一个破坏力的同时对所述承料体也施加一个与所述输送带运动方向相同的作用力，所述的作用于承料体的作用力使所述的承料体绕所述的轴线旋转，所述传感器的输出超出设定值，或位置开关动作，延时(延时值可取0～20秒)后输出仍然超出报警值，分析及处理系统发出报警信号。
在上述的一种带式输送机的输送带损害监测方法，当两个或两个以上的检测装置同时发出报警信号时，本信号分析、处理系统向带式输送机的控制系统发出损害信号，停机处理。
因此，本发明与现有技术特点对比如下：
本发明具有如下优点：1)灵敏性较高，发生纵向撕裂时会在内发出报警停机信号；2)误报率极低，因输送带纵向撕裂时的本技术检测的特征值很明确并且高于背景噪声；3)迟滞非常短。0～2秒以内即可判断是否发生纵向撕裂并发出信号。具有其它形式检测装置不具备的预报警、防损伤功能。大大降低事故损失；4)所用设备及器件对工况的适用性极强，几乎免维护；5)实用性，完全达到工业现场应用级别。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图(安装位移传感器)。
图2是本发明的主视结构示意图(不包含任何传感器)。
图3是本发明的主视结构示意图(包含约束杆并安装测力传感器)。
图4是本发明的主视结构示意图(包含托辊架组并安装测力传感器)。
图5是本发明的主视结构示意图(安装激光轮廓扫描传感器)。
图6a是本发明中安装激光轮廓扫描传感器的上托辊的曲面结构示意图。
图6b是现有技术常规柱面托辊的曲面结构示意图。
图6c是图6a中柱面托辊的曲面结构示意图。
图7是本发明的主视结构示意图(安装机器视觉相机)。
图8a是本发明中安装机器视觉相机的上托辊的曲面结构示意图。
图8b是现有技术常规柱面托辊的曲面结构示意图。
图8c是图8a中柱面托辊的曲面结构示意图。
图9a是本发明的主视结构示意图(安装有激光对射光电开关)。
图9b是图9a的左视结构示意图。
图10a是本发明的主视结构示意图(安装有激光漫反射传感器)。
图10b是图10a的左视结构示意图。
图11a是本发明的主视结构示意图(安装有激光漫反射传感器，并且激光漫反射传感器对面安装有挡板)。
图11b是图11a的左视结构示意图。
图12是本发明的主视结构示意图(安装位移传感器且不含光源)。
图13是本发明的主视承料体结构示意图(包含铰支座组件)。
图14是本发明的主视承料体结构示意图(包含刀刃组件)。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，1.滚筒、2.支架、3承料体、4.输送带、5.上托辊架、6.托辊、7.传感器、8.传感器、9.构件、12.拾音器、15.位移传感器、16.参照结构、51.约束杆、52.铰轴座、53.测力传感器、55.托辊架组、56.铰轴座、57.测力传感器、70.激光轮廓扫描传感器、71.激光轮廓扫描传感器、72.数据分析装置、73.上托辊、80.机器视觉相机、81.机器视觉相机、82.光源、83.光源、84.输送带、86.上托辊、86.上托辊、99.激光对射光电开关、109.激光漫反射传感器、111.激光漫反射传感器、112.挡板、121.固定铰支座、122.铰支座、123.销钉、125.位移传感器、126.参照结构、127.承料体上的另外一个点或面、128.支承点或支承面、131.刀刃、133.刀口、158.分析及处理系统、258.声音分析、处理装置
实施例：
方案一、带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在承料体7的外壳或固结于外壳的附加结构上安装有测量运动或状态的传感器8，所述传感器8，可以是加速度传感器、速度传感器、位移传感器、振动传感器、陀螺仪、姿态传感器。正常时承料体下部悬空，上部固定，处于静止状态。当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，输送带通过卡在承料体出口的异物传递一个输送带运动方向的力，所述承料体7的壳体会产生异于正常状况的位移、变形，传感器8的输出超出设定值，延时后输出仍然超出报警值，设定延时是为了防止干扰信号引发误报分析及处理系统28发出报警信号。也可以将所述的传感器安装于承料体上，检测承料体相对于固定点的位移或振动。一般情况下，承料体的支承点在上部，卡料时下部位移及振动幅度最大，所以传感器安装在承料体的下部为优选方案。该技术方案是检测发生纵向撕裂开始时的，承料体的运动，这个运动值非常小，感官无法察觉，因此尚没有现有技术能想到用这个特征来进行输送带损伤的监测与报警。
方案二，带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在承料体7的外壳上安装有拾音器8，监测承料体中的噪音，并将该噪音接入声音分析、处理装置。正常工作状态下，承料体中的噪音只有物料与壳体摩擦、挤压的低水平的离散的噪音；当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，异物与输送带表面之间有较大的压力及相对摩擦，产生较大的、连续的、频率区别于正常的噪音，所述声音分析、处理装置检测到该特定频率范围的音频，并经合适的延时之后该特定频率范围的音频仍然存在，延时时长在0s～5s，所述声音分析、处理装置发出报警信号。这个特征音频仅传播于承料体内部，感官无法察觉，因此尚没有现有技术能想到用这个特征来进行输送带损伤的监测与报警。
方案三，带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，支架8固结于相对所述承料体7不动的、不相连的构件所述的上，其上安装有位移传感器10，所述位移传感器10测量承料体7的位移，或在所述承料体7上安装有位移传感器，在所述位移传感器的测量范围内，安装有相对于所述承料体7不动的参照结构。正常时承料体下部悬空，上部固定，处于静止状态。当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，输送带通过卡在承料体出口的异物传递一个输送带运动方向的力，所述承料体7的壳体会产生异于正常状况的位移、变形，传感器8的输出超出设定值，延时后输出仍然超出报警值，设定延时是为了防止干扰信号引发误报分析及处理系统28发出报警信号。也可以将所述的传感器安装于承料体上，检测承料体相对于固定点的位移。一般情况下，承料体的支承点在上部，卡料时下部位移及振动幅度最大，所以传感器安装在承料体的下部为优选方案。该技术方案是检测发生纵向撕裂开始时的，承料体的运动，这个运动值非常小，感官无法察觉，因此尚没有现有技术能想到用这个特征来进行输送带损伤的监测与报警。相比之下，现有的在承料体下出口前方安装有翻板的技术存在如下缺陷：1转轴容易积粉而失效；2容易发生误动作；3翻板与侧板之间的间隙容易卡料，从而翻板失去转动功能；4如果承料体出口需要安装闸门等部件，则翻板无法安装。正因为上述几条原因，翻板检测技术无法达到实用化。而本发明在承料体出口不存在相对运动的零部件，所以没有上述缺陷。
方案四，以上带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：所述的位移传感器可以是激光位移传感器、涡流位移传感器、超声波传感器、拉线式位移传感器、电容式位移传感器、光栅尺位移传感器、电磁感应位移传感器等等。以上传感器都是测量精度比较高的传感器，适合于在此技术中应用。并且这些传感器都是以前没有用于该场合、该设备、该用途的。
方案五，带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，上托辊架12固结有约束杆13，所述约束杆13的一端有孔，与铰轴座15用铰轴连接，所述铰轴座15固定，所述上托辊架12的底部由测力传感器16支撑，所述测力传感器16固定。当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，异物向输送带施加一个很大的力，这个力的水平超出正常工作的压力很多，通过检测到这个超出正常的力就可以判断有异物卡在出料口。现有的压力检测装置为多个上托辊支架安装于一个浮动床上，浮动床下有4个称重传感器，与此技术相比，本技术方案具有结构简单、造价低、维护简单、故障率低的优点，实用性更强。
方案六，输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，两个或两个以上的上托辊架12连接成一组托辊架组17，所述托辊架组17的一端有孔，与铰轴座15用铰轴连接，所述铰轴座18固定，所述上托辊架组17的底部由测力传感器18支撑，所述测力传感器18固定。本方案是方案五的多支架版。
方案七，带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在输送带的承载段和回程段之间的空间沿输送带运动方向安装有两套或两套以上激光轮廓扫描传感器20，所述激光轮廓扫描传感器20的间距至少大于两个上托辊支架之间的距离，所述激光轮廓扫描传感器20的检测方向斜向上，所述激光轮廓扫描传感器20的数据连接到数据分析装置，所述激光轮廓扫描传感器附近的托辊4的辊面为回转体并且其母线为曲线。现有的激光轮廓扫描传感器具有检测表面精度高的优点，但是有时在输送带的非承载面有一些划痕会被误判为纵向撕裂的裂纹；发生纵向撕裂时，因为划开的两半输送带有向对称中心的力，所以裂缝会自动压紧，特征不明显而难于检测；如果以前发生过纵向撕裂并且以机械连接打卡子的方法进行修复，则检测系统会因误判而发出警报造成频繁停机。针对上述缺陷，采用前后两组或多组检测系统，以上游的检查结果为基础，如果下游相对于上游的检测有新的裂纹产生，则毫无疑问在两组检测系统之间发生了纵向撕裂事故；如果上游与下游同时检测到裂纹，则判定为陈旧、修复后的裂纹，不发出停机信号。采用曲线型托辊使输送带的槽型为曲线，使裂纹在非承载面形成一个开口，大大增加特征的明显性，降低漏报率。
方案八，带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在输送带的承载段和回程段之间沿输送带运动方向安装有两套或两套以上机器视觉相机22，及配套光源23或自带光源，所述机器视觉相机22及配套光源23或自带光源之间的距离至少大于两个上托辊支架之间的距离，所述机器视觉相机22及配套光源23或自带光源的方向朝向输送带承载段的背面，所述机器视觉相机22的数据连接到数据分析装置，所述机器视觉相机附近的托辊4的辊面为回转体并且其母线为曲线。现有的机器视觉传感器具有检出准确率高的优点，但是有时在输送带的非承载面有一些划痕会被误判为纵向撕裂的裂纹；发生纵向撕裂时，因为划开的两半输送带有向对称中心的力，所以裂缝会自动压紧，特征不明显而难于检测；如果以前发生过纵向撕裂并且以机械连接打卡子的方法进行修复，则检测系统会因误判而发出警报造成频繁停机。针对上述缺陷，采用前后两组或多组检测系统，以上游的检查结果为基础，如果下游相对于上游的检测有新的裂纹产生，则毫无疑问在两组检测系统之间发生了纵向撕裂事故；如果上游与下游同时检测到裂纹，则判定为陈旧、修复后的裂纹，不发出停机信号。采用曲线型托辊使输送带的槽型为曲线，使裂纹在非承载面形成一个开口，大大增加特征的明显性，降低漏报率。
方案九，带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在输送带的承载段的非承载面的下方的两侧安装有激光对射光电开关25。有时钢丝绳输送带会发生断股现象，钢丝绳绳头露出输送带的非承载面，如果不及时处理，绳头缠绕在滚筒或托辊上，造成纵向撕裂。本技术方案就是检测露出非承载面的绳头，绳头运动到传感器检测光线的位置时，遮挡光线，传感器发出露头信号。
方案十，带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在输送带的承载段的非承载面的下方的一侧安装有激光漫反射传感器27。有时钢丝绳输送带会发生断股现象，钢丝绳绳头露出输送带的非承载面，如果不及时处理，绳头缠绕在滚筒或托辊上，造成纵向撕裂。本技术方案就是检测露出非承载面的绳头，绳头运动到传感器检测光线的位置时，反射光线，传感器发出露头信号。也可以在所述激光漫反射传感器27的对面安装有挡板28，防止外界干扰。
方案十一，一种带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，所述承料体7的一点或一点以上与铰轴座铰接，如果为多点，这些铰接的转轴轴线重合，方向水平并垂直于输送带的运动方向，铰轴座固结于基础或不动的结构上，所述承料体7上的另外一个点或面或多个点或面搁置在支承点或面上，所述支承点或面固定，所述支承点或面限制所述承料体7上的点或面向下相对运动，而不限制其它方向的运动，在与所述承料体7不相连的构造上安装有位移传感器，或在所述承料体7上安装有位移传感器，在所述位移传感器的测量范围内，安装有相对于所述承料体7不动的参照结构。正常工作时承料体下部悬空，上部由铰轴结构、支承点、重力的作用下处于静止状态。当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，输送带通过卡在承料体出口的异物传递一个输送带运动方向的力，所述承料体7的底部在这个力的作用下向前位移，整个承料体绕所述铰轴座旋转，所述传感器用于检测这个位移，也可以在其它部位安装传感器，检测其它部位的位移。相比于方案三的承料体固定的结构，本方案的下部位移量较大，可以大大增加检测的可靠性并且误报率大大减少。传感器的输出超出设定值，延时后输出仍然超出报警值，设定延时是为了防止干扰信号引发误报分析及处理系统28发出报警信号。也可以将所述的传感器安装于承料体上，检测承料体相对于固定点的位移。一般情况下，承料体的支承点在上部，卡料时下部位移幅度最大，所以传感器安装在承料体的下部为优选方案。该技术方案是检测发生纵向撕裂开始时的，承料体的运动，这个运动值非常小，感官无法察觉，因此尚没有现有技术能想到用这个特征来进行输送带损伤的监测与报警。相比之下，现有的在承料体下出口前方安装有翻板的技术存在如下缺陷：1转轴容易积粉而失效；2容易发生误动作；3翻板与侧板之间的间隙容易卡料，从而翻板失去转动功能；4如果承料体出口需要安装闸门等部件，则翻板无法安装。正因为上述几条原因，翻板检测技术无法达到实用化。而本发明在承料体出口不存在相对运动的零部件，所以没有上述缺陷。所述的铰轴连接可以有多个替代方案，例如：为便于安装，可以采用刀刃刀口结构，或铰轴座开口等。只要是限制承料体的水平移动而不限制承料体的转动的方案都在本专利保护范围。
进一步，方案十一所述的位移传感器可以是激光位移传感器、涡流位移传感器、超声波传感器、拉线式位移传感器、电容式位移传感器、光栅尺位移传感器、电磁感应位移传感器、接近开关等等。
方案十二，带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：用位移传感器测量所述承料体的局部位移，如果位移超出设定值，则发出报警信号，权利要求1所述的传感器8连接到分析及处理系统28，将所述传感器8的输出设定合适的报警值，并设置合适的延时，延时时长在0s～5s，带式输送机正常工作时，所述传感器8的输出在正常范围内，分析及处理系统28不发出输送带的损害报警信号，当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间对输送带造成损害时，所述承料体7的壳体受到远高于正常的力，会产生异于正常状况的位移、变形，传感器8的输出超出设定值，延时后输出仍然超出报警值，分析及处理系统28发出报警信号。
方案十三，带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：用拾音器监测所述的承料体内的声音，当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，与输送带表面摩擦，会产生异于正常的特定频率范围的音频，权利要求2所述的拾音器的输出信号接入声音分析、处理装置，所述声音分析、处理装置检测到该特定频率范围的音频，并经合适的延时之后该特定频率范围的音频仍然存在，延时时长在0s～5s，所述声音分析、处理装置发出报警信号。
方案十四，带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：在输送带的承载段和回程段之间的空间沿输送带运动方向安装两套或两套以上激光轮廓扫描传感器，将安装在上游的所述激光轮廓扫描传感器测得的曲线与安装中下游的所述激光轮廓扫描传感器延时L/v(L为两套传感器安装点的距离，v是输送带的速度)测得的曲线进行对比，如果下游监测点检测到有新增的裂纹，判定发生纵向撕裂，分析、处理装置发出报警信号。在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在输送带的承载段和回程段之间沿输送带运动方向安装有两套或两个以上激光轮廓扫描传感器20，所述激光轮廓扫描传感器20的间距至少大于两个上托辊支架之间的距离，所述激光轮廓扫描传感器20的检测方向斜向上，所述激光轮廓扫描传感器20的数据连接到数据分析装置，所述托辊4的辊面为回转体并且其母线为曲线。
方案十五，带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：在输送带的承载段和回程段之间的空间沿输送带运动方向安装两套或两套以上激光轮廓扫描传感器，将安装在上游的所述激光轮廓扫描传感器测得的曲线与安装中下游的所述激光轮廓扫描传感器延时L/v(L为两套传感器安装点的距离，v是输送带的速度)测得的曲线进行对比，如果下游监测点检测到有新增的裂纹，判定发生纵向撕裂，分析、处理装置发出报警信号。一种带式输送机的输送带损害监测装置，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在输送带的承载段和回程段之间沿输送带运动方向安装有两套或两套以上机器视觉相机22，及配套光源23或自带光源，所述机器视觉相机22及配套光源23或自带光源之间的距离至少大于两个上托辊支架之间的距离，所述机器视觉相机22及配套光源23或自带光源的方向朝向输送带承载段的背面，所述机器视觉相机22的数据连接到数据分析装置，所述机器视觉相机附近的托辊4的辊面为回转体并且其母线为曲线。
方案十六，带式输送机的钢丝露头检测方法，其特征是：在输送带承载段的非承载面的下方的两侧，安装有激光对射光电开关，当带式输送机钢丝发生断股并露出非承载面的表面并经过所述的激光光电开关的检测光线时，所述露头钢丝挡住光线，所述激光光电开关输出一个脉冲信号，该脉冲信号即是钢丝露头报警信号，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在上输送带的下表面的两侧安装有激光对射光电开关25。
方案十七，带式输送机的钢丝露头检测方法，其特征是：在输送带承载段的非承载面的下方的两侧，安装有激光漫反射传感器，当带式输送机钢丝发生断股并露出非承载面的表面并经过所述的激光漫反射传感器的检测光线时，激光光线照射到露头钢丝，所述激光漫反射传感器输出一个脉冲信号，该脉冲信号即是钢丝露头报警信号，包括输送带1、支架2、滚筒3、托辊4等，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，在上输送带的下表面的一侧安装有激光漫反射传感器27。
方案十八，带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：在输送带上方安装有承料体7，所述承料体7可以是料仓、溜管、漏斗等，承料体与底座的一个或多个连接构造可以使承料体绕一个轴线旋转而不能相对于该轴线前后移动，所述的旋转轴线垂直于输送带的运动方向，另外一个或多个支承构造使承料体能在这个构造上向上运动，而不能向下运动，用位移传感器、位置开关、接近开关等检测所述承料体相对于不动构件的运动或位置，正常工作时，承料体在转轴、重力、支承构造的约束下稳定不动，所述传感器的输出在正常范围内，分析及处理系统不发出输送带的损害报警信号，当有大体积或长条的异物卡在承料体出口与输送带之间时，所述大体积或长条的异物在对所述输送带施加一个破坏力的同时对所述承料体也施加一个与所述输送带运动方向相同的作用力，所述的作用于承料体的作用力使所述的承料体绕所述转轴线旋转，所述传感器的输出超出设定值，或位置开关动作，延时后输出仍然超出报警值，分析及处理系统发出报警信号。
方案十九，带式输送机的损害监测装置，其特征是：包括权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所述的损害监测装置及输送带打滑检测装置中的两种或两种以上组合安装，其信号输入信号分析、处理系统，当两个或两个以上的检测装置同时发出报警信号时，本信号分析、处理系统向带式输送机的控制系统发出损害信号，停机处理。
说明：1现有技术都是发生纵向撕裂事故后一定时间才能检测出来并报警，以上的发明除方案7、8、14、15外，在纵向撕裂起始阶段就可以检测到特征信号，可大大降低设备损失及生产损失。
2以上所有发明中，所述的传感器及分析处理系统，也可以应用传感器与分析处理装置集成为一体的器件。
3在进行结构及细节的改变后，只要原理与本技术相同，都属于本发明的保护范围。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (21)
1.一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带(4)、设置在输送带(4)上方的承料体(3)、用于支承承料体(3)的支架(2)、滚筒(1)、若干托辊(6)、以及用于固定托辊(6)的上托辊架(5)，上托辊架(5)设置在输送带(4)下方，托辊(6)位于输送带(4)下方且与输送带(4)底面接触，在输送带(4)上方安装有承料体(3)，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，在承料体(3)的外壳或固结于外壳的附加结构上安装有测量承料体(3)上的某一部位运动或状态的传感器(7)，或者在与承料体(3)不相连接的构件(9)上安装有测量承料体(3)上的某一部位运动或状态的传感器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种带式输送机的输送带(4)损害监测装置，其特征是：所述承料体(3)的外壳上安装有拾音器(12)。
3.根据权利要求1所述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：在所述与承料体(3)不相连接的构件(9)上的传感器(8)为位移传感器，所述位移传感器(8)测量承料体(3)的某一局部的位移，或在所述承料体(3)上安装有位移传感器(15)，在所述位移传感器的测量范围内，安装有与承料体(3)不相连接的参照结构(16)。
4.根据权利要求3所述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：所述的位移传感器(7)、传感器(8)是激光位移传感器、或涡流位移传感器、或超声波传感器、或拉线式位移传感器、或电容式位移传感器、或光栅尺位移传感器、或电磁感应位移传感器中的一种或多种的组合。
5.一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带(4)、设置在输送带(4)上方的承料体(3)、用于支承承料体(3)的支架(2)、滚筒(1)、若干托辊(6)、以及用于固定托辊(6)的上托辊架(5)，上托辊架(5)设置在输送带(4)下方，托辊(6)位于输送带(4)下方且与输送带(4)底面接触，在输送带(4)上方安装有承料体(3)，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，若干上托辊架(5)固结有约束杆(51)，所述约束杆(51)的一端有孔，与铰轴座(52)用铰轴连接，所述铰轴座(52)固定，所述上托辊架(5)的底部由测力传感器(53)支撑，所述测力传感器(53)固定在机架上。
6.根据权利要求5所述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：若干上托辊架(5)刚性连接成一组托辊架组(55)，所述托辊架组(55)的一端有孔，与铰轴座(56)用铰轴连接，所述铰轴座(56)固定，所述上托辊架组(55)的底部由测力传感器(57)支撑，所述测力传感器(57)固定在机架上。
7.一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带(4)、设置在输送带(4)上方的承料体(3)、用于支承承料体(3)的支架(2)、滚筒(1)、若干托辊(6)、以及用于固定托辊(6)的上托辊架(5)，上托辊架(5)设置在输送带(4)下方，托辊(6)位于输送带(4)下方且与输送带(4)底面接触，在输送带(4)上方安装有承料体(3)，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带(4)的承载段和回程段之间的空间沿输送带(4)运动方向安装有两套或两套以上激光轮廓扫描传感器(70)、(71)，所述激光轮廓扫描传感器(70)、(71)的检测方向斜向上，所述激光轮廓扫描传感器(70)、(71)的数据线连接到数据分析装置(72)，所述激光轮廓扫描传感器附近的上托辊(73)的辊面为回转体并且其母线为曲线。
8.一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带(4)、设置在输送带(4)上方的承料体(3)、用于支承承料体(3)的支架(2)、滚筒(1)、若干托辊(6)、以及用于固定托辊(6)的上托辊架(5)，上托辊架(5)设置在输送带(4)下方，托辊(6)位于输送带(4)下方且与输送带(4)底面接触，在输送带(4)上方安装有承料体(3)，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带(4)的承载段和回程段之间沿输送带(4)运动方向安装有两套或两套以上机器视觉相机(80)、(81)及配套光源(82)、(83)或自带光源，所述机器视觉相机(80)、(81)及配套光源(82、(83)或自带光源之间的距离至少大于一个以上上托辊架(85)的间距，所述机器视觉相机(80)、(81)及配套光源(82)、(83)或自带光源的方向朝向输送带(84)承载段的背面，所述机器视觉相机(80)、(81)的数据连接到数据分析装置，所述机器视觉相机(80)、(81)附近的上托辊(86)的辊面为回转体并且其母线为曲线。
9.一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带(4)、设置在输送带(4)上方的承料体(3)、用于支承承料体(3)的支架(2)、滚筒(1)、若干托辊(6)、以及用于固定托辊(6)的上托辊架(5)，上托辊架(5)设置在输送带(4)下方，托辊(6)位于输送带(4)下方且与输送带(4)底面接触，在输送带(4)上方安装有承料体(3)，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带(4)的承载段的非承载面的下方的两侧安装有激光对射光电开关(99)。
10.一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带(4)、设置在输送带(4)上方的承料体(3)、用于支承承料体(3)的支架(2)、滚筒(1)、若干托辊(6)、以及用于固定托辊(6)的上托辊架(5)，上托辊架(5)设置在输送带(4)下方，托辊(6)位于输送带(4)下方且与输送带(4)底面接触，在输送带(4)上方安装有承料体(3)，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带(4)的承载段的非承载面的下方的一侧安装有激光漫反射传感器(109)。
11.根据权利要求10所述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带(4)、设置在输送带(4)上方的承料体(3)、用于支承承料体(3)的支架(2)、滚筒(1)、若干托辊(6)、以及用于固定托辊(6)的上托辊架(5)，上托辊架(5)设置在输送带(4)下方，托辊(6)位于输送带(4)下方且与输送带(4)底面接触，在输送带(4)上方安装有承料体(3)，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，在输送带(4)的承载段的非承载面的下方的一侧安装有激光漫反射传感器(111)，在所述激光漫反射传感器(111)的对面安装有挡板(112)。
12.一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：包括输送带(4)、设置在输送带(4)上方的承料体(3)、用于支承承料体(3)的支架(2)、滚筒(1)、若干托辊(6)、以及用于固定托辊(6)的上托辊架(5)，上托辊架(5)设置在输送带(4)下方，托辊(6)位于输送带(4)下方且与输送带(4)底面接触，在输送带(4)上方安装有承料体(3)，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，固结于承料体(3)上的一个或若干个轴线相重合的铰支座(122)与相应的固定铰支座(121)以销钉(123)铰接，所述承料体(3)是料仓、或溜管、或漏斗，并且：所述销钉(123)的轴线方向水平并垂直于输送带(4)的运动方向，所述固定铰支座(121)固结于基础或不动的结构上，所述承料体(3)上的另外一个点或面(127)或多个点或面搁置在支承点或支承面(128)上，所述支承点或支承面(128)固定，所述支承点或支承面(128)限制所述承料体(3)上的接触点或面(127)向下相对运动，而不限制该点的其它方向的运动，在所述与承料体(3)不相连接的构件(9)上的传感器(8)为位移传感器，所述位移传感器(8)测量承料体(3)的某一局部的位移，或在所述承料体(3)上安装有位移传感器(125)，在所述位移传感器(125)的测量范围内，安装有与承料体(3)不相连接的参照结构(126)。
13.根据权利要求12所述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：所述的固定铰支座(121)、铰支座(122)的圆孔可以为开槽或刀刃—刀口的构造。
14.根据权利要求12所述的一种带式输送机的输送带损害监测装置，其特征是：所述的位移传感器是激光位移传感器、或涡流位移传感器、或超声波传感器、或拉线式位移传感器、或电容式位移传感器、或光栅尺位移传感器、或电磁感应位移传感器、或接近开关中的一种或多种组合。
15.一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：包括
步骤1，将传感器(7)、或传感器(8)、或传感器(15)的输出设定合适的报警值，并设置合适的延时，延时时长在0s～20s，
步骤2，用位移传感器(8)或传感器(7)或传感器(15)测量所述承料体(3)的局部位移、速度等运动参数，如果位移超出设定值，则发出报警信号，,传感器(8)或传感器(7)或传感器(15)连接到分析及处理系统(158)，带式输送机正常工作时，所述传感器传感器(8)或传感器(7)或传感器(15)的输出在正常范围内，分析及处理系统(158)不发出输送带(4)的损害报警信号，当有大体积或长条的异物卡在承料体(3)出口与输送带(4)之间对输送带(4)造成损害时，所述承料体(3)的壳体受到远高于正常的力，会产生异于正常状况的位移、变形，传感器(8)或传感器(7)或传感器(15)的输出超出设定值，延时后输出仍然超出报警值，分析及处理系统(158)发出报警信号。
16.一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：具体是用拾音器监测所述的承料体(3)内的声音，当有大体积或长条的异物卡在承料体(3)出口与输送带(4)之间时，与输送带(4)表面摩擦，会产生异于正常的特定频率范围的音频，,拾音器的输出信号接入声音分析、处理装置(258)，所述声音分析、处理装置(258)检测到该特定频率范围的音频，并经合适的延时之后该特定频率范围的音频仍然存在，延时时长在0s～5s，所述声音分析、处理装置(258)发出报警信号。
17.一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：包括
步骤1，在输送带(4)的承载段和回程段之间的空间沿输送带(4)运动方向安装两套或两套以上激光轮廓扫描传感器(70)、(71),；
步骤2将安装在上游的所述激光轮廓扫描传感器(70)测得的曲线延时L/v与安装在中下游的所述激光轮廓扫描传感器(71)测得的曲线相对比，(L为两套传感器安装点的距离，v是输送带(4)的速度)，如果下游监测点检测到有新增的裂纹，判定发生纵向撕裂，分析、处理装置(72)发出报警信号，如果上、下游的曲线与判断结果相同，则不报警。
18.一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：包括
步骤1，在输送带(4)的承载段和回程段之间的空间沿输送带(4)运动方向安装两套或两套以上机器视觉相机(80)、(81)及配套光源(82)、(83)或自带光源；
步骤2，将安装在上游的所述机器视觉相机(80)测得的图像延时L/v与安装在中下游的所述机器视觉相机(81)测得的图像相对比，(L为两套传感器安装点的距离，v是输送带(4)的速度)，如果下游监测点检测到有新增的裂纹，判定发生纵向撕裂，分析、处理装置(72)发出报警信号，如果上、下游的图像与判断结果相同，则不报警。
19.一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：包括
步骤1，在输送带(4)承载段的非承载面的下方的两侧，安装有激光对射光电开关(99)或激光漫反射传感器(109),；
步骤2，当带式输送机钢丝发生断股并露出非承载面的表面并经过所述的激光光电开关(99)或激光漫反射传感器(109)的检测光线时，所述露头钢丝挡住或反射光线，所述激光光电开关(99)或激光漫反射传感器(109)输出一个脉冲信号，系统发出露丝断股报警信号。
20.一种带式输送机的输送带损害监测方法，其特征是：
步骤1，承料体(3)与底座的一个或多个支承构造可以使承料体(3)绕一个轴线旋转而不能相对于该轴线前后移动，所述的旋转轴线水平且垂直于输送带(4)的运动方向，另外一个或多个支承构造使承料体(3)能在这个构造上向上运动，而不能向下运动,；
步骤2，用位移传感器、位置开关、接近开关等检测所述承料体(3)的运动或位置变化，正常工作时，承料体(3)在转轴、重力、支承构造的约束下稳定不动，所述传感器的输出在正常范围内，分析及处理系统不发出输送带(4)的损害报警信号，当有大体积或长条的异物卡在承料体(3)出口与输送带(4)之间时，所述大体积或长条的异物在对所述输送带(4)施加一个破坏力的同时对所述承料体(3)也施加一个与所述输送带(4)运动方向相同的作用力，所述的作用于承料体(3)的作用力使所述的承料体(3)旋转，所述传感器的输出超出设定值，或位置开关动作，延时后输出仍然超出报警值，分析及处理系统发出报警信号，延时值取0～20秒。
21.根据权利要求15至20任一权利要求所述的一种带式输送机的输送带(4)损害监测方法，其特征是：当两个或两个以上的检测装置同时发出报警信号时，本信号分析、处理系统向带式输送机的控制系统发出损害信号，停机处理。
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