KR101280031B1 - detection system of conveyor belt split using fourier coefficients - Google Patents

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Abstract

본 발명은 푸리어계수를 이용한 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템에 관한 것으로서, 컨베이어 벨트상에 주행방향을 따라 식립된 도전성 도선에 전기 유도작용이 발생할 수 있는 교류신호를 송출하는 송신모듈과, 송신모듈에서 송출되어 도전성 도선에 유기된 신호를 검출하고, 검출된 신호로부터 송신모듈의 교류신호 정보를 이용하여 컨베이어 벨트의 파손여부를 판단하는 수신모듈을 구비한다. 이러한 푸리어계수를 이용한 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템에 의하면 벨트의 파손감지 원격으로 할 수 있으면서 감지 정밀도를 높일 수 있다.The present invention relates to a conveyor rubber belt breakage detection system using a Fourier coefficient, and a transmission module for transmitting an AC signal that can cause an electric induction action to the conductive conductors placed along the driving direction on the conveyor belt, and in the transmission module And a receiving module for detecting a signal transmitted to the conductive wire and determining whether the conveyor belt is damaged by using the AC signal information of the transmitting module from the detected signal. According to the conveyor rubber belt damage detection system using the Fourier coefficient, the detection accuracy of the belt can be improved remotely.

컨베이어 벨트, 파손, 퓨리어계수 Conveyor belt, breakage, Fourier coefficient

Description

푸리어계수를 이용한 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템{detection system of conveyor belt split using fourier coefficients}Detection system of conveyor belt split using fourier coefficients

본 발명은 푸리어계수를 이용한 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a conveyor rubber belt breakage detection system using a Fourier coefficient.

고무 컨베이어 벨트는 일반적으로 벨트의 항장력을 유지하고 운반체를 지탱할 목적을 가지고 있는 항장체(Carcass)와 이 항장체를 보호할 목적으로 사용되는 커버고무(Cover Rubber), 그리고 기타 벨트를 제조할 때에 필요한 고무 접착제로 구성되어 있다. 따라서 재질 상 고무로 구성되어 있기 때문에 원료에 의해서 컨베이어 고무벨트가 종종 파손된다. Rubber conveyor belts are generally required for the manufacture of carcasses, which are intended to maintain the belt's tensile strength and to support carriers, cover rubbers used to protect them and other belts. It consists of a rubber adhesive. Therefore, because the material is composed of rubber, the conveyor rubber belt is often broken by the raw material.

컨베이어 고무벨트는 장거리에 걸쳐서 설치되어 있으며, 만일 운송 중에 벨트의 마모나 원료로 인한 파손을 장거리에 걸쳐서 감시할 수 있는 시스템이 현재로서는 설치되어 있지 않고 있다. 따라서 컨베이어 벨트가 파손될 경우 운송중인 원료를 임시적으로 정리하여야 하고 고무벨트를 교환하거나 정비해야하는 보수 작업이 요구된다. Conveyor rubber belts are installed over long distances and there is currently no system for monitoring the belts for long periods of wear or damage to the materials during transportation. Therefore, if the conveyor belt is damaged, the raw materials in transit must be temporarily cleaned up, and maintenance work that requires the replacement or maintenance of the rubber belt is required.

즉, 고무 컨베이어 벨트를 이용하여 물류를 운반하는 도중에 벨트의 파손이 발생했을 경우 벨트 위에 운반중인 재료나 화물은 물론이고 벨트의 수리 및 보수에 상당한 시간이 필요하며, 작업자가 벨트를 수리 및 정비하는 동안은 재료의 운반 작업은 중지되어야 한다. 특히 벨트가 파손되었을 때, 수리 및 정비에 따른 시간적인 문제나 비용을 최소화하는 방법으로 컨베이어 벨트 주위에 일정 간격으로 설치된 비상 정지 스위치나 기타 장치를 이용하여 벨트의 운전을 정지시키고 있다.In other words, if a belt breaks during logistics using a rubber conveyor belt, a considerable time is required for repairing and repairing the belt as well as the material or cargo being carried on the belt. During this time, the transport of the material must be stopped. In particular, when the belt is broken, the belt is stopped by using an emergency stop switch or other device installed at regular intervals around the conveyor belt in a way that minimizes time problems and costs associated with repair and maintenance.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 벨트 내에 전기유도가 가능한 도선을 삽입하여 원격으로 벨트의 파손여부를 감지할 수 있는 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a conveyor rubber belt breakage detection system capable of remotely detecting whether the belt is broken by inserting an electrically conductive wire into the belt.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 푸리어계수를 이용한 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템은 컨베이어 벨트상에 주행방향을 따라 식립된 도전성 도선에 전기 유도작용이 발생할 수 있는 교류신호를 송출하는 송신모듈과; 상기 송신모듈에서 송출되어 상기 도전성 도선에 유기된 신호를 검출하고, 검출된 신호로부터 상기 송신모듈의 교류신호 정보를 이용하여 상기 컨베이어 벨트의 파손여부를 판단하는 수신모듈;을 구비한다.In order to achieve the above object, a conveyor rubber belt breakage detection system using a Fourier coefficient according to the present invention is a transmission module for transmitting an AC signal that may cause an electric induction action to a conductive conductor placed along a driving direction on a conveyor belt. and; And a receiving module for detecting a signal transmitted from the transmitting module and induced in the conductive wire, and determining whether the conveyor belt is damaged by using the AC signal information of the transmitting module from the detected signal.

바람직하게는 상기 송신모듈은 정현파 신호를 생성하는 신호 발생부와; 상기 신호 발생부에서 생성된 정현파 신호를 전력증폭하여 출력하는 제1증폭부와; 상기 제1증폭부에서 출력되는 신호를 상기 컨베이어 벨트로 송출하는 드랜스 듀서;를 구비하고, 상기 수신모듈은 상기 컨베이어벨트의 도전성 도선에 유기되는 신호를 검출하는 수신센서와; 상기 수신센서의 출력신호와 상기 신호발생부의 출력신호를 상호 승산하는 제1승산기와; 상기 수신센서의 출력신호를 위상쉬프하는 위상 쉬프트부와; 상기 위상쉬프트부에서 위상천이된 신호와 상기 신호방생부의 출력신호를 상호 승산하는 제2승산기와; 상기 제1승산기에서 출력되는 신호를 저역필터링하는 제1로우패스필터와; 상기 제2승산기에서 출력되는 신호를 저역필터링하는 제2로우패스 필터와; 상기 제1로우패스필터와 상기 제2로우패스필터의 출력신호를 이용하여 벨트의 파손여부를 판단처리하는 처리부;를 구비한다.Preferably, the transmission module includes a signal generator for generating a sine wave signal; A first amplifier for amplifying and outputting the sine wave signal generated by the signal generator; And a dense producer for transmitting a signal output from the first amplifier to the conveyor belt, wherein the receiving module comprises: a receiving sensor detecting a signal induced in a conductive wire of the conveyor belt; A first multiplier for multiplying the output signal of the reception sensor and the output signal of the signal generator; A phase shift unit which phase shifts an output signal of the reception sensor; A second multiplier for multiplying the phase shifted signal in the phase shift unit and the output signal of the signal generator; A first low pass filter for low-pass filtering the signal output from the first multiplier; A second low pass filter for low-pass filtering the signal output from the second multiplier; And a processor configured to determine whether the belt is damaged by using the output signals of the first low pass filter and the second low pass filter.

상기 상기 제1로우패스필터와 상기 제2로우패스필터는 각각 적분기가 적용되는 것이 바람직하다.Integrators are preferably applied to the first low pass filter and the second low pass filter, respectively.

본 발명에 따른 푸리어계수를 이용한 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템에 의하면, 원격으로 컨베이어 벨트의 파손여부를 감지할 수 있으면서도 벨트의 파손감지 정밀도를 높일 수 있다.According to the conveyor rubber belt damage detection system using the Fourier coefficient according to the present invention, it is possible to remotely detect whether the conveyor belt is damaged, but also to improve the accuracy of detecting the damage of the belt.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 푸리어계수를 이용한 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a conveyor rubber belt breakage detection system using a Fourier coefficient according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in more detail.

도 1은 본 발명에 적용되는 컨베이어 벨트를 개략적으로 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 컨베이어 벨트의 파손여부를 감지하기 위한 감지 시스템의 블록도이다.1 is a view schematically showing a conveyor belt applied to the present invention, Figure 2 is a block diagram of a sensing system for detecting whether the conveyor belt of Figure 1 is damaged.

도 1 및 도 2를 참조하면, 감지 시스템은 컨베이어벨트(10), 송신모듈(20) 및 수신모듈(30)를 구비한다.1 and 2, the sensing system includes a conveyor belt 10, a transmission module 20, and a reception module 30.

컨베이어 벨트(10)는 주행방향을 따라 도전성 도선(15)이 식립되어 있다.The conductive belt 15 is implanted in the conveyor belt 10 along the traveling direction.

송신모듈(20)은 컨베이어 벨트(10)와 이격되게 설치되어 컨베이어 벨트(10)의 주행방향을 따라 식립된 도전성 도선(15)에 전기 유도작용이 발생할 수 있는 교 류신호를 송출한다.The transmission module 20 is installed to be spaced apart from the conveyor belt 10 and transmits an exchange signal in which an electric induction action may occur to the conductive conductor 15 implanted along the running direction of the conveyor belt 10.

송신모듈(20)은 신호발생부(21), 제1증폭부(23) 및 트랜스듀서(25)를 구비한다.The transmission module 20 includes a signal generator 21, a first amplifier 23, and a transducer 25.

신호 발생부(21)는 정현파 신호를 생성하여 출력한다.The signal generator 21 generates and outputs a sine wave signal.

제1증폭부(23)는 신호 발생부(21)에서 생성된 정현파 신호를 전력 증폭하여 출력한다.The first amplifier 23 amplifies and outputs the sine wave signal generated by the signal generator 21.

트랜스듀서(25)는 컨베이어 벨트(10) 하부에 설치되어 제1증폭부(23)에서 출력되는 신호를 컨베이어 벨트(10)로 송출한다.The transducer 25 is installed below the conveyor belt 10 and transmits a signal output from the first amplifier 23 to the conveyor belt 10.

수신모듈(30)은 송신모듈(20)에서 트랜스듀서(25)를 통해 송출되어 도전성 도선(15)에 유기된 신호를 검출하고, 검출된 신호로부터 송신모듈(20)에서 생성한 교류신호 정보를 이용하여 컨베이어 벨트(10)의 파손여부를 판단하도록 되어 있다.The reception module 30 detects a signal transmitted from the transmission module 20 through the transducer 25 and induced in the conductive wire 15, and converts the AC signal information generated by the transmission module 20 from the detected signal. It is to determine whether or not the conveyor belt 10 is damaged.

수신모듈(30)은 수신센서(31), 제2증폭부(33), 대역통과필터(35), 제1승산기(41), 제2승산기(42), 위상쉬프트부(37), 제1적분기(43), 제2적분기(44) 및 처리부(45)를 구비한다.The reception module 30 includes a reception sensor 31, a second amplifier 33, a band pass filter 35, a first multiplier 41, a second multiplier 42, a phase shifter 37, and a first An integrator 43, a second integrator 44, and a processor 45 are provided.

수신센서(31)는 컨베이어 벨트(10)의 도전성 도선(15)에 유기되는 신호를 원격으로 검출한다.The reception sensor 31 remotely detects a signal induced by the conductive wire 15 of the conveyor belt 10.

제2증폭부(33)는 수신센서(31)에서 출력되는 신호가 미약할 때 증폭하기 위한 것이다.The second amplifier 33 is for amplifying when the signal output from the reception sensor 31 is weak.

대역통과필터(35)는 고주파 노이즈 성분을 제거하기 위해 적용된 것으로 신호 발생부(21)에서 발생되는 교류신호의 주파수에 대응되는 대역의 신호를 출력하 도록 적용되면 된다.The band pass filter 35 is applied to remove high frequency noise components, and may be applied to output a signal of a band corresponding to the frequency of the AC signal generated by the signal generator 21.

제1승산기(41)는 대역통과 필터(35)를 거친 수신센서(31)의 출력신호와 신호발생부(21)의 출력신호를 상호 승산하여 출력한다.The first multiplier 41 multiplies the output signal of the reception sensor 31 through the band pass filter 35 and the output signal of the signal generator 21 to output the multiplier.

위상 쉬프트부(37)는 대역통과 필터(35)를 거친 수신센서(31)의 출력신호를 90도 위상천이 시켜 출력한다.The phase shift unit 37 phase shifts the output signal of the reception sensor 31 through the band pass filter 35 by 90 degrees and outputs it.

제2승산기(42)는 위상쉬프트부(37)에서 위상천이된 신호와 신호발생부(21)의 출력신호를 상호 승산하여 출력한다.The second multiplier 42 multiplies the signal shifted in phase by the phase shift unit 37 and the output signal of the signal generator 21 to output the multiplier.

제1적분기(43)는 제1승산기(41)에서 출력되는 신호를 저역필터링하는 제1로우패스필터로서 적용된 것이다.The first integrator 43 is applied as a first low pass filter for low pass filtering the signal output from the first multiplier 41.

제2적분기(44)는 제2승산기(42)에서 출력되는 신호를 저역필터링하는 제2로우패스 필터로서 적용된 것이다.The second integrator 44 is applied as a second low pass filter for low pass filtering the signal output from the second multiplier 42.

처리부(45)는 제1로우패스필터로서 적용된 제1적분기(43)의 출력신호와, 제2로우패스필터로서 적용된 제2적분기(44)의 출력신호를 이용하여 벨트(10)의 파손여부를 판단처리한다.The processor 45 determines whether the belt 10 is damaged by using the output signal of the first integrator 43 applied as the first low pass filter and the output signal of the second integrator 44 applied as the second low pass filter. Judgment process.

바람직하게는 처리부(45)는 제1 및 적분기(43)(44)의 출력신호를 합하여 파손되지 않았을 때의 정상 출력값의 약 1/2정도로 설정된 문턱값과 비교하여 문턱값 보다 낮으면 벨트(10)의 파손으로 판단하고, 문턱값보다 높으면 정상으로 판단하도록 구축된다.Preferably, the processor 45 adds the output signals of the first and integrators 43 and 44 to the belt 10 when the threshold value is lower than the threshold value which is set to about 1/2 of the normal output value when it is not damaged. ) Is judged to be broken, and if it is higher than the threshold, it is constructed to judge normal.

이러한 감시 시스템은 벨트(10) 내에 설치된 도선(15)에 전기 유도 현상을 발생시킬 수 있는 고주파-대 전력의 신호를 트랜스듀서(25)를 통해 무선으로 송출 되게 발생시키고, 수신모듈(30)에서는 벨트(10) 내에 설치된 도선(15)에 유도되는 미소한 신호를 수신센서(31)로 감지하고, 증폭하여 신호의 유무에 따른 벨트(10)의 파손을 감지할 수 있다.Such a monitoring system generates a high frequency-to-power signal that can generate an electric induction phenomenon in the conductive wire 15 installed in the belt 10 to be wirelessly transmitted through the transducer 25, and in the receiving module 30, A small signal induced by the conductive wire 15 installed in the belt 10 may be detected by the reception sensor 31, and amplified to detect breakage of the belt 10 according to the presence or absence of a signal.

이하에서는 이러한 감지 시스템에서 퓨리어 계수를 이용한 감지방법을 더욱 설명한다.Hereinafter, a sensing method using Fourier coefficients in such a sensing system will be further described.

송신 모듈(20)의 정현파를 발생시키는 신호 발생부(21)의 파형을

Figure 112009082146992-pat00001
하고 이 파형이 지연 소자 또는 임의의 채널을 통하여 전송할 경우
Figure 112009082146992-pat00002
의 위상 지연을 갖는다고 하자. 그러면, 수신센서(31)를 통해 수신되어 출력되는 신호
Figure 112009082146992-pat00003
는 채널을 통하면서 진폭 감쇠가 발생하고 위상 지연이 생긴다. 따라서
Figure 112009082146992-pat00004
가 되며,
Figure 112009082146992-pat00005
가 된다. 위의 두 함수를 이용하여
Figure 112009082146992-pat00006
Figure 112009082146992-pat00007
를 구하면 아래의 수학식 1 및 2와 같다.The waveform of the signal generator 21 for generating a sine wave of the transmission module 20
Figure 112009082146992-pat00001
The waveform is transmitted through a delay element or any channel,
Figure 112009082146992-pat00002
Assume that it has a phase delay of. Then, the signal received and output through the receiving sensor 31
Figure 112009082146992-pat00003
Through the channel, amplitude attenuation occurs and phase delay occurs. therefore
Figure 112009082146992-pat00004
Respectively,
Figure 112009082146992-pat00005
. Using the two functions above
Figure 112009082146992-pat00006
Wow
Figure 112009082146992-pat00007
Is obtained as shown in Equations 1 and 2 below.

Figure 112009082146992-pat00008
Figure 112009082146992-pat00008

Figure 112009082146992-pat00009
Figure 112009082146992-pat00009

Figure 112009082146992-pat00010
Figure 112009082146992-pat00010

Figure 112009082146992-pat00011
Figure 112009082146992-pat00011

따라서 위 수학식 1 및 2로 표기된 두 함수의 곱 또는 변조된 신호는 2배의 주파수와 위상차에 따른 코사인(cos) 값에 따라 출력이 변한다. 따라서 2배의 주파수를 제거할 수 있는 저역 통과 필터를 이용하여 두 신호의 곱인 변조 신호를 통과시키면 위상차에 대한 정보를 얻을 수 있다. 그리고

Figure 112009082146992-pat00012
Figure 112009082146992-pat00013
의 신호가 입력되지 않거나
Figure 112009082146992-pat00014
이외의 다른 주파수를 갖는 신호가 입력되면 0이 된다. 따라서 이를 벨트(10)의 파손에 따른 신호의 유무에 적용할 수 있다.Accordingly, the output of the multiplied or modulated signal of the two functions represented by Equations 1 and 2 changes according to the cosine value of the frequency and phase difference of twice. Therefore, when the modulated signal, which is the product of the two signals, is passed using a low pass filter that can remove twice the frequency, information about the phase difference can be obtained. And
Figure 112009082146992-pat00012
I
Figure 112009082146992-pat00013
No signal from
Figure 112009082146992-pat00014
If a signal with a frequency other than this is input, it becomes zero. Therefore, this can be applied to the presence or absence of a signal due to breakage of the belt 10.

< 실험 예 >Experimental Example

먼저, 위상쉬프트부(37)에 대해서는 위상을

Figure 112009082146992-pat00015
만큼 천이시켜야 하고, 이를 위해 연산 증폭기를 이용하여 다음과 같은 전달함수 특성을 갖도록 설계하였다.First, with respect to the phase shift unit 37,
Figure 112009082146992-pat00015
To do this, the op amp is designed to have the following transfer function characteristics.

Figure 112009082146992-pat00016
Figure 112009082146992-pat00016

이때에 위상 천이는 아래의 수학식 4와 같다.At this time, the phase shift is expressed by Equation 4 below.

Figure 112009082146992-pat00017
Figure 112009082146992-pat00017

여기서

Figure 112009082146992-pat00018
로 주어지기 때문에 천이시키고자하는 주파수가 결정되면 이 주파수에 따른
Figure 112009082146992-pat00019
Figure 112009082146992-pat00020
를 결정할 수 있다. here
Figure 112009082146992-pat00018
Given this, if the frequency to be shifted is determined,
Figure 112009082146992-pat00019
and
Figure 112009082146992-pat00020
Can be determined.

한편 제1증폭부(23)로서 정현파를 발생시키는 신호 발생부(21)에서 발생된 신호를 이용하여 트랜스듀서(25)에 충분한 파워를 공급하기 위한 전력 증폭기는 선형 회로를 이용한 전력 증폭기를 사용해도 가능하지만 가격의 문제와 회로 설계의 문제를 고려하면 오히려 전력용 소자를 이용한 스위칭 방법으로 전력 증폭을 하는 방법이 유리할 수 있고, 이러한 점을 고려한 제1증폭부(23)의 예가 도 3에 도시되어 있다.On the other hand, the power amplifier for supplying sufficient power to the transducer 25 using the signal generated by the signal generator 21 generating the sine wave as the first amplifier 23 may use a power amplifier using a linear circuit. However, considering the problem of price and circuit design, a method of amplifying the power may be advantageous in a switching method using a power device, and an example of the first amplifier 23 considering this point is illustrated in FIG. 3. have.

도 3을 참조하면, 트랜스듀서(25)를 구동하는 풀브리지(Full-Bridge)의 각 스위칭 소자의 데드타임(Dead-Time)을 설정하기 위해서 두 개의 원샷(One-shot) 멀티바이브레이터를 이용하여 듀티(Duty) 비를 조정하였고, NPN 다링턴 트랜지스터(Tr)를 이용하여 트랜스포머(Transformer)를 구동하고, 트랜스포머의 출력을 이용하여 풀브리지(Full-Bridge)의 각 스위칭 소자(NPN 다링턴 Tr)를 구동하였다. Referring to FIG. 3, two one-shot multivibrators are used to set the dead-time of each switching element of a full bridge driving the transducer 25. The duty ratio was adjusted, the transformer was driven using the NPN Darlington transistor (Tr), and each switching element of the full bridge (NPN Darlington Tr) was used using the output of the transformer. Was driven.

한편, 수신 센서(31)는 송신 측의 트랜스듀서(25)와 유사한 방법으로 설계하였으며, 페라이트 코어에 직경이 0.4(φ)인 권선을 1300[turn] 감은 것을 적용했다. On the other hand, the reception sensor 31 was designed in a similar manner to the transducer 25 on the transmission side, and applied a winding of 1300 [turn] of a winding having a diameter of 0.4 (φ) to the ferrite core.

또한, 트랜스듀서(25)에서 출력되는 신호는 도선(15)에 유기된 후 수신 센서(31)에 전기적 신호로 유도되고 이 유도된 신호는 대역통과 필터(35)를 이용하여 50[kHz]의 대역 특성을 갖는 신호만을 추출하였고, 이 신호를 앞서 도 2에 도시된 방식으로 위상을 천이시킨 후에 트랜스듀서(25)에 입력되는 신호와 곱하여 위상차에 대한 정보만을 얻기 위해서 저역 통과 필터를 통과시켰다. 이 신호에는 위상차에 대한 저역 신호만의 정보만이 있지만 음의 값도 가지고 있기 때문에 이를 위해서 절대 값 증폭기를 이용하여 양의 값으로 변환한다. 이 변환된 두 신호의 합은 위상차에 관계없이 일정하게 된다. In addition, the signal output from the transducer 25 is induced in the conducting wire 15 and then induced as an electrical signal to the receiving sensor 31, and the induced signal is 50 [kHz] by using the bandpass filter 35. Only the signal having the band characteristic was extracted, and the signal was shifted in the manner shown in FIG. 2 and then multiplied with the signal input to the transducer 25 and passed through the low pass filter to obtain only information on the phase difference. This signal contains only the low-pass signal of the phase difference, but also has a negative value. Therefore, the absolute value amplifier is used to convert the signal into a positive value. The sum of these two converted signals is constant regardless of the phase difference.

송신을 위해서는 먼저 정현파로 NPN 다링턴 Tr를 이용하여 트랜스포머(Transformer)를 구동하고 이 트랜스포머의 출력을 이용하여 Full-Bridge의 각 스위칭 소자(NPN 다링턴 Tr)를 구동한다. 증폭회로를 구동하기 위한 중심 주파수를 결정하기 위해서 수신 센서의 주파수 응답을 측정하였다. 측정된 중심 주파수는 10[kHz]와 50[kHz]에서 최대 응답을 갖기 때문에 구동 주파수를 50[kHz]로 결정했다. 그리고 공진을 얻기 위해서 커패시터와 직렬로 연결하여 송신 트랜스듀서를 구동하였다. For transmission, first, a transformer is driven using a NPN Darlington Tr with a sine wave, and then each switching element (NPN Darlington Tr) of the Full-Bridge is driven using the output of the transformer. The frequency response of the receiving sensor was measured to determine the center frequency for driving the amplifier circuit. Since the measured center frequency has the maximum response at 10 [kHz] and 50 [kHz], the driving frequency was determined to be 50 [kHz]. In order to achieve resonance, the transmitter was connected in series with a capacitor to drive the transmission transducer.

트랜스듀서(25)는 페라이트 코어에 직경이 0.4[mm]인 코일을 감았으며, 권선 수는 1300회이다. 이를 Agilent 4263B LCR 미터로 측정한 결과는 표 1과 같다. 측정 조건은 1000[mV], 1[kHz]이다.The transducer 25 wound a coil having a diameter of 0.4 [mm] on a ferrite core, and the number of windings was 1300. The results of the measurement with an Agilent 4263B LCR meter are shown in Table 1. Measurement conditions are 1000 [mV] and 1 [kHz].

표 1. 수신 센서의 전기적 특성Table 1. Electrical Characteristics of Receive Sensor

등가직력LEquivalent Power L 등가직렬CEquivalent series C 저항성분Resistance component 297.33[mH]297.33 [mH] -85.16[nF]-85.16 [nF] 22.8[Ω]22.8 [Ω] 리액턴스Reactance 임피던스크기Impedance Size 임피던스각Impedance Angle 1867.0[Ω]1867.0 [Ω] 18671867 89.3089.30

본 시스템은 위에서 설명한 것처럼 벨트의 파손을 감지하기 위한 파라미터로 푸리에 계수를 이용하였다. 푸리에 계수를 측정하기 위해서 각 신호의 위상차에 대한 영향이 있기 때문에 이를 보정하기 위해서 수신 신호를 직접, 또는 위상 천이하여 각각의 푸리에 계수를 구하는 방법을 이용했다. 이와 같이 함으로써 위상차 때문에 발생하는 계수의 크기가 변하지 않고 일정한 값을 유지한다. 그리고 수신측에서 신호의 혼입된 잡음을 제거하기 위해서 능동 대역과 저역통과 필터를 이용하여 벨트의 파손에 대해 영향을 미치는 신호만을 추출할 수 있었다. 이렇게 하여 벨트가 파손되었을 때에 파손에 의한 감지가 정확히 이루어짐을 알 수 있다. The system used Fourier coefficients as a parameter for detecting belt breakage as described above. Since Fourier coefficients have an effect on the phase difference of each signal, the Fourier coefficients are obtained by directly or phase shifting the received signal. By doing in this way, the magnitude | size of the coefficient which arises because of a phase difference does not change and maintains a constant value. And in order to remove the mixed noise of the signal at the receiver side, only the signal which affects the breakage of the belt can be extracted by using the active band and the low pass filter. In this way, when the belt is broken, it can be seen that the detection by the breakage is made correctly.

도 1은 본 발명에 적용되는 컨베이어 벨트를 개략적으로 나타내 보인 도면이고,1 is a view schematically showing a conveyor belt applied to the present invention,

도 2는 도 1의 컨베이어 벨트의 파손여부를 감지하기 위한 감지 시스템의 블록도이고,2 is a block diagram of a detection system for detecting whether the conveyor belt of FIG.

도 3은 도 2의 제1증폭부의 일 예를 나타내 보인 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating an example of the first amplifier of FIG. 2.

Claims (3)

삭제delete 삭제delete 컨베이어 벨트상에 주행방향을 따라 연속적으로 연결상태를 유지하게 식립된 도전성 도선에 전기 유도작용이 발생할 수 있는 교류신호를 송출하는 송신모듈과;A transmitting module for transmitting an alternating current (AC) signal in which an electric induction action may occur to a conductive conductor placed on the conveyor belt in a continuous connection state along the running direction; 상기 송신모듈에서 송출되어 상기 도전성 도선에 유기된 신호를 검출하고, 검출된 신호로부터 상기 송신모듈의 교류신호 정보를 이용하여 상기 컨베이어 벨트의 파손여부를 판단하는 수신모듈;을 구비하고, And a receiving module for detecting a signal transmitted from the transmitting module and induced in the conductive wire, and determining whether the conveyor belt is damaged by using the AC signal information of the transmitting module from the detected signal. 상기 송신모듈은 The transmission module 정현파 신호를 생성하는 신호 발생부와;A signal generator for generating a sine wave signal; 상기 신호 발생부에서 생성된 정현파 신호를 전력증폭하여 출력하는 제1증폭부와;A first amplifier for amplifying and outputting the sine wave signal generated by the signal generator; 상기 제1증폭부에서 출력되는 신호를 상기 컨베이어 벨트로 송출하는 드랜스 듀서;를 구비하고,And a dense producer for transmitting a signal output from the first amplifier to the conveyor belt. 상기 수신모듈은 The receiving module 상기 컨베이어벨트의 도전성 도선에 유기되는 신호를 검출하는 수신센서와;A reception sensor for detecting a signal induced in a conductive wire of the conveyor belt; 상기 수신센서의 출력신호와 상기 신호발생부의 출력신호를 상호 승산하는 제1승산기와;A first multiplier for multiplying the output signal of the reception sensor and the output signal of the signal generator; 상기 수신센서의 출력신호를 위상쉬프하는 위상 쉬프트부와;A phase shift unit which phase shifts an output signal of the reception sensor; 상기 위상쉬프트부에서 위상천이된 신호와 상기 신호발생부의 출력신호를 상호 승산하는 제2승산기와;A second multiplier for multiplying the phase shifted signal in the phase shift unit and the output signal of the signal generator; 상기 제1승산기에서 출력되는 신호를 저역필터링하는 제1로우패스필터와;A first low pass filter for low-pass filtering the signal output from the first multiplier; 상기 제2승산기에서 출력되는 신호를 저역필터링하는 제2로우패스 필터와;A second low pass filter for low-pass filtering the signal output from the second multiplier; 상기 제1로우패스필터와 상기 제2로우패스필터의 출력신호를 이용하여 벨트의 파손여부를 판단처리하는 처리부;를 구비하며,And a processor configured to determine whether the belt is damaged by using the output signals of the first low pass filter and the second low pass filter. 상기 제1로우패스필터와 상기 제2로우패스필터는 각각 적분기가 적용된 것을 특징으로 하는 컨베이어 고무벨트 파손 감지 시스템.Conveyor rubber belt breakage detection system, characterized in that the integrator is applied to each of the first low pass filter and the second low pass filter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT521483B1 (en) * 2018-08-21 2020-02-15 Engel Austria Gmbh handling device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1072111A (en) * 1996-08-30 1998-03-17 Chubu Electric Power Co Inc Method and device for detecting wire break of steel cord in conveyer belt
KR20000042196A (en) * 1998-12-24 2000-07-15 이구택 Apparatus for detecting breakage of steel cord in steel cord conveyor belt using u-type core
JP2005162430A (en) 2003-12-04 2005-06-23 Bridgestone Corp Vertical tear sensing device of conveyor belt
US20070278068A1 (en) 2006-05-31 2007-12-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Digital Processor Sensor Loop Detector and Method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1072111A (en) * 1996-08-30 1998-03-17 Chubu Electric Power Co Inc Method and device for detecting wire break of steel cord in conveyer belt
KR20000042196A (en) * 1998-12-24 2000-07-15 이구택 Apparatus for detecting breakage of steel cord in steel cord conveyor belt using u-type core
JP2005162430A (en) 2003-12-04 2005-06-23 Bridgestone Corp Vertical tear sensing device of conveyor belt
US20070278068A1 (en) 2006-05-31 2007-12-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Digital Processor Sensor Loop Detector and Method

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