CN112558167B - 一种红外对射检测型纵撕传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种红外对射检测型纵撕传感器。包括第一弹性囊、第二弹性囊、连杆机构、红外激光发射器和红外成像仪；红外激光发射器沿左右方向间隔设置在第二弹性囊内底部的左端，红外成像仪设置在第二弹性囊内底部的右端；传送带产生形变凸起后向下挤压第一弹性囊，进而向下挤压第二弹性囊使第二弹性囊产生形变，红外激光发射器发出的光线改变反射路径到达红外成像仪的接收范围以外，第一弹性囊每次被挤压后体积均增大，以使第二弹性囊的形变累加。本发明通过将微小的形变凸起造成的异变在传送带传送的过程中重复累加，以此使得传送带在将要纵撕破损时能够及时被发现。

Description

一种红外对射检测型纵撕传感器

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种红外对射检测型纵撕传感器。

背景技术

在煤炭采掘、生产、转运、加工等过程中多用皮带输送机辅助运输，煤矿用皮带输送机具有运输量大、工作环境复杂、承载能力强、以及运输距离较长等特点，传送带作为煤矿用皮带输送机主要装载部件，极容易发生纵撕破裂，因此，多要求带式输送机应在传送带落煤点下方，向顺煤流方向(带式输送机为头部驱动时)10～15m位置安装撕裂检测装置。

现有技术中，采用多种方式进行传送带的撕裂检测，例如申请号为：201610722297.1、授权公告号为：CN 106185240 B的中国专利文献就公开了一种红外对射式煤矿输送胶带防撕裂保护方法及装置，其中公开了红外发射器、红外接收器以及两个接煤板，两个接煤板设置在上胶带和下胶带之间，红外线发射器和红外线接收器分别位于两个接煤板的两端中间。工作时，如果胶带没有发生撕裂，红外线接收器能够通过两个接煤板之间的间隙接收红外线发射器发射的红外线；当发生胶带撕裂时，胶带上的煤撒入接煤板内并逐步堆高，就会切断红外线发射器发出的红外线，红外线接收器无法接收到红外信号，红外线接收器输出一组常闭的开关量信号(其常闭节点动作)，控制器及监控中心通过开关量节点的变化来判断胶带是否撕裂，确认胶带撕裂，报警和发出停机指令。

但是该现有技术只能在传送带纵撕开一个缝隙，且缝隙足够所运输的物料掉落之后才能检测到，不能防患于未然。

发明内容

根据现有技术的至少一个不足之处，本发明提出了一种红外对射检测型纵撕传感器，以解决现有的矿用带式输送机无法在皮带纵撕之前进行预先检测的问题。

本发明的一种红外对射检测型纵撕传感器采用如下技术方案：包括：

若干第一弹性囊，其沿所述传送带的宽度方向间隔设置于所述机架内；

第二弹性囊，其安装于所述机架并位于所述第一弹性囊的下方，所述第二弹性囊和所述第一弹性囊之间通过单向通道连接有弹性腔室，所述第二弹性囊、所述第一弹性囊和所述弹性腔室内填充二硫化碳液体；所述传送带产生形变凸起后，向下挤压所述第一弹性囊，进而向下挤压所述第二弹性囊，所述第二弹性囊内的二硫化碳液体经所述单向通道进入所述弹性腔室；

若干连杆机构，其安装于机架且连接每一个所述第一弹性囊的下部，所述连杆机构配置成在所述第一弹性囊的挤压下向下扩张运动，并保持当前状态，使所述第一弹性囊的下部保持当前状态，进而在所述第一弹性囊的上部由于所述形变凸起的离开复位后，所述第一弹性囊的体积增大，所述弹性腔室内的二硫化碳液体进入所述第一弹性囊的内部，以至变大后的所述第一弹性囊内充满二硫化碳液体；变大后的第一弹性囊在所述形变凸起再次挤压作用下，再次挤压第二弹性囊，进而使所述第二弹性囊的上部向下发生的形变进行累积；

所述第二弹性囊内底部的左端沿左右方向间隔设置有若干红外激光发射器，所述第二弹性囊内底部的右端设置有红外成像仪；常规状态下，每个所述红外激光发射器发出的光线经所述第二弹性囊与其内二硫化碳液体间的接触面的反射均到达所述红外成像仪上，并被所述红外成像仪接收；当所述第二弹性囊的上部向下发生形变并逐渐累积后，使得至少部分所述红外激光发射器发出的光线改变反射路径达到红外成像仪的接收范围外，所述红外成像仪接收到的光线数量少于所述红外激光发射器发出的光线数量，所述红外成像仪发出警报，提示故障。

可选地，所述机架的内部从上至下设置有相连通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室沿左右方向间隔设置有若干个，所述第一弹性囊位于所述第一腔室，所述第二弹性囊位于所述第二腔室；

所述连杆机构包括第一转动板、第二连接板和第三连接板，所述第一转动板、第二连接板和第三连接板均与所述第一弹性囊外壁的底部连接，所述第一转动板设置有两个，且分别通过单边转动机构安装在所述第一腔室左右两侧壁的下端，以仅允许两个所述第一转动板向下转动；所述第二连接板和所述第三连接板的一端分别与两个所述第一转动板相铰接，所述第二连接板和所述第三连接板的另一端滑动插接。

可选地，所述单边转动机构包括沿前后方向设置的连接轴，所述第一腔室的左右两侧壁内均设置有安装孔，所述连接轴的周壁面均匀分布有若干第一弹片，所述安装孔的内周壁面均匀分布有若干第二弹片，所述连接轴插入所述安装孔且每个所述第一弹片位于相邻的两个所述第二弹片之间，以使所述连接轴仅能沿一个方向转动。

可选地，所述传送带和所述第一弹性囊之间设置有滑轮机构，所述滑轮机构安装于所述机架，且所述滑轮机构配置成在所述形变凸起的挤压下，向下挤压所述第一弹性囊，进而向下挤压所述第二弹性囊，以及在所述形变凸起离开后复位。

可选地，所述滑轮机构包括滑轮、支座、滑轮柱和弹性块；所述支座安装于所述机架且间隔设置有两个，所述滑轮柱可上下滑动的安装于两个所述支座，所述滑轮位于两个所述支座之间且可转动的安装于所述滑轮柱，所述弹性块设置在所述支座上且位于所述滑轮柱的下方。

可选地，所述第一腔室的左右两侧壁设置有限位台，以阻碍所述第一转动板向上翻转。

可选地，所述第二弹性囊内底部的左端设置有表面粗糙的漫反射台，所述漫反射台的表面设置有吸收红外线的第一涂层，所述红外激光发射器安装于所述漫反射台上。

可选地，所述第二弹性囊内壁右端部设置有表面粗糙的漫反射垫，所述漫反射垫的表面设置有吸收红外线的第二涂层，所述漫反射垫的上端部位于所述红外成像仪的中部上方，所述漫反射垫的下端部连接所述红外成像仪。

可选地，所述第一腔室的上侧壁的上方设置有连接所有所述第一腔室的弹性垫。

可选地，所述单向通道包括进液管、出液管、分液总管和若干分液管，所述进液管连通所述第二弹性囊和所述弹性腔室，若干分液管分别连通一个所述第一弹性囊后连通所述分液总管，所述出液管连通所述弹性腔室和所述分液总管；所述进液管上设置有阻碍所述弹性腔室内的液体流入所述第二弹性囊的第一单向阀，所述出液管上设置有阻碍所述第一弹性囊内的液体流入所述第二腔室的第二单向阀。

本发明的有益效果是：本发明设置了第一弹性囊和第二弹性囊，在第二弹性囊的内部设置有红外激光发射器和红外成像仪，通过传送带的形变凸起挤压第一弹性囊，进而挤压第二弹性囊，使得第二弹性囊发生形变，以改变红外激光发射器光线的传播路径。每次挤压过后，第一弹性囊的体积变大，经过形变凸起重复的挤压，将形变凸起的异变转化成第二弹性囊形变的累加，直至红外成像仪上接收到的光束少于红外激光发射器的数量，发出警报，提示故障。以此即使微小的凸起，经过重复的挤压第一弹性囊，也能够使得第二弹性囊产生足够的形变，引发红外成像仪报警。因为微小的凸起经过多次使用之后，很容易被撕裂，而本发明能够在传送带在将要纵撕破损时及时被发现，防患于未然。

本发明设置了弹性腔室和连杆机构，第一弹性囊受到挤压后，向下挤压第二弹性囊，第二弹性囊内的二硫化碳液体流入弹性腔室；在连杆机构的作用下，第一弹性囊能够维持下部形变，在第一弹性囊的上部形变复位后，使得第一弹性囊体积变大，弹性腔室内的二流化碳液体进入第一弹性囊，使变大后的第一弹性囊内部充满二硫化碳液体，便于下一次的挤压。以此重复累加，将形变凸起转换成第二弹性囊的形变并不断放大，结构紧凑，设计巧妙。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

图1为本发明本发明一种红外对射检测型纵撕传感器未检测到异常时的结构示意图；

图2为图1中A处局部放大图；

图3为图2中C处局部放大图；

图4为图1中B处局部放大图；

图5为本发明中传送带的形变凸起挤压滑轮组件的结构示意图；

图6为本发明中传送带的形变凸起离开滑轮组件的结构示意图；

图7为本发明一种红外对射检测型纵撕传感器检测到异常时的结构示意图；

图8为图7中D处局部放大图；

图9为图7中E处局部放大图；

图10为本发明中滑轮组件结构示意图。

图中：1、传送轮；2、传送带；3、机架；4、第一腔室；5、滑轮机构；6、单向通道；7、弹性腔室；8、滑轮；9、支座；10、滑动块；11、弹性块；12、连接臂；14、弹性垫；15、第一弹性囊；16、第一转动板；17、第二连接板；18、第三连接板；19、红外激光发射器；20、固定环；21、漫反射台；22、第二弹性囊；23、限位台；24、连接轴；25、第二腔室；28、第一单向阀；30、第二单向阀；31、红外成像仪；32、漫反射垫；44、滑轮柱；61、进液管；62、出液管；63、分液总管；64、分液管。

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。

如图1至图10所示，本发明的一种红外对射检测型纵撕传感器(以下简称纵撕传感器)，用于矿用带式输送机的检测，矿用带式输送机包括传送带2和机架3，传送带2通过传送轮1安装于机架3的上方，以进行物料的传送。该纵撕传感器沿传送带2的运行方向选取其中一个位置安装于机架3上，以对传送带2进行检测，防止传送带2的纵撕破裂，也可根据需要间隔的选取两个位置或者三个位置或者其余多个位置安装，以提高检测的准确性和及时性。

该纵撕传感器包括若干第一弹性囊15、第二弹性囊22、若干连杆机构、若干红外激光发射器19和红外成像仪31。若干第一弹性囊15沿传送带2的宽度方向间隔设置于机架3内。第二弹性囊22安装于机架3并位于第一弹性囊15的下方，第二弹性囊22和第一弹性囊15之间通过单向通道6连接有弹性腔室7，第二弹性囊22、第一弹性囊15和弹性腔室7内填充二硫化碳液体。传送带2产生形变凸起后，向下挤压第一弹性囊15，进而向下挤压第二弹性囊22，第二弹性囊22内的二硫化碳液体经单向通道6进入弹性腔室7。若干连杆机构安装于机架3且连接每一个第一弹性囊15的下部，连杆机构配置成在第一弹性囊15的挤压下向下扩张运动，并保持当前状态，以使第一弹性囊15的下部保持当前的形变状态，进而在第一弹性囊15的上部由于形变凸起的离开复位后，第一弹性囊15的体积增大。此时第一弹性囊15内部呈负压，且弹性腔室7内的压力变大，两者共同作用使得弹性腔室7内的二硫化碳液体进入第一弹性囊15的内部，以至变大后的第一弹性囊15内部充满二硫化碳液体，便于下次挤压。当形变凸起再次运行到第一弹性囊15的上方，变大后的第一弹性囊15在形变凸起再次挤压作用下，再次挤压第二弹性囊22，进而使第二弹性囊22的上部向下发生的形变进行累积。

若干红外激光发射器19沿左右方向间隔设置在第二弹性囊22内底部的左端，红外成像仪31设置在第二弹性囊22内底部的右端，若干红外激光发射器19以相同的倾斜角度朝向红外成像仪31的方向倾斜。常规状态下，每个红外激光发射器19发出的光线经第二弹性囊22与其内二硫化碳液体间的接触面的多次反射(主要指第二弹性囊22与其内二硫化碳液体间的上接触面和下接触面的多次反射)均到达红外成像仪31上，并被红外成像仪31接收。当第二弹性囊22的上部向下发生形变并逐渐累积后，使得至少部分红外激光发射器19发出的光线改变反射路径到达红外成像仪31的接收范围以外，红外成像仪31接收到的光线数量少于红外激光发射器19发出的光线数量，红外成像仪31发出警报，提示故障。通过将微小的形变凸起造成的异变在传送带2传送的过程中重复累加，在此过程中，如果形变凸起变大则变化量一并累加，因为即使微小的凸在起经过多次使用之后，已经极容易造成撕裂，通过上述方案使得传送带2在将要纵撕破损时能够及时被发现，避免因传送带2撕裂造成不必要的经济损失或者发生安全事故。需要说明的是，第二弹性囊22的材质为性质稳定的透明橡胶，一般折射射率为1.5，内表面光滑，有利于光线的反射；外表面粗糙，可防止折射光线再次反射。第二弹性囊22内填充的二硫化碳折射率为1.6276，其折射率高于第二弹性囊22的折射率，能够进一步保证正常状态下红外光发生全反射。

在本实施例中，机架3的内部从上至下设置有相连通的第一腔室4和第二腔室25，第一腔室4沿左右方向间隔设置有若干个，第一弹性囊15位于第一腔室4，第二弹性囊22位于第二腔室25。

连杆机构包括第一转动板16、第二连接板17和第三连接板18，第一转动板16、第二连接板17和第三连接板18均与第一弹性囊15外壁的底部连接，第一转动板16设置有两个，且分别通过单边转动机构安装在第一腔室4左右两侧壁的下端，以仅允许两个第一转动板16向下转动。第二连接板17和第三连接板18的一端分别与两个第一转动板16相铰接，第二连接板17和第三连接板18的另一端滑动插接。两个第一转动板16向下转动，带动第二连接板17和第三连接板18相互远离并向下运动，以对第二弹性囊22进行挤压。

在本实施例中，单边转动机构包括沿前后方向设置的连接轴24，第一腔室4的左右两侧壁内均设置有安装孔，连接轴24的周壁面均匀分布有若干第一弹片，安装孔的内周壁面均匀分布有若干第二弹片，连接轴24插入安装孔且每个第一弹片位于相邻的两个第二弹片之间，以使连接轴24仅能沿一个方向转动。进一步地，第一弹片和第二弹片可沿不同的方向旋转倾斜，以确保单边传动机构的传动性能。

在本实施例中，传送带2和第一弹性囊15之间设置有滑轮机构5，滑轮机构5安装于机架3，且滑轮机构5配置成在形变凸起的挤压下，向下挤压第一弹性囊15，进而向下挤压第二弹性囊22，以及在形变凸起离开后复位。每一个第一弹性囊15上可对应设置若干组滑轮机构5，能够使传送带2的支撑更加平稳、受力更加均匀，同时便于形变凸起通过滑轮机构5将形变均匀传递至第一弹性囊15。

在本实施例中，滑轮机构包括滑轮8、支座9、滑轮柱44和弹性块11。支座9通过连接臂12安装于机架3且支座9间隔设置有两个，滑轮柱44可上下滑动的安装于两个支座9，滑轮8位于两个支座9之间且可转动的安装于滑轮柱44，弹性块11设置在支座9上且位于滑轮柱44的下方。滑轮8受到形变凸起的挤压，使得滑轮柱44克服弹性块11的弹性随滑轮8向下运动，滑轮8向下运动挤压第一弹性囊15，形变凸起离开后，弹性块11复位，促使滑轮柱44带动滑轮8向上复位，待形变凸起再次运行到滑轮8上方时，重复挤压过程。为便于滑轮柱44的移动和安装，支座9中部开设有滑动孔，滑轮柱44通过滑动块10安装于滑动孔内，弹性块11安装于滑动孔内且位于滑动块10的下方。

在本实施例中，第二弹性囊22内底部的左端设置有表面粗糙的漫反射台21，漫反射台21和第二弹性囊22之间设置有固定环20，以便于漫反射台21的安装，并能保证第二弹性囊22的密封可靠。红外激光发射器19安装于漫反射台21上，漫反射台21的表面设置有吸收红外线的第一涂层。第二弹性囊22内壁右端部设置有表面粗糙的漫反射垫32，漫反射垫32的上端部位于红外成像仪31的中部上方，漫反射垫32的下端部连接红外成像仪31，漫反射垫32的表面设置有吸收红外线的第二涂层，能够避免照射到漫反射垫32上的红外光反射至红外成像仪31上。

在本实施例中，第一腔室4的上侧壁的上方设置有连接所有第一腔室4的弹性垫14，以增加对滑轮机构5的支撑强度。第一腔室4的左右两侧壁设置有限位台23，以阻碍第一转动板16向上翻转。

在本实施例中，单向通道6包括进液管61、出液管62、分液总管63和若干分液管64。进液管61连通第二弹性囊22和弹性腔室7，若干分液管64分别连通一个第一弹性囊15后连通分液总管63，出液管62连通弹性腔室7和分液总管63。进液管61上设置有阻碍弹性腔室7内的液体流入第二弹性囊22的第一单向阀28，出液管62上设置有阻碍第一弹性囊15内的液体流入第二腔室25的第二单向阀30。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红外对射检测型纵撕传感器，用于矿用带式输送机的检测，矿用带式输送机包括传送带和机架，所述传送带通过传送轮安装于所述机架的上方，以进行物料传送，其特征在于：包括：

若干第一弹性囊，其沿所述传送带的宽度方向间隔设置于所述机架内；

第二弹性囊，其安装于所述机架并位于所述第一弹性囊的下方，所述第二弹性囊和所述第一弹性囊之间通过单向通道连接有弹性腔室，所述第二弹性囊、所述第一弹性囊和所述弹性腔室内填充二硫化碳液体；所述传送带产生形变凸起后，向下挤压所述第一弹性囊，进而向下挤压所述第二弹性囊，所述第二弹性囊内的二硫化碳液体经所述单向通道进入所述弹性腔室；

若干连杆机构，其安装于机架且连接每一个所述第一弹性囊的下部，所述连杆机构配置成在所述第一弹性囊的挤压下向下扩张运动，并保持当前状态，使所述第一弹性囊的下部保持当前状态，进而在所述第一弹性囊的上部由于所述形变凸起的离开复位后，所述第一弹性囊的体积增大，所述弹性腔室内的二硫化碳液体进入所述第一弹性囊的内部，以使变大后的所述第一弹性囊内充满二硫化碳液体；变大后的第一弹性囊在所述形变凸起再次挤压作用下，再次挤压第二弹性囊，进而使所述第二弹性囊的上部向下发生的形变进行累积；

所述第二弹性囊内底部的左端沿左右方向间隔设置有若干红外激光发射器，所述第二弹性囊内底部的右端设置有红外成像仪；常规状态下，每个所述红外激光发射器发出的光线经所述第二弹性囊与其内的二硫化碳液体间的接触面的反射均到达所述红外成像仪上，并被所述红外成像仪接收；当所述第二弹性囊的上部向下发生形变并逐渐累积后，使得至少部分所述红外激光发射器发出的光线改变反射路径达到红外成像仪的接收范围外，所述红外成像仪接收到的光线数量少于所述红外激光发射器发出的光线数量，所述红外成像仪发出警报，提示故障。

2.根据权利要求1所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述机架的内部从上至下设置有相连通的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室沿左右方向间隔设置有若干个，所述第一弹性囊位于所述第一腔室，所述第二弹性囊位于所述第二腔室；

所述连杆机构包括第一转动板、第二连接板和第三连接板，所述第一转动板、第二连接板和第三连接板均与所述第一弹性囊外壁的底部连接，所述第一转动板设置有两个，且分别通过单边转动机构安装在所述第一腔室左右两侧壁的下端，以仅允许两个所述第一转动板向下转动；所述第二连接板和所述第三连接板的一端分别与两个所述第一转动板相铰接，所述第二连接板和所述第三连接板的另一端滑动插接。

3.根据权利要求2所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述单边转动机构包括沿前后方向设置的连接轴，所述第一腔室的左右两侧壁内均设置有安装孔，所述连接轴的周壁面均匀分布有若干第一弹片，所述安装孔的内周壁面均匀分布有若干第二弹片，所述连接轴插入所述安装孔且每个所述第一弹片位于相邻的两个所述第二弹片之间，以使所述连接轴仅能沿一个方向转动。

4.根据权利要求1所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述传送带和所述第一弹性囊之间设置有滑轮机构，所述滑轮机构安装于所述机架，且所述滑轮机构配置成在所述形变凸起的挤压下，向下挤压所述第一弹性囊，进而向下挤压所述第二弹性囊，以及在所述形变凸起离开后复位。

5.根据权利要求4所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述滑轮机构包括滑轮、支座、滑轮柱和弹性块；所述支座安装于所述机架且间隔设置有两个，所述滑轮柱可上下滑动的安装于两个所述支座，所述滑轮位于两个所述支座之间且可转动的安装于所述滑轮柱，所述弹性块设置在所述支座上且位于所述滑轮柱的下方。

6.根据权利要求3所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述第一腔室的左右两侧壁设置有限位台，以阻碍所述第一转动板向上翻转。

7.根据权利要求1所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述第二弹性囊内底部的左端设置有表面粗糙的漫反射台，所述漫反射台的表面设置有吸收红外线的第一涂层，所述红外激光发射器安装于所述漫反射台上。

8.根据权利要求1所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述第二弹性囊内壁右端部设置有表面粗糙的漫反射垫，所述漫反射垫的表面设置有吸收红外线的第二涂层，所述漫反射垫的上端部位于所述红外成像仪的中部上方，所述漫反射垫的下端部连接所述红外成像仪。

9.根据权利要求3所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述第一腔室的上侧壁的上方设置有连接所有所述第一腔室的弹性垫。

10.根据权利要求2所述的一种红外对射检测型纵撕传感器，其特征在于：所述单向通道包括进液管、出液管、分液总管和若干分液管，所述进液管连通所述第二弹性囊和所述弹性腔室，若干分液管分别连通一个所述第一弹性囊后连通所述分液总管，所述出液管连通所述弹性腔室和所述分液总管；所述进液管上设置有阻碍所述弹性腔室内的液体流入所述第二弹性囊的第一单向阀，所述出液管上设置有阻碍所述第一弹性囊内的液体流入所述第二腔室的第二单向阀。

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