CN112744540A - 输送带撕裂监测装置、带有撕裂监测装置的输送线及其监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于输送带检测的技术领域，具体涉及防撕裂装置、带有防撕裂装置的输送线及其监测方法。本发明采用红外检测结合光学深度探测技术，既保证了输送带在发生撕裂之前输送带的局部产生的发热的现象能够被获取和感知，又对输送带的撕裂深度进行检测，以弥补红外检测无法及时的对输送带撕裂破损进行报警，以及检测结果的不准确的不足，提高对于输送带撕裂监测的准确性和高效性，同时，通过不断增加的样本库，增加自身的系统的学习能力，同时也能增加系统的分析能力。此外，深度检测机构不仅实现了对输送带撕裂的检测，还能够及时获取造成输送带撕裂的货物信息，从而对输送线的参数进行调整，进而保证了输送线的运行稳定。
Description
技术领域
本发明属于输送带检测的技术领域，具体涉及防撕裂装置、带有防撕裂装置的输送线及其监测方法。
背景技术
皮带输送方式是港口、钢铁厂等相关企业运输物料的重要方式，由于复杂的工矿条件和异常运输的物料在意外条件下会引起输送带的纵向撕裂事故，如果发现不及时，会导致整条皮带撕裂损坏，造成巨大的经济损失。为了解决这一技术难题，国内外提出了多钟方法用于输送带的防撕裂检测，例如超声波法(检测皮带介质中超声波传播)，托辊异常受力检测(分析托辊受力的异常状态)，压敏电阻法(检测皮带下方漏料)，机器视觉(提取皮带撕裂的特征，依据智能算法判断)等。
机器视觉方式是近几年提出的检测手段，其优点在于非接触方式，无需进行输送带设备的改造，安装方便。但由于图像处理算法的复杂性不能满足在线实时检测的作业需求，同时可见光的影响因素很多如灰尘、雾气等都会造成图像的显示不准确，从源头导致整个检测结果的不准确。即使解决了环境的影响因素，单靠红外或可见光也不足以能及时的对输送带撕裂破损进行报警，输送带撕裂或破损是突发性事件，同时由于监测设备的安装位置导致只有在输送带纵撕发生时并且贯穿皮带，才能被监测设备监测到。最终，现有技术中的机器视觉方式检测方式无法全方位、高效地对输送线上的撕裂进行准确地检测，因而对输送线的输送效率亦产生了的影响。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了输送带撕裂监测装置，目的是为了解决现有技术中的机器视觉方式检测方式无法全方位、高效地对输送线上的撕裂进行准确地检测，因而对输送线的输送效率亦产生了的影响的技术问题。此外，本发明还提供了带有撕裂监测装置的输送线及其监测方法。
本发明提供的输送带撕裂监测装置，具体技术方案如下：
输送带撕裂监测装置，包括安装件、红外检测机构和深度检测机构，所述安装件安装在输送带的框架上，所述红外检测机构和所述深度检测机构朝向所述输送带，所述红外检测机构和所述深度检测机构均安装在所述安装件上。
在某些实施方式中，所述红外检测机构为热成像相机，所述深度检测机构为深度相机。
在某些实施方式中，还包括高速取像机构，所述高速取像机构安装在所述安装件上，且所述高速取像机构朝向所述输送带。
在某些实施方式中，所述高速取像机构为高速相机。
采用红外检测联用光学深度探测技术，通过热成像的原理，能减少现场工况环境对图像采集的影响，不仅具有非接触特点，还可以弥补红外检测或可见光检测无法及时的对输送带撕裂破损进行报警，以及检测结果的不准确的不足。
本发明还提供了带有撕裂监测装置的输送线，包括框架、输送带、动力装置、张紧部和至少一个上述的输送带撕裂监测装置，所述输送带连接所述动力装置和所述张紧部并跨设在所述框架上，所述输送带撕裂监测装置安装在所述框架的架体上，且所述输送带撕裂监测装置的检测方向朝向上层所述输送带的背面和上层所述输送带的正面。
在某些实施方式中，所述安装件包括上安装部和下安装部，所述上安装部位于上层所述输送带的上方，所述下安装部置于所述输送带之间，所述红外检测机构装设于所述上安装部上，且所述红外检测机构的检测方向朝向上层所述输送带的背面，所述深度检测机构装设于所述下安装部，且所述深度检测机构的检测方向朝向上层所述输送带的正面。
在某些实施方式中，还包括高速取像机构，所述高速取像机构安装在所述上安装部上，且所述高速取像机构的检测方向朝向上层所述输送带的背面。
在某些实施方式中，所述张紧部包括张紧滚筒和张紧架，所述张紧滚筒安装在所述张紧架上；所述动力装置包括电机和传动滚筒，所述电机带动所述传动滚筒转动；所述框架上还设有多个托举辊。
采用红外检测联用光学深度探测技术，通过热成像的原理，能减少现场工况环境对图像采集的影响，不仅具有非接触特点，还可以弥补红外检测或可见光检测无法及时的对输送带撕裂破损进行报警，以及检测结果的不准确的不足，从而提高输送线的运输效率。此外，通过位于上层输送带上方的深度检测机构不仅实现了对输送带撕裂的检测，还能够及时获取造成输送带撕裂的货物纵深信息，从而对输送线的参数进行调整，进而保证了输送线的运行稳定。
此外，本发明还提供了输送带撕裂的监测方法，应用于上述的带有撕裂监测装置的输送线，包括如下步骤：
步骤S1：红外检测机构采集输送带上的热量红外图像；
步骤S2：将步骤S1的热量红外图像进行灰度化处理，得到灰度图像；
步骤S3：将步骤S2的灰度图像进行二值化处理，得到二值化图像；
步骤S4：深度检测机构采集输送带的深度3D图；
步骤S5：将步骤S4的深度3D图进行深度图像处理，获得深度图；
步骤S6：对步骤S3的二值化图像和S5的深度图进行图像形态学处理，分别获得高亮差异图和深度差异图；
步骤S7：对步骤S6的高亮差异图和深度差异图均与样本库的图片进行图像相似度对比，并将红外检测机构采集到的温度数据进行相对温度对比；
步骤S8：所述高亮差异图达到相似度阈值则进入步骤S9；所述深度差异图达到相似度阈值则进入步骤S12；所述高亮差异图和所述深度差异图均没有达到相似度阈值，且温度数据没有达到温度阈值则将所述输送带撕裂监测装置采集的信息数据剔除；
步骤S9：对进入此步骤的高亮差异图进行数量统计；
步骤S10：对所述高亮差异图进行长宽判断，
步骤S11：所述高亮差异图的长宽值超过预设的长宽参数则进入步骤S12，所述高亮差异图的长宽值在预设的长宽参数内则将所述输送带撕裂监测装置采集的信息数据剔除；
步骤S12：将所述高亮差异图和所述深度差异图存入样本库，并发出撕裂报警信号。
本发明采用红外检测联用光学深度探测技术，可以对红外检测漏判进行弥补，提高对于输送带撕裂监测的准确性和高效性，此外，通过不断增加的样本库，增加自身的系统的学习能力，同时也能增加系统的分析能力。
附图说明
图1是本发明提供的带有撕裂监测装置的输送线；
图2是本发明实施例1的平面结构示意图；
图3是本发明实施例3提供的输送带撕裂的监测方法流程图；
图4是本发明实施例3提供的输送带撕裂的监测方法中正常完好输送带的热量红外图像；
图5是本发明实施例3提供的输送带撕裂的监测方法中未撕透的输送带的热量红外图像；
图6是图5经过处理后的高亮差异图；
图7是本发明实施例3提供的输送带撕裂的监测方法中撕裂的输送带的热量红外图像；
图8是图7经过处理后的高亮差异图；
图9是本发明实施例3提供的输送带撕裂的监测方法中撕裂的输送带的热量红外图像；
图10是图9经过处理后的高亮差异图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例1-10，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
实施例1
如图2所示，本实施例提供的输送带撕裂监测装置，具体技术方案如下：
输送带撕裂监测装置，包括安装件、红外检测机构4和深度检测机构2，安装件安装在输送带的框架9上，红外检测机构4和深度检测机构2朝向输送带，红外检测机构4和深度检测机构2均安装在安装件上。通过红外检测机构4的设置，保证了输送带在发生撕裂之前输送带的局部产生的发热的现象能够被获取和感知，从而能够提前预警输送带的撕裂情况，利用深度检测机构2对输送带的撕裂深度进行检测，以弥补红外检测或可见光检测无法及时的对输送带撕裂破损进行报警，以及检测结果的不准确的不足。
具体地，红外检测机构4为热成像相机，深度检测机构2为深度相机。
在某些实施方式中，还包括高速取像机构5，高速取像机构5安装在安装件上，且高速取像机构5朝向输送带。高速取像机构5用于对输送带运行过程中进行取像记录，便于回看和复盘，并且对造成输送带撕裂的原因进行排查。
具体的，高速取像机构5为高速相机。
实施例2
如图1所示，本实施例提供的带有撕裂监测装置的输送线，包括框架9、输送带(上层输送带3和下层输送带7)、动力装置10、张紧部8和至少一个实施例1的输送带撕裂监测装置，输送带连接动力装置10和张紧部8并跨设在框架9上，输送带撕裂监测装置安装在框架9的架体上，且输送带撕裂监测装置的检测方向朝向上层输送带3的背面和上层输送带3的正面。如此对上层输送带3的背面和正面均有全方位和高效的监控，同时对造成输送带撕裂的货物信息及时获取，从而对输送线的参数进行调整，进而保证了输送线的运行稳定。
进一步地，安装件包括上安装部1和下安装部6，上安装部1位于上层输送带3的上方，下安装部6置于输送带之间，红外检测机构4装设于上安装部1上，且红外检测机构4的检测方向朝向上层输送带3的背面，深度检测机构2装设于下安装部6，且深度检测机构2的检测方向朝向上层输送带3的正面。安装件的上安装部1和下安装部6为实现对上层输送带3的背面和正面均有全方位和高效的监控提供结构基础。
进一步地，还包括高速取像机构5，高速取像机构5安装在上安装部1上，且高速取像机构5的检测方向朝向上层输送带3的背面。高速取像机构5对输送带整个运行过程进行高速取像，不仅实现了全面监控，还便于对输送带撕裂的原因进行排查。
进一步地，张紧部8包括张紧滚筒和张紧架，张紧滚筒安装在张紧架上；动力装置10包括电机和传动滚筒，电机带动传动滚筒转动；框架9上还设有多个托举辊。输送线上还设有上料部11和下料部12，上料部11架设在框架9上并设置在靠近张紧部8一侧，下料部12设置在动力装置10的一端。
实施例3
本实施例提供的输送带撕裂的监测方法，如图3所示，应用于实施例2的带有撕裂监测装置的输送线，包括如下步骤：
步骤S1：红外检测机构4采集输送带上的热量红外图像；
步骤S2：将步骤S1的热量红外图像进行灰度化处理，得到灰度图像；
步骤S3：将步骤S2的灰度图像进行二值化处理，得到二值化图像；
步骤S4：深度检测机构2采集输送带的深度3D图；
步骤S5：将步骤S4的深度3D图进行深度图像处理，获得深度图；
步骤S6：对步骤S3的二值化图像和S5的深度图进行图像形态学处理，分别获得高亮差异图和深度差异图；
步骤S7：对步骤S6的高亮差异图和深度差异图均与样本库的图片进行图像相似度对比，并将红外检测机构4采集到的温度数据进行相对温度对比；
步骤S8：高亮差异图达到相似度阈值则进入步骤S9；深度差异图达到相似度阈值则进入步骤S12；高亮差异图和深度差异图均没有达到相似度阈值，且温度数据没有达到温度阈值则将输送带撕裂监测装置采集的信息数据剔除；
步骤S9：对进入此步骤的高亮差异图进行数量统计；
步骤S10：对高亮差异图进行长宽判断，
步骤S11：高亮差异图的长宽值超过预设的长宽参数则进入步骤S12，高亮差异图的长宽值在预设的长宽参数内则将输送带撕裂监测装置采集的信息数据剔除；
步骤S12：将高亮差异图和深度差异图存入样本库，并发出撕裂报警信号。
根据输送带表面温度实时变化曲线然后依据温度表征算法模型，判别出异常温度显示，若存在异常温度，则需将热成像图和深度图进行特征处理，热成像图经过处理后，表现出长条形，高亮区域(如图4-10所示)，最后与撕裂监测系统中缺陷样本库进行相似度对比，相似度大于70％，系统初步判定为撕裂。然后运用深度3D图，读取初判断撕裂区域深度，该区域与其他区域深度差异达到一定程度，深度差异区域也为长条形状，可判断确认为纵向撕裂，进行输送带表面异常推送提醒，同时将热成像图和深度图推送至终端，系统进行输送带表面撕裂报警。同时，深度检测机构2不仅实现了对输送带撕裂的检测，还能够及时获取造成输送带撕裂的货物纵深信息，对造成输送带撕裂的货物进行详细的运输参数进行及时调整，保证运输效率。此外，异常的图像同时也可以记录到缺陷样本库，使其样本库不断的丰富。随着运行时间的增长同时运行系统更多的部署，多个撕裂系统之间可联网共享样本库，能更快速的检测撕裂事故以及输送带表面的异常。
上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.输送带撕裂监测装置，其特征在于，包括安装件、红外检测机构和深度检测机构，所述安装件安装在输送带的框架上，所述红外检测机构和所述深度检测机构朝向所述输送带，所述红外检测机构和所述深度检测机构均安装在所述安装件上。
2.根据权利要求1所述的输送带撕裂监测装置，其特征在于，所述红外检测机构为热成像相机，所述深度检测机构为深度相机。
3.根据权利要求1所述的输送带撕裂监测装置，其特征在于，还包括高速取像机构，所述高速取像机构安装在所述安装件上，且所述高速取像机构朝向所述输送带。
4.根据权利要求3所述的输送带撕裂监测装置，其特征在于，所述高速取像机构为高速相机。
5.带有撕裂监测装置的输送线，其特征在于，包括框架、输送带、动力装置、张紧部和至少一个权利要求1所述的输送带撕裂监测装置，所述输送带连接所述动力装置和所述张紧部并跨设在所述框架上，所述输送带撕裂监测装置安装在所述框架的架体上，且所述输送带撕裂监测装置的检测方向朝向上层所述输送带的背面和上层所述输送带的正面。
6.根据权利要求5所述的带有撕裂监测装置的输送线，其特征在于，所述安装件包括上安装部和下安装部，所述上安装部位于上层所述输送带的上方，所述下安装部设于所述输送带之间，所述红外检测机构装设于所述上安装部上，且所述红外检测机构的检测方向朝向上层所述输送带的背面，所述深度检测机构装设于所述下安装部，且所述深度检测机构的检测方向朝向上层所述输送带的正面。
7.根据权利要求5所述的带有撕裂监测装置的输送线，其特征在于，还包括高速取像机构，所述高速取像机构安装在所述上安装部上，且所述高速取像机构的检测方向朝向上层所述输送带的背面。
8.根据权利要求5所述的带有撕裂监测装置的输送线，其特征在于，所述张紧部包括张紧滚筒和张紧架，所述张紧滚筒安装在所述张紧架上；所述动力装置包括电机和传动滚筒，所述电机带动所述传动滚筒转动；所述框架上还设有多个托举辊。
9.输送带撕裂的监测方法，应用于如权利要求5-8任一所述的带有撕裂监测装置的输送线，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：红外检测机构采集输送带上的热量红外图像；
步骤S2：将步骤S1的热量红外图像进行灰度化处理，得到灰度图像；
步骤S3：将步骤S2的灰度图像进行二值化处理，得到二值化图像；
步骤S4：深度检测机构采集输送带的深度3D图；
步骤S5：将步骤S4的深度3D图进行深度图像处理，获得深度图；
步骤S6：对步骤S3的二值化图像和S5的深度图进行图像形态学处理，分别获得高亮差异图和深度差异图；
步骤S7：对步骤S6的高亮差异图和深度差异图均与样本库的图片进行图像相似度对比，并将红外检测机构采集到的温度数据进行相对温度对比；
步骤S8：所述高亮差异图和所述深度差异图中任一项达到相似度阈值，或者温度数据达到温度阈值，进入步骤S9；所述高亮差异图和所述深度差异图均没有达到相似度阈值，且温度数据没有达到温度阈值则将所述输送带撕裂监测装置采集的信息数据剔除；
步骤S9：对进入此步骤的高亮差异图进行数量统计；
步骤S10：对所述高亮差异图进行长宽判断，
步骤S11：所述高亮差异图的长宽值超过预设的长宽参数则进入步骤S12，所述高亮差异图的长宽值在预设的长宽参数内则将所述输送带撕裂监测装置采集的信息数据剔除；
步骤S12：将所述高亮差异图和所述深度差异图存入样本库，并发出撕裂报警信号。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114890090A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-12 | 扎鲁特旗扎哈淖尔煤业有限公司 | 一种皮带纵向撕裂检测方法及装置 |
| CN115583475A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-01-10 | 武汉顶力康自动化有限公司 | 一种防止输送带撕裂跑偏的智能控制装置及控制方法 |
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- 2020-12-29 CN CN202011587336.4A patent/CN112744540A/zh active Pending
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