CN111510676A - 一种实时监测磨机充填率的视频系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿山设备领域，具体涉及一种实时监测磨机充填率的视频系统，所述视频系统设置在溜料槽朝向磨机一端的上部，包括相机、保护装置、冲洗装置和远程计算机，保护装置通过连接件固定在料溜槽上部的背面，保护装置朝向磨机的一端设有供长波通过的玻璃窗，相机采用长波辐射工业相机，相机设置在保护装置内，相机的镜头朝向玻璃窗，实时采集磨机内部的视频信息，并通过线缆采用网络通讯协议将采集的视频信息发送给远程计算机，冲洗装置包括压缩空气管路和清洁水管路，压缩空气管路和清洁水管路分别设置在保护装置上，用于清洗玻璃窗，无须停机即可实时在线采集磨机内部的充填率数据，保证磨机的正常生产。

Description

一种实时监测磨机充填率的视频系统

技术领域

本发明属于矿山设备领域，具体涉及一种实时监测磨机充填率的视频系统。

背景技术

磨机作为矿山企业的重要设备，主要用于矿石的碎磨工段。矿石由磨机进料端的溜料槽进入磨机，磨机内为密闭空间，富含粉尘、水汽，工况恶劣，导致磨机的内部状况很难观测到，磨机内部的充填率不能及时反馈给中控人员，如果操作不当，很容易导致磨机涨肚、欠负荷空砸衬板等现象。涨肚将会导致停机，必须对磨机的内部进行处理后才可重新生产；空砸衬板将会加剧衬板的磨损，甚至导致衬板断裂，严重影响矿企的正常生产，给矿企造成经济损失。

因此如何及时获得磨机内部的状况数据，是很多矿企一直难以解决的问题。

发明内容

为了解决背景技术中问题，本发明公开一种实时监测磨机充填率的视频系统，包括相机、保护装置、冲洗装置和远程计算机，无须停机即可实时在线采集磨机内部的充填率数据，保证磨机的正常生产。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种实时监测磨机充填率的视频系统，所述视频系统设置在溜料槽朝向磨机一端的上部，包括相机、保护装置、冲洗装置和远程计算机，保护装置通过紧固件固定在料溜槽上部的背面，保护装置朝向磨机的一端设有供长波通过的玻璃窗，相机采用长波辐射工业相机，相机设置在保护装置内，相机的镜头朝向玻璃窗，实时采集磨机内部的视频信息，并通过线缆采用网络通讯协议将采集的视频信息发送给远程计算机，冲洗装置包括压缩空气管路和清洁水管路，压缩空气管路和清洁水管路分别设置在保护装置上，用于清洗玻璃窗。

进一步的，相机是长波红外热成像相机。

进一步的，保护装置包括防护罩、观察门、驱动机构和相机保护工装，在溜料槽朝向磨机一端的上部设有开口，在开口朝向磨机的一侧吻合设置有观察门，在开口远离磨机的一侧设置有防护罩，观察门通过铰接轴与溜料槽的槽壁铰接连接，防护罩和观察门共同形成一个能够开合的密闭空间，观察门在驱动机构作用下相对铰接轴转动开合密闭空间，在该密闭空间内沿溜料槽的轴向设置有相机保护工装，相机保护工装通过连接件固定在料溜槽上部的背面，相机保护工装是中空结构且其朝向磨机的一端设有锗玻璃窗，相机设置在相机保护工装的空腔内，且相机的镜头朝向锗玻璃窗。

进一步的，相机保护工装是中空圆柱结构，圆柱朝向磨机的一端设有锗玻璃窗，圆柱远离磨机的一端设有可拆卸的后盖，在圆柱的外圆面上设有供压缩空气管路和清洁水管路穿过的通孔，压缩空气管路的进气端和清洁水管路的进水端分别穿过防护罩通过管道与进料小车外的气源和水源对应连接，压缩空气管路的出气端和清洁水管路的出水端分别朝向锗玻璃窗，在圆柱的后盖上设有供数据线管路和电源线管路穿过的穿孔，相机通过数据线管路与远程计算机进行数据传输，驱动机构通过电源线管路与外界电源连接。

进一步的，观察门和铰接轴之间通过连杆连接，铰接轴的一端与驱动电机连接，远程计算机通过线缆采用通讯协议控制驱动电机的启停，驱动电机驱动铰接轴转动，铰接轴转动通过连杆带动观察门相对铰接轴转动开合密闭空间。

进一步的，在观察门上与溜料槽接触的位置设置有密封橡胶。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明装置设置在溜料槽朝向磨机一端的上部，采用长波辐射工业相机采集磨机内热成像图片，长波辐射工业相机采用网络通讯协议通过线缆将图像发送给远程计算机，远程计算机根据接收到的热成像图片，将图像转换为灰度图像，通过图像分割算法提取图像的特征，计算出不同物体的边界，然后根据边界计算出磨机内部的物料充填率，无须停机即可实时在线采集磨机内部的充填率数据，保证磨机的正常生产；

2.本发明装置中设置有保护装置、冲洗装置，保护装置保护相机免受矿石和钢球的冲击碰撞，冲洗装置冲洗锗玻璃窗，使拍摄的数据准确可靠，减少干扰；

3.本发明装置中观察门采用电机驱动，实现观察门的远程遥控开关，减少了人工进入磨机内部打开观察门的风险，不使用时可以将观察门关闭，避免磨机内粉尘和水汽导致装置的损耗，提高装置的使用年限。

附图说明

图1是本发明的安装位置示意图；

图2是本发明打开观察门时结构示意图一；

图3是本发明打开观察门时结构示意图二；

图4是本发明中相机保护工装的立体结构示意图；

图5是本发明中相机保护工装的侧视结构示意图；

上述图中：1-进料小车；2-溜料槽；3-视频系统；3.1-观察门；3.2-密封橡胶；3.3-连杆；3.4-相机保护工装；3.5-压缩空气管路；3.6-清洁水管路；3.7-数据线管路；3.8-电源线管路；3.9-工装连接支架；3.10-驱动电机；3.11-铰接轴；3.12-工装连接板；3.13-锗玻璃窗；3.14-后盖；4-磨机。

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。

结合附图1-5详细阐述本发明一种实时监测磨机充填率的视频系统，需要说明的是，为便于观察，附图1中将磨机4剖切，图2、图3中为观察方便均将防护罩去除，所述视频系统3设置在进料小车1和磨机4之间溜料槽2朝向磨机4一端的上部，因此该视频系统不会受到矿石和钢球的冲击碰撞，不会影响生产，无须停机即可实时在线采集数据，包括相机、保护装置、冲洗装置和远程计算机，保护装置通过紧固件固定在料溜槽2上部的背面，保护装置朝向磨机4的一端设有供长波通过的玻璃窗，相机采用长波辐射工业相机，相机设置在保护装置内，相机的镜头朝向玻璃窗，实时采集磨机4内部的视频信息，并通过线缆采用网络通讯协议将采集的视频信息发送给远程计算机，冲洗装置包括压缩空气管路3.5和清洁水管路3.6，压缩空气管路3.5和清洁水管路3.6分别穿设在保护装置上，用于清洗玻璃窗。

相机是长波红外热成像相机，抗干扰能力强，可以在富含粉尘、水汽的恶劣工况下正常工作，磨机4内部的水、矿石、钢球和磨机本体的温度不一样，辐射的红外波长也不一样，采用长波辐射工业相机可以准确的拍摄到热成像图片，能够很好的分辨出各个不同的物体。

保护装置包括防护罩、观察门3.1、驱动机构和相机保护工装3.4，在溜料槽2朝向磨机4一端的上部设有开口，在开口朝向磨机4的一侧吻合设置有观察门3.1，在开口远离磨机4的一侧设置有防护罩，观察门3.1通过铰接轴3.11与溜料槽2的槽壁铰接连接，防护罩和观察门3.1共同形成一个能够开合的密闭空间，观察门3.1在驱动机构作用下相对铰接轴3.11转动开合密闭空间，在该密闭空间内沿溜料槽2的轴向设置有相机保护工装3.4，相机保护工装3.4通过连接件固定在溜料槽2上部的背面，相机保护工装3.4是中空结构且其朝向磨机4的一端设有锗玻璃窗3.13，相机设置在相机保护工装3.4的空腔内，且相机的镜头朝向锗玻璃窗3.13。

相机保护工装3.4是中空圆柱结构，圆柱朝向磨机4的一端设有锗玻璃窗3.13，圆柱远离磨机4的一端设有后盖3.14，在圆柱的外圆面上连接有工装连接板3.12，工装连接板3.12通过工装连接支架3.9固定在料溜槽2上部的背面，在圆柱的外圆面上设有供压缩空气管路3.5和清洁水管路3.6穿过的通孔，压缩空气管路3.5的进气端和清洁水管路3.6的进水端分别穿过防护罩通过管道与进料小车外的气源和水源对应连接，压缩空气管路3.5的出气端和清洁水管路3.6的出水端分别朝向锗玻璃窗3.13，此处需要说明的是，优选在压缩空气管路3.5 和清洁水管路3.6上设置电磁阀，远程计算机通过控制电磁阀控制压缩空气管路3.5 和清洁水管路3.6定期冲洗锗玻璃窗3.13，保持锗玻璃窗3.13的清洁，使拍摄的数据准确可靠，减少干扰，在圆柱的后盖3.14上设有供数据线管路3.7和电源线管路3.8穿过的穿孔，相机通过数据线管路3.7与远程计算机进行数据传输，驱动机构通过电源线管路3.8与外界电源连接，此处需要说明的是，优选压缩空气管路3.5、清洁水管路3.6、数据线管路3.7和电源线管路3.8均采用快速接头结构，可以方便的快速组装完毕。

观察门3.1和铰接轴3.11通过连杆3.3连接，铰接轴3.11的一端与驱动电机3.10连接，驱动电机3.10配置减速器，远程计算机通过线缆采用网络通讯协议控制驱动电机3.10的启停，驱动电机3.10驱动铰接轴3.11转动，铰接轴3.11转动通过连杆3.3带动观察门3.1相对铰接轴3.11转动开关密闭空间，实现观察门3.1的远程遥控开闭，减少人工进入磨机4内部打开观察门3.1的风险。

在观察门3.1上与溜料槽2接触的位置设置有密封橡胶3.2，避免磨机4内粉尘、水汽等进入防护罩和观察门3.1共同形成的密闭空间，为本发明的视频系统提供可靠保护。

本发明工作过程如下：

1、正常使用时，通过远程计算机控制将观察门3.1打开，如图2、图3所示；

2、长波辐射工业相机通过线缆采用网络通讯协议将热成像图像发送给远程计算机；

3、远程计算机接收到工业相机的热成像图片，将图像转换为灰度图像，通过图像分割算法提取图像的特征，计算出不同物体的边界，然后根据边界计算出磨机4内部的物料充填率。

4、当不使用视频系统时，通过远程计算机将观察门3.1关闭，如图1所示；

5、定期开启压缩空气管路3.5 和清洁水管路3.6的冲洗锗玻璃窗3.13，保持锗玻璃窗3.13的清洁，使拍摄的数据准确可靠，减少干扰。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”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，本发明中，还需要说明的是，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型连接，也可以是机械连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以通过具体情况理解术语在本实用中的具体含义。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种实时监测磨机充填率的视频系统，其特征是：所述视频系统设置在溜料槽朝向磨机一端的上部，包括相机、保护装置、冲洗装置和远程计算机，保护装置通过紧固件固定在料溜槽上部的背面，保护装置朝向磨机的一端设有供长波通过的玻璃窗，相机采用长波辐射工业相机，相机设置在保护装置内，相机的镜头朝向玻璃窗，实时采集磨机内部的视频信息，并通过线缆采用网络通讯协议将采集视频信息发送给远程计算机，冲洗装置包括压缩空气管路和清洁水管路，压缩空气管路和清洁水管路分别设置在保护装置上，用于清洗玻璃窗。

2.根据权利要求1所述一种实时监测磨机充填率的视频系统，其特征是：相机是长波红外热成像相机。

3.根据权利要求2所述一种实时监测磨机充填率的视频系统，其特征是：保护装置包括防护罩、观察门、驱动机构和相机保护工装，在溜料槽朝向磨机一端的上部设有开口，在开口朝向磨机的一侧吻合设置有观察门，在开口远离磨机的一侧设置有防护罩，观察门通过铰接轴与溜料槽的槽壁铰接连接，防护罩和观察门共同形成一个能够开合的密闭空间，观察门在驱动机构作用下相对铰接轴转动开合密闭空间，在该密闭空间内沿溜料槽的轴向设置有相机保护工装，相机保护工装通过连接件固定在溜料槽上部的背面，相机保护工装是中空结构且其朝向磨机的一端设有锗玻璃窗，相机设置在相机保护工装的空腔内，且相机的镜头朝向锗玻璃窗。

4.根据权利要求3所述一种实时监测磨机充填率的视频系统，其特征是：相机保护工装是中空圆柱结构，圆柱朝向磨机的一端设有锗玻璃窗，圆柱远离磨机的一端设有可拆卸的后盖，在圆柱的外圆面上设有供压缩空气管路和清洁水管路穿过的通孔，压缩空气管路的进气端和清洁水管路的进水端分别穿过防护罩通过管道与进料小车外的气源和水源对应连接，空气管路的出气端和清洁水管路的出水端分别朝向锗玻璃窗，在圆柱的后盖上设有供数据线管路和电源线管路穿过的穿孔，相机通过数据线管路与远程计算机进行数据传输，驱动机构通过电源线管路与外界电源连接。

5.根据权利要求3所述一种实时监测磨机充填率的视频系统，其特征是：观察门和铰接轴之间通过连杆连接，铰接轴的一端与驱动电机连接，远程计算机通过线缆采用网络通讯协议控制驱动电机的启停，驱动电机驱动铰接轴转动，铰接轴转动通过连杆带动观察门相对铰接轴转动开合密闭空间。

6.根据权利要求3-5所述一种实时监测磨机充填率的视频系统，其特征是：在观察门上与溜料槽接触的位置设置有密封橡胶。

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