CN1978294B - 运输机皮带纵裂的检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运输机皮带纵裂的检测方法和装置。一种运输机皮带纵裂的检测方法，其特征是在运输机托辊固定底座处设置应变式测力传感器，测力传感器输出托辊受力情况参数信号，经运算控制器进行比较运算后，输出有无皮带纵裂的信号。本发明可以在皮带将要发生纵裂时或发生纵裂初期及时发出信号，防止皮带发生纵裂或纵裂事故扩大，有效提高物料输送系统的运行安全性。

Description

运输机皮带纵裂的检测方法和装置

(一)技术领域

本发明涉及运输机皮带纵裂的检测方法和装置。

(二)背景技术

散状物料皮带运输机广泛应用于冶金、港口、电厂等有散状物料输送的场合。皮带运输机在输送散状物料时，输送皮带的工作面往往会被运输物料中混入的大件异物，顺输送皮带运行方向撕裂，称之为皮带纵裂。容易造成皮带纵裂的物质如：物料加工运输过程中机械设备上掉入的钢铁件及其它大块杂物等。一旦输送皮带发生纵裂，对连续化生产的物料输送系统造成的经济损失极大。因为皮带发生纵裂一般数十米，上百米甚至数千米，发生大面积纵裂后难以修复，更换时间长，并造成长时间的停产损失。而且输送皮带本身价格高，一根长皮带往往价值数百万元。

现有的防止皮带纵裂技术大致有四类，1、预埋感应物皮带纵裂检测型。如中国专利00243858.5，01259598.5，00205550.3，这种检测技术是在运输皮带中预埋感应线圈，再在运输皮带运行时线圈经过的地方布置感应装置，以检测感应线圈是否被划断，如果检测到感应线圈被划断，则证明运输皮带发生纵裂。这种皮带纵裂检测技术造价高，而且在运输皮带使用过程中由于皮带磨损、拉伸等原因使感应线圈经常造成断裂，引发误报警，由于感应线圈是在皮带制作过程中预埋的，一旦损坏难以修复。2、绊索式皮带纵裂检测型。如中国专利86204739，03270393.7，这种检测技术是在皮带运输机的尾部受料溜槽下方，皮带缓冲托辊迎料流方向的前方平行缓冲托辊设置一根钢丝绊索。当运输皮带运行中从受料溜槽内落下大件异物划破皮带碰到钢丝绊索时，钢丝绊索带动连在钢丝一边的检测开关，检测开关动作发出皮带纵裂信号。这是一种典型的装置，与这种装置技术类似改进的有多种，如直接在缓冲托辊前方设置橡胶包裹的检测开关等，但其检测原理与方法都是相同的。这种皮带纵裂检测技术一定要皮带已经发生纵裂，而且已经划穿时才有可能检测到。从作用机理可以分析得出这种皮带纵裂检测技术的检出概率较低，可靠性也较差。3、撒料检测型皮带纵裂检测技术。如中国专利94221344.0，01225979.9，01225979.9，03214431.8，这种技术的检测工作原理是，在皮带发生纵裂裂开后，检测撒落的物料，来判断皮带已经发生纵裂。这种检测技术的检测装置形式有：天平式，当撒落的物料达到一定的量时，使天平发生倾斜，压动检测开关发出信号。光电式，当撒落的物料达到一定的堆积量时，使检测光遮断，控制装置发出信号；等等其它多种类型。这种皮带纵裂检测技术的检出概率较低，可靠性也较差。4、落料溜槽检测型皮带纵裂检测技术。如中国专利88213577.5，95214305.4，95213187.0，97246284.8，03207306.2，这种技术的检测工作原理是，在落料溜槽的特定位置设置若干检测开关和机械连接装置，当运输物料中有大件异物卡在落料溜槽与运输皮带间时，由于运行中皮带的前行力推动大件异物向前，压迫落料溜槽内的纵裂检测装置的机械部分，通过机械连接带动检测开关发出纵裂检测信号，这种皮带纵裂检测技术误动作多、可靠性差。当然，这种皮带纵裂检测技术具体的装置形式也有多种形式。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种运输机皮带纵裂的检测方法和装置，该检测方法和装置可以在皮带将要发生纵裂时或发生纵裂初期及时发出信号，防止皮带发生纵裂或纵裂事故扩大，有效提高物料输送系统的运行安全性。

本发明是这样实现的：一种运输机皮带纵裂的检测方法，其特征是在运输机托辊固定底座处设置应变式测力传感器，测力传感器输出托辊受力情况参数信号，经运算控制器进行比较运算后，输出有无皮带纵裂的信号。

上述的运输机皮带纵裂的检测方法，所述运算控制器具有自学习功能，首先对第二暂存器清零，对第1至第N号的传感器信号进行扫描采集，采集信号刷新第一暂存器，将第一暂存器与第二暂存器内的信号比较后，将大于信号刷新第二暂存器，并在显示器上显示。

上述的运输机皮带纵裂的检测方法，所述运算控制器按下列步骤进行：(1)运算控制器收到测力传感器输出的信号后，使用运算控制器中的编码功能，对各测力传感器进行编码定义；(2)使皮带运输机带料运行，使用运算控制器中的自学习功能，将各测力传感器的运行参数读入运算控制器中相应的存储器，并使各测力传感器的运行参数与其编码定义一一对应；(3)使用运算控制器中的设定功能，对测力传感器信号的动作值进行范围设定；(4)将运算控制器设置到正常检测工作状态进行检测；一旦在正常的运行检测中，检测到某一个测力传感器的运行参数大于预先设定的动作值范围，运算控制器即输出皮带纵裂检测报警信号，送达皮带运输机控制系统；同时在运算控制器的显示屏上显示某编号测力传感器运行参数超动作值范围。

一种运输机皮带纵裂的检测装置，其特征是包括测力传感器和运算控制器，测力传感器安装在运输机托辊支架底座处，测力传感器输出接运算控制器，运算控制器包括多路输入电路、输入选择电路、CPU微处理器、存储电路、显示器和设定器、信号输出电路，多路输入电路接受输入信号后输出接输入选择电路，CPU微处理器与输入选择电路、存储电路、显示器和设定器相连接并进行数据交换，CPU微处理器输出信号接信号输出电路后送往皮带机控制系统。

上述的运输机皮带纵裂的检测装置，所述测力传感器为两侧受力差动式，传感器的两组测力应变片分别置于传感器内部的两个力臂上，两组应变片连接成桥式电路输出。测力传感器安装在运输机托辊底座处的两侧支架下；或者是测力传感器安装在运输机托辊底座处的一侧支架下，另一侧支架由垫高支架支撑。

本发明可以在皮带将要发生纵裂时或发生纵裂初期及时发出信号，防止皮带发生纵裂或纵裂事故扩大，有效提高物料输送系统的运行安全性。

(四)附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为皮带运输机发生意外情况示意图；

图2为皮带运输机受料溜槽下托辊正常受力情况示意图；

图3为皮带运输机受料溜槽下托辊异常受力情况示意图；

图4为测力传感器在托辊支架上的结构示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为运输机皮带纵裂的检测装置电气框图；

图7为运输机皮带纵裂的检测装置信号处理流程图。

图中：1托辊支架，2皮带机尾轮，3运输皮带，4皮带机上托辊，5检测传感器，6卸料皮带机，7运输物料，8落料溜槽，9溜槽衬板，10大件异物，11溜槽出料口，12皮带纵裂点，13受料皮带机；21皮带机架，22底座固定螺栓，23辊筒支架，24应变片，25内部力臂，26垫高支架，27传感器固定螺栓；29运算控制器，30输入电路，31输入选择电路，32显示器和设定器，33 CPU微处理器，34存储电路，35信号输出电路。

(五)具体实施方式

参见图1，一种运输机皮带纵裂的检测方法，是在运输机托辊4固定底座处设置应变式测力传感器5，测力传感器5输出托辊4受力情况参数信号，经运算控制器29进行比较运算后，输出有无皮带纵裂的信号。

本发明是在分析了运输机皮带3运行时，托辊4处受力情况后得出的。参见图2、图3，皮带运输机在正常运行时，缓冲托辊4及支架1受到一个来自皮带及物料的重力P1，和一个与皮带3运行方向相同的皮带摩擦托辊力F2，由于托辊4在皮带3摩擦的作用下会旋转，所以托辊支架1实际所受到的力较小。重力P1和皮带摩擦托辊力F2共同作用在辊筒支架1上合成力F5。根据托辊支架1的结构和安装方式会形成分力F3和F4，分别作用于垫高支架的前后两侧，而且分力F3大于分力F4，两个分力方向相同。

根据皮带3在溜槽部发生纵裂的实际情况分析，如果纵裂发生时，缓冲托辊4及支架1除了受到正常运行情况时的重力P1、皮带摩擦托辊力F2以外，还会受到一个由异物产生的异常推力F6。如果要造成皮带3纵裂，这个异常推力应该远大于正常情况下的皮带摩擦托辊力F2。由于异常推力的作用可能会使原来旋转的托辊4停止，这时皮带3摩擦托辊力F2会迅速增大。异常推力F6和皮带摩擦托辊力F2的作用方向相同，在此情况下异常推力F6和皮带摩擦托辊力F2相加后，会产生一个很大的水平推力，使托辊支架1的受力情况发生急剧的异常改变。根据托辊支架1的结构和安装方式同样会形成分力F3和F4，分别作用于支架底座的前后两侧，而且分力F3远大于分力F4(矢量)，由于在支点A的作用下，两个分力方向甚至会相反。这个托辊底座上的前后两个分力被传到安装在托辊底座下的测力传感器5上，就可以测定辊筒支架1的向前推力，以此来检测皮带3纵裂故障，防止皮带3纵裂事故的产生和扩大。

一种运输机皮带纵裂的检测装置，包括测力传感器5和运算控制器29。

参见图4、图5，测力传感器5为应变式测力传感器，其结构为两侧受力差动式，传感器5的两组测力应变片24A、24B分别置于传感器5内部的两个力臂25A、25B上，两组应变片24A、24B连接成桥式电路输出。这样，当两边受力不一致时就会有一个电量输出。两边受力相差越大，输出的电量也就越大。每台皮带运输机测力传感器5的安装数量，根据落料溜槽8下部的托辊4数量以及需要保护的范围决定。测力传感器5在每个需要安装传感器托辊支架1上的安装形式有两种，双传感器形式和单传感器形式。双传感器形式是在托辊支架1左右两个底座上各安装一个测力传感器5，即每个托辊支架1安装两个测力传感器5。单传感器形式只在托辊支架1左侧或右侧的一个底座上安装测力传感器5，另一侧需要安装一个与测力传感器5外形尺寸相同的垫高支架26，即每个托辊支架1只需安装一个测力传感器5。

参见图6，测力传感器5输出接运算控制器29，运算控制器29包括多路输入电路30、输入选择电路31、CPU微处理器33、存储电路34、显示器和设定器32、信号输出电路35，多路输入电路30接受输入信号后输出接输入选择电路31，CPU微处理器33与输入选择电路31、存储电路34、显示器和设定器32相连接并进行数据交换，CPU微处理器33输出信号接信号输出电路35后送往皮带机控制系统。

参见图7，运算控制器采用了自学习功能设计，首先对第二暂存器清零，在CPU微处理器的控制下通过输入选择电路对第1至第N号的传感器信号进行扫描采集，采集信号刷新后存入第一暂存器，将第一暂存器与第二暂存器内的信号比较后，如果第一暂存器数值大于第二暂存器则将信号刷新第二暂存器，并显示刷新后的信号值，经人工确认后存入非易失寄存器记忆。由于运算控制器具有了自学习功能，它可以对每个测力传感器在具体工作中的参数进行自学习。这样对所有使用的测力传感器的参数一致性就没有特别的要求，只要求在一定的范围内即可以。

参见图7，运算控制器29是按下列步骤进行：(1)运算控制器29通过输入选择电路31收到测力传感器5输出的信号后，使用运算控制器29中的编码功能，对各测力传感器5进行编码定义；(2)使皮带运输机带料运行，使用运算控制器29中的自学习功能，将各测力传感器5的运行参数读入运算控制器29中相应的存储器34，并使各测力传感器5的运行参数与其编码定义一一对应；(3)使用运算控制器29中的设定功能，对测力传感器5信号的动作值进行范围设定；(4)将运算控制器29设置到正常检测工作状态进行检测；一旦在正常的运行检测中，检测到某一个测力传感器5的运行参数大于预先设定的动作值范围，运算控制器29即输出皮带纵裂检测报警信号，送达皮带运输机控制系统；同时在运算控制器29的显示屏32上显示某编号测力传感器5运行参数超动作值范围，此显示可一直保持到处理、检查纵裂故障后，人工进行复位，并存入历史记录以备日后查看。

本发明可以在皮带将要发生纵裂时或发生纵裂初期及时发出信号，防止皮带发生纵裂或纵裂事故扩大，有效提高物料输送系统的运行安全性。

Claims (7)

1.一种运输机皮带纵裂的检测方法，其特征是在运输机托辊支架固定底座处设置应变式测力传感器，测力传感器输出托辊受力情况参数信号，经运算控制器进行比较运算后，输出有无皮带纵裂的信号。 

2.根据权利要求1所述的运输机皮带纵裂的检测方法，其特征是运算控制器具有自学习功能，首先对第二暂存器清零，对第1至第N号的传感器信号进行扫描采集，采集信号刷新第一暂存器，将第一暂存器与第二暂存器内的信号比较后，将大于信号刷新第二暂存器，并在显示器上显示。 

3.根据权利要求1或2所述的运输机皮带纵裂的检测方法，其特征是运算控制器按下列步骤进行：(1)运算控制器收到测力传感器输出的信号后，使用运算控制器中的编码功能，对各测力传感器进行编码定义；(2)使皮带运输机带料运行，使用运算控制器中的自学习功能，将各测力传感器的运行参数读入运算控制器中相应的存储器，并使各测力传感器的运行参数与其编码定义一一对应；(3)使用运算控制器中的设定功能，对测力传感器信号的动作值进行范围设定；(4)将运算控制器设置到正常检测工作状态进行检测；一旦在正常的运行检测中，检测到某一个测力传感器的运行参数大于预先设定的动作值范围，运算控制器即输出皮带纵裂检测报警信号，送达皮带运输机控制系统；同时在运算控制器的显示屏上显示某编号测力传感器运行参数超动作值范围。 

4.一种运输机皮带纵裂的检测装置，其特征是包括测力传感器和运算控制器，测力传感器安装在运输机托辊支架底座处，测力传感器输出接运算控制器，运算控制器包括多路输入电路、输入选择电路、CPU微处理器、存储电路、显示器和设定器、信号输出电路，多路输入电路接受输入信号后输出接输入选择电路，CPU微处理器与输入选择电路、存储电路、显示器和设定器相连接并进行数据交换，CPU微处理器输出信号接信号输出电路后送往皮带机控制系统。 

5.根据权利要求4所述的运输机皮带纵裂的检测装置，其特征是 测力传感器为两侧受力差动式，传感器的两组测力应变片分别置于传感器内部的两个力臂上，两组应变片连接成桥式电路输出。 

6.根据权利要求4所述的运输机皮带纵裂的检测装置，其特征是测力传感器安装在运输机托辊底座处的两侧支架下。 

7.根据权利要求4所述的运输机皮带纵裂的检测装置，其特征是测力传感器安装在运输机托辊底座处的一侧支架下，另一侧支架由垫高支架支撑。 

Images