CN115836017A - 传送带的纵向撕裂检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
提供能够准确地检测是否发生传送带的纵向撕裂的通用性高且成本低的检测装置及方法。埋设体2在同轴电缆6的一端部具有连接到一侧天线部4及与其相连接的无源IC标签3，并在另一端部具有另一侧天线部5，埋设体2以一侧天线部4及IC标签3和另一侧天线部5在宽度方向上间隔开的方式埋设在传送带17中以使同轴电缆6在宽度方向延伸埋设，并且计算部12判断，检测器10是否接收到响应于从检测器10向另一侧天线部5发送的电波R1从IC标签3通过同轴电缆6及另一侧天线部5发射的电波R2，并基于该判断结果，检测在埋设有同轴电缆6的范围内是否发生传送带17的纵向撕裂。
Description
技术领域
本发明涉及传送带的纵向撕裂检测装置及方法，更详细而言，涉及能够准确地检测是否发生传送带的纵向撕裂的通用性高且成本低的检测装置及方法。
背景技术
围绕传送装置运行的传送带将各种输送物输送至输送目的地。由于在传送带中投入各种输送物，因此可能会因这些输送物而出现沿传送带的长度方向延伸的龟裂(所谓的纵向撕裂)。已经提出各种装置来检测如上所述的传送带中的纵向撕裂。
以往，为了检测传送带上发生的纵向撕裂，使用例如埋设在传送带中的环形线圈、设置在传送带附近的检测装置(参照专利文献1)。检测装置的发射部发射高频以形成高频磁场，并在该磁场中，感应电流在环形线圈中流动。通过该感应电流，在检测装置的接收部中产生感应电动势。因此，根据接收部中是否产生感应电动势，可以判断通过检测装置的设置位置的环形线圈有无损坏，当环形线圈损坏时，可以判断为发生了纵向撕裂。
环形线圈是特殊产品(专用部件)而不是通用部件，因此价格昂贵。发射高频并检测感应电动势的检测装置也很昂贵。并且，由于环形线圈昂贵，因此难以充分缩小相对于传送带的埋设间距，结果，这不利于准确地检测纵向撕裂的发生。因此，在具有高通用性、成本低的同时准确地检测是否发生传送带的纵向撕裂存在改进的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-204070号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供能够准确地检测是否发生传送带的纵向撕裂的通用性高且成本低的传送带的纵向撕裂检测装置及方法。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的传送带的纵向撕裂检测装置包括埋设于传送带中的埋设体、以不接触所述传送带的方式与所述埋设体进行无线通信的检测器以及与所述检测器相连接的计算部，所述传送带的纵向撕裂检测装置的特征在于，所述埋设体包括无源IC标签、与所述IC标签相连接的一侧天线部、一端部与所述一侧天线部相连接的同轴电缆、以及与所述同轴电缆的另一端部相连接的另一侧天线部，所述IC标签及所述一侧天线部与所述另一侧天线部以在所述传送带的宽度方向上间隔开的方式设置，使得所述同轴电缆处于沿所述传送带的宽度方向延伸的状态，从所述检测器向所述另一侧天线部发射电波，并通过所述计算部判断，所述检测器是否接收到响应于所述电波从所述IC标签通过所述同轴电缆及所述另一侧天线部发射的电波，并基于所述判断结果，检测在埋设有所述同轴电缆的范围内是否发生所述传送带的纵向撕裂。
本发明的传送带的纵向撕裂检测方法中使用埋设在传送带中的埋设体、以不接触所述传送带的方式与所述埋设体进行无线通信的检测器、以及与所述检测器相连接的计算部，所述传送带的纵向撕裂检测方法的特征在于，所述埋设体具有与同轴电缆的一端部相连接的一侧天线部、与另一端部相连接的另一侧天线部、以及与所述一侧天线部相连接的无源IC标签，将所述一侧天线部及所述IC标签和所述另一侧天线部以在所述传送带的宽度方向上间隔开的方式设置，使得所述同轴电缆处于在所述传送带的宽度方向上延伸的状态，从所述检测器向所述另一侧天线部发射电波，通过所述计算部判断，所述检测器是否接收到响应于所述电波从所述IC标签通过所述同轴电缆及所述另一侧天线部发射的电波，并基于所述判断结果，检测在埋设有所述同轴电缆的范围内是否发生所述传送带的纵向撕裂。
发明效果
根据本发明，埋设体具有包括无源IC标签、同轴电缆、连接到同轴电缆两端部的一侧天线部、以及另一侧天线部的简单结构。因此，埋设体可由通用部件构成，在降低成本的方面是有利的。并且，作为检测器，只要具有能够与该埋设体之间进行无线通信的规格即可，因此可以用通用部件构成，在降低成本方面是有利的。
并且，当同轴电缆埋设在传送带中发生纵向撕裂的位置时，其同轴电缆会断裂，因此即使从所述检测器朝向所述另一侧天线部发射电波，也不会响应于该电波从所述IC标签发射电波。因此，基于所述检测器是否接收到通过所述另一侧天线部发射的电波，可掌握是否发生纵向撕裂。随着埋设体的低成本化，与传统的环形天线等相比，埋设体相对于传送带的埋设间距可以充分减小，因此有利于准确地检测是否发生纵向撕裂。
附图说明
图1是从传送带的侧面视角观察到的设置于传送装置的本发明的传送带的纵向撕裂检测装置的示例性说明图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的传送带的放大剖视图的示例性说明图。
图4是图3的另一侧天线部周围的放大图。
图5是图3的一侧天线部周围的放大图。
图6是以俯视视角观察图3的传送带的示例性说明图。
图7是以俯视视角观察图6的埋设体的示例性说明图。
图8是以仰视视角观察图7的埋设体的示例性说明图。
图9是以侧面视角观察图7的埋设体的示例性说明图。
图10是以传送带的剖面视图示出检测装置的另一实施方式的示例性说明图。
图11是以俯视视角观察图10的传送带的示例性说明图。
图12是以传送带的剖面视图示出检测器的配置的变形例的说明图。
图13是以传送带的俯视视角观察埋设体的埋设状态的变形例的说明图。
具体实施方式
以下，基于图中所示的实施方式来描述本发明的传送带的纵向撕裂检测装置及方法。
图1～图6中所示的本发明的传送带的纵向撕裂检测装置1(以下称为检测装置1)设置于传送装置14。在传送装置14的一对带轮15a、15b之间架设有传送带17。在带轮15a、15b之间，传送带17由多个支承辊16支撑。图中的箭头L表示传送带17的长度方向，箭头W表示传送带17的宽度方向。
传送带17由上盖橡胶20、下盖橡胶21、以及设置于两者之间的芯体层18一体形成。芯体层18具有在宽度方向W上并列并沿长度方向L延伸的多根钢帘线19。芯体层18不限于钢帘线19，也可以是由帆布等构成的纤维层。根据需要，传送带17设置有其他部材。
在传送装置14的载体侧，传送带17的下盖橡胶21由支承辊16支撑，使得传送带17呈宽度方向W的中央部向下方突出的槽形。输送物C被放置于上盖橡胶20的上表面并进行输送。在传送装置14的返回侧，传送带17的上盖橡胶20由支承辊16以平坦的状态支撑。
检测装置1检测在传送带17中发生向长度方向L延伸的龟裂(所谓的纵向撕裂)。检测装置1具有埋设在传送带17中的埋设体2、检测器10、以及计算部12。在该实施方式中，还具有警告器13。可任意设置警告器13。
多个埋设体2以在长度方向L上间隔开的方式埋设。在每个埋设体2与检测器10之间进行无线通信。在本发明中，用于无线通信的电波频率主要是UHF频段(因国家而异，但在860MHz以上且930MHz以下的范围，在日本是915MHz以上且930MHz)，也可以使用HF频段(13.56MHz)。
如图7～图9所示，埋设体2具有无源IC标签3、与IC标签3相连接的一侧天线部4、另一侧天线部5、以及同轴电缆6。一侧天线部4与同轴电缆6的一端部相连接，另一侧天线部5与同轴电缆6的另一端部相连接。在该实施方式中，埋设体2埋设于下盖橡胶21中，但也可设定为埋设于上盖橡胶20中的规格。为了保护埋设体2免受输送物C等的影响，优选将埋设体2埋设于下盖橡胶21而不是上盖橡胶20。
IC标签3采用一般流通的规格，例如可使用RFID标签。优选地，IC标签3的尺寸规格尽可能地小，例如纵向尺寸为15mm以下，更优选为10m以下，横向尺寸为60mm以下，更优选为50mm以下，厚度为1mm以下，更优选为0.5mm以下。并且，使用耐热温度为200℃左右的IC标签3。
在IC标签3中存储有除了其标签的识别号等固有信息之外的任意必要信息。IC标签3以与一侧天线部4重叠的状态设置，并与一侧天线部4相连接。
一侧天线部4具有形成在基板上的由金属制成的天线板4a、4b。天线板4a、4b彼此间隔设置。另一侧天线部5具有形成在基板上的由金属制成的天线板5a、5b。天线板5a、5b彼此间隔设置。
优选地，一侧天线部4的尺寸规格尽可能地小，例如纵向尺寸为15mm以下，更优选为10mm以下，横向尺寸为60mm以下，更优选为50mm以下，厚度为1mm以下，更优选为0.5mm以下。优选地，另一侧天线部5的尺寸规格尽可能地小，例如纵向尺寸为15mm以下，更优选为10m以下，横向尺寸为150mm以下，更优选为120mm以下，厚度为1mm以下，更优选为0.5mm以下。在该实施方式中，一侧天线部4的面积为50％左右，比另一侧天线部5更小，但也可以与另一侧天线部5具有相同面积。
同轴电缆6采用一般流通的规格。同轴电缆6具有作为内部导体的芯线7、覆盖芯线7的周围的绝缘层8、覆盖绝缘层8的周围的外部导体层9。同轴电缆6的外径例如约为1mm以上且3mm以下。
在同轴电缆6的一端部，芯线7通过焊接等连接到一个天线板4a，而不连接到另一个天线板4b。并且，外部导体层9通过焊接连接到另一个天线板4b，而不连接到一个天线板4a。在同轴电缆6的另一端部，芯线7通过焊接等连接到一个天线板5a，而不连接到另一个天线板5b。并且，外部导体层9通过焊接等连接到另一个天线板5b，而不连接到一个天线板5a。一侧天线部4和另一侧天线部5总的每一个暴露表面被绝缘体覆盖。
IC标签3及一侧天线部4埋设于传送带17的宽度方向W的一端部，另一侧天线部5埋设于传送带17的宽度方向W的另一端部，IC标签3及一侧天线部4与另一侧天线部5以在宽度方向W上间隔开的方式设置。同轴电缆6以向宽度方向W延伸的状态埋设在传送带17中。在该实施方式中，如图6所示，同轴电缆6相对于宽度方向W平行延伸，并且相对于宽度方向W基本上以0°倾斜角度延伸。优选地，每一个同轴电缆6以覆盖芯体层18的整个宽度的方式延伸。
当制造传送带17时，将埋设体2在成型工艺中放置在未硫化的下盖橡胶21或上盖橡胶20中，然后经过硫化工艺，将埋设到传送带17的埋设体2与下盖橡胶21或上盖橡胶20一体形成。为了将一侧天线部4、另一侧天线部5牢固地粘合到埋设的下盖橡胶21或上盖橡胶20，在传送带17的成型工艺中，将浸渍有浸渍液的纤维层等介于与下盖橡胶21或上盖橡胶2的粘合面。
各个埋设体2例如在长度方向L上以5m以上且20m以下的间隔埋设。即，优选地，埋设体2的埋设间距P在5m以上且20m以下的范围内，更优选为等间距。当考虑到纵向撕裂的检测精度和成本等时，埋设体2的埋设间距P为10m左右是合适的。此外，在附图中，埋设间距P显示得比原来更短。
检测器10设置在传送带10的附近位置，以不与传送带17接触的方式与埋设体2进行无线通信。检测器10具有电波R1的送信部和电波R2的接收部。检测器10向另一侧天线部5发射电波R1。并且，响应于电波R1来接收从另一侧天线部5发射的电波R2，并获取存储在与电波R2一同发送的IC标签3的信息。
作为检测器10，采用可以在无源RFID标签等之间进行无线通信的一般流通的规格。由此，IC标签3和检测器10构成RFID(RadioFrequencyIDentification)系统。
在该实施方式中，检测器10可设置于传送装置14的返回侧，但也可设置于载体侧。检测器10与另一侧天线部5最接近时的两者间隔距离例如设定在1m以内。即，检测器10优选设置于当另一侧天线部5通过检测器10的前方时检测器10与另一侧天线部5之间的间隔距离为1m以下的位置。
计算部12通过有线或无线连接到检测器10。计算机等用作计算部12。由检测器10获得的信息输入到计算部12中。并且，在计算部12中存储有每个IC标签3的传送带17中的埋设位置数据(至少长度方向L的位置数据)。
警告器13用于向周围通知纵向撕裂的发生。作为警告器13，可例举警报装置、警告灯、警告指示器等。警告器13通过有线或无线连接到计算部12，其动作由计算部12控制。当判断发生纵向撕裂时，计算部12启动警告器13。
接着，描述使用检测装置1来检测是否发生纵向撕裂的方法的步骤的示例。
如图1～图3所示，在传送装置14的工作中(传送带17的运转中)，从检测器10向另一侧天线部5发射电波R1。若埋设体2是完好的，则该电波R1通过另一侧天线部5、同轴电缆6及一侧天线部4输入到IC标签3中。IC标签3按照所输入的电波R1来发射电波R2。该电波R2通过一侧天线部4、同轴电缆6及另一侧天线部5向检测器10进行发射。通过接收该电波R2，检测器10获取存储在与电波R2一同发送的IC标签3中的信息。由检测器10获得的信息被输入到计算部12。
另一方面，当传送带17中发生纵向撕裂时，同轴电缆6在发生了纵向撕裂的范围内断裂。结果，即使从检测器10向另一侧天线部5发射电波R1，IC标签3不会响应于电波R1发射电波R2。因此，检测器10不会接收电波R2，由检测器10获得的信息也不会输入到计算部12。
计算部12根据有无从检测器10输入的信息，判断检测器10是否接收到电波R2。当信息从检测器10输入到计算部12时，判断为检测器10已接收到电波R2。在该判断结果的情况下，推断埋设体2是完好的，并且判断为在埋设有同轴电缆6的范围内没有发生纵向撕裂(未检测到纵向撕裂的发生)。
当信息未从检测器10输入到计算部12时，判断为检测器10未接收到电波R2。在该判断结果的情况下，推断同轴电缆6断裂，并且判断为在埋设有同轴电缆6的范围内发生了纵向撕裂(检测到纵向撕裂的发生)。
当检测到纵向撕裂的发生时，警告器13被激活以向周围通知纵向撕裂的发生。在计算部12中存储有每个IC标签3的传送带17中的埋设位置，因此清楚地知道无法获取固有信息的IC标签3的埋设位置。因此，可以指定正在发生纵向撕裂的传送带17的位置(范围)。
识别出纵向撕裂的发生的管理人员在适当的时机停止传送带17的运转，并采取如修复发生纵向撕裂的范围等的措施。在结束该措施之后，重新开始传送带17的运转。
该检测装置1是简单的结构，其中，埋设体2具有无源IC标签3、同轴电缆6、与同轴电缆6的两端部相连接的一侧天线部4、以及另一侧天线部5。因此，埋设体2可由通用部件构成，这在降低成本方面是有利的。并且，检测器10只要是能够在该埋设体2之间进行无线通信的规格即可，因此可由通用部件构成，这在降低成本方面是有利的。
并且，由于同轴电缆6在传送带中发生纵向撕裂的位置处发生断裂，因此即使从检测器10向另一侧天线部5发射电波R1，电波R2也不会响应于该电波R1从IC标签3发射。因此，基于检测器10是否接收到通过另一侧天线部5发射的电波R2，可以准确地掌握是否发生纵向撕裂。随着埋设体2的低成本化，在预定成本的约束下，埋设体2相对于传送带17的埋设间距P与传统的环形天线等相比可以足够小，因此有利于准确地检测是否发生纵向撕裂。
图8、图9中所示的检测装置1的另一实施方式具有添加到先前的实施方式的标签侧检测器11。其他结构与先前的实施方式基本相同。
标签侧检测器11设置于传送带10的附近位置以不接触传送带17的方式与埋设体2进行无线通信。标签侧检测器11具有电波R3的送信部和电波R4的接收部。标签侧检测器11向一侧天线部4发射电波R3。并且，标签侧检测器11接收响应于电波R3从IC标签3通过一侧天线部4发射的电波R4，并获取存储在与电波R4一同发送的IC标签3中的信息。此外，优选地，电波R3、R4与电波R1、R2具有不同的频率。
与检测器10一样，标签侧检测器11采用能够在无源RFID标签等之间进行无线通信的一般流通的规格。标签侧检测器11和检测器10可具有相同的规格。由此，IC标签3和标签侧检测器11构成RFID(RadioFrequencyIDentification)系统。
在该实施方式中，标签侧检测器11可设置于传送装置14的返回侧，但也可设置于载体侧。标签侧检测器11与一侧天线部4最接近时的两者间隔距离例如设定在1m以内。即，标签侧检测器11优选设置于当一侧天线部4通过标签侧检测器11的前方时标签侧检测器11与一侧天线部4之间的间隔距离为1m以下的位置。由标签侧检测器11取得的信息输入到计算部12中。
即使同轴电缆6没有断裂，例如当IC标签3发生故障时，即使从检测器10发射电波R1，电波R2也不会响应于电波R1从IC标签3发射。因此，在先前的实施方式中，即使同轴电缆6断裂，也存在判断为发生了纵向撕裂的风险。为了避免这种错误检测，在该实施方式中，计算部12判断响应于电波R3从IC标签3通过一侧天线部4发射的电波R4的根据标签侧检测器11的接收强度的程度。
当IC标签3损坏时，即使从标签侧检测器11向一侧天线部4发射电波R3，IC标签3也不会响应于电波R3发射电波R4。因此，标签侧检测器11不会接收电波R4，由标签侧检测器11取得的信息也不会输入到计算部12中。因此，当计算部12判断标签侧检测器11未接收到电波R4(电波R4的接收强度为0)时，判断为IC标签3损坏。
另一方面，当IC标签3完好且同轴电缆6断裂时，与同轴电缆6完好的情况相比，响应于电波R3从IC标签3发射的电波R4的强度发生变化(变弱)。因此，利用了电波R4的强度发生变化的这一特性。
当同轴电缆6完好时，预先掌握响应于电波R3从IC标签3发射的电波R4的强度(参考强度)并存储在计算部12中。并且，标签侧检测器11接收响应于电波R3从IC标签3发射的电波R4时的强度与参考强度进行比较，基于其比较结果，可以掌握同轴电缆6是否断裂。当标签侧检测器11接收电波R4时的强度比参考强度更弱时，判断同轴电缆6断裂。因此，通过将检测器10进行的是否接收电波R2的判断与标签侧检测器11进行的电波R4的接收强度的程度的判断进行组合，可以更可靠地掌握同轴电缆6断裂。结果，有利于准确地检测纵向撕裂的发生
如此，基于标签侧检测器11进行的针对电波R4的接收强度的程度判断结果，可掌握同轴电缆6的损坏状态或IC标签3的损坏状态。埋设体2是在特定程度的期间后失效的消耗品。通过使用标签侧检测器11，可以掌握非完好状态的埋设体2和其埋设位置，因此非常有利于有效进行埋设体2的维护。
可以使一侧天线部4、另一侧天线部5分别比设置于最靠近宽度方向W端侧的钢帘线19更向宽度方向W外侧突出。通过这种结构，用于无线通信的电波不太可能受到芯体层18(钢帘线19)的影响，并且在某些情况下可以增加与检测器10或标签侧检测器11之间的无线通信距离。
在上述的各个实施方式中，检测器10及标签侧检测器11设置在传送带1的宽度方向W内侧位置，但如图12所示，也可以设置在宽度方向W的外侧位置。在某些情况下，在传送装置14的内侧不能确保用于设置检测器10或标签侧检测器11的足够的空间。在这种条件下，可将检测器10或标签侧检测器11设置在传送带17的外侧的开放空间中。当设置成这种结构时，还可以容易地进行检测器10或标签侧检测器11的维护工作。
如图13所示，同轴电缆6不仅可以在宽度方向W上平行延伸，还可以相对于宽度方向W倾斜延伸。在图13中，同轴电缆6相对于宽度方向W以-30°的倾斜角度g延伸。此外，在图13中，负(-)的倾斜角度意味着向右下方倾斜，正(+)倾斜角度意味着向右上方倾斜。
例如，同轴电缆6可以相对于宽度方向W以+45°以下且-45°以下的倾斜角度g延伸。当同轴电缆6相对于宽度方向W倾斜延伸时，与倾斜角度g为零的情况相比，有利于进一步减小传送带17通过带轮15a、15b的周围时弯曲刚度的变化(平滑地改变)。
附图标记说明
1：检测装置
2：埋设体
3：IC标签
4：一侧天线部
4a、4b：天线板
5：另一侧天线部
5a、5b：天线板
6：同轴电缆
7：芯线(内部导体)
8：绝缘层
9：外部导体层
10：检测器
11：标签侧检测器
12：计算部
13：警告器
14：传送装置
15a、15b：带轮
16：支承辊
17：传送带
18：芯体层
19：钢帘线
20：上盖橡胶
21：下盖橡胶
C：输送物
Claims (6)
1.一种传送带的纵向撕裂检测装置，所述装置包括埋设于传送带中的埋设体、以不接触所述传送带的方式与所述埋设体进行无线通信的检测器以及与所述检测器相连接的计算部，所述传送带的纵向撕裂检测装置的特征在于，
所述传送带的纵向撕裂检测装置被配置为：
所述埋设体包括无源IC标签、与所述IC标签相连接的一侧天线部、一端部与所述一侧天线部相连接的同轴电缆、以及与所述同轴电缆的另一端部相连接的另一侧天线部，
所述IC标签及所述一侧天线部与所述另一侧天线部以在所述传送带的宽度方向上间隔开的方式设置，使得所述同轴电缆处于沿所述传送带的宽度方向延伸的状态，
从所述检测器向所述另一侧天线部发射电波，并通过所述计算部判断，所述检测器是否接收到响应于所述电波从所述IC标签通过所述同轴电缆及所述另一侧天线部发射的电波，并基于所述判断结果，检测在埋设有所述同轴电缆的范围内是否发生所述传送带的纵向撕裂。
2.根据权利要求1所述的传送带的纵向撕裂检测装置，其中，所述埋设体埋设于所述传送带的下盖橡胶中。
3.根据权利要求1或2所述的传送带的纵向撕裂检测装置，其中，
所述传送带的纵向撕裂检测装置被配置为：
作为所述检测器，还包括向所述一侧天线部发送电波以不接触所述传送带的方式与所述埋设体进行无线通信的标签侧检测器，从所述标签侧检测器向所述一侧天线部发射电波，所述计算部判断，响应于所述电波从所述IC标签通过所述一侧天线部发射的电波的所述标签侧检测器的接收强度程度，并基于所述判断结果，掌握所述同轴电缆的损坏状态或所述IC标签的损坏状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传送带的纵向撕裂检测装置，其中，所述埋设体在所述传送带的长度方向上以5m以上且20m以下的间隔埋设。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的传送带的纵向撕裂检测装置，其中，所述同轴电缆相对于所述传送带的宽度方向以+45°以下且-45°以下的倾斜角度延伸。
6.一种传送带的纵向撕裂检测方法，所述检测方法中使用埋设在传送带中的埋设体、以不接触所述传送带的方式与所述埋设体进行无线通信的检测器以及与所述检测器相连接的计算部，所述传送带的纵向撕裂检测方法的特征在于，
所述埋设体具有与同轴电缆的一端部相连接的一侧天线部、与另一端部相连接的另一侧天线部、以及与所述一侧天线部相连接的无源IC标签，将所述一侧天线部及所述IC标签和所述另一侧天线部以在所述传送带的宽度方向上间隔开的方式设置，使得所述同轴电缆处于在所述传送带的宽度方向上延伸的状态，从所述检测器向所述另一侧天线部发射电波，通过所述计算部判断，所述检测器是否接收到响应于所述电波从所述IC标签通过所述同轴电缆及所述另一侧天线部发射的电波，并基于所述判断结果，检测在埋设有所述同轴电缆的范围内是否发生所述传送带的纵向撕裂。
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