新一代輸送帶縱向撕裂在線檢測(cè)技術(shù)與裝備
更新時(shí)間：2023-03-13 11:17:40
膠帶輸送機(jī)依靠連續(xù)大量運(yùn)輸特性得到廣泛的應(yīng)用，帶面的縱向撕裂可能導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失，及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理是膠帶輸送機(jī)安全高效運(yùn)行的重要保障。本期轉(zhuǎn)化果推薦的《新一代輸送帶縱向撕裂在線檢測(cè)技術(shù)與裝備》，運(yùn)用激光技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)和輸送帶機(jī)動(dòng)力學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全天候在線高效檢測(cè)，實(shí)際應(yīng)用表明，該套技術(shù)與裝備安全可靠，應(yīng)用效果良好！
一、研究背景
輸送帶縱向撕裂事故時(shí)有發(fā)生，一條輸送帶在其生命周期中發(fā)生一次常規(guī)巡檢后的縱向撕裂的可能性約為20%。價(jià)值數(shù)百萬(wàn)元甚至更多的輸送帶，一旦發(fā)生縱向撕裂事故，在很短時(shí)間內(nèi)可能全部毀壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。即使能夠修補(bǔ)，也需要相當(dāng)?shù)娜肆蜁r(shí)間，對(duì)正常生產(chǎn)產(chǎn)生極大的影響。近幾年中國(guó)輸送帶輸送機(jī)的使用量越來(lái)越大，其應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，發(fā)生縱向撕裂的事故也越來(lái)越頻繁。
研制一種可靠實(shí)用的輸送帶縱向撕裂監(jiān)控裝置變的十分必要和緊迫,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送帶縱向撕裂故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)停機(jī)，將損失降低到最小。國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的輸送帶縱向撕裂監(jiān)測(cè)裝置形式和種類繁多，歸納起來(lái)有六大類型：嵌入法、接觸法、探露法、帶寬檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法和激光檢測(cè)法。
其中激光檢測(cè)法是使用線性激光束連續(xù)掃描皮帶表面，利用激光束在縱向撕裂時(shí)產(chǎn)生的裂縫處會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變形的特性，判斷皮帶是否發(fā)生縱向撕裂。激光器向皮帶底部投射連續(xù)的直線激光條紋，高速攝像機(jī)獲取到包含線激光條紋的皮帶表面圖像后經(jīng)計(jì)算機(jī)對(duì)條紋中心進(jìn)行提取，對(duì)條紋中心中心線進(jìn)行斷點(diǎn)檢測(cè)，當(dāng)激光條紋綜合變化特征超出設(shè)定的閾值時(shí)，認(rèn)為皮帶發(fā)生縱向撕裂。適應(yīng)于惡劣環(huán)境，24小時(shí)不間斷自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)判斷。該方法代表了目前最新的縱向撕裂檢測(cè)技術(shù)。
二、檢測(cè)裝置原理
激光3D掃描式輸送帶縱向撕裂檢測(cè)裝置（以下簡(jiǎn)稱“裝置”）運(yùn)用激光技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)和創(chuàng)新的輸送帶機(jī)動(dòng)力學(xué)技術(shù)，克服了目前縱撕檢測(cè)方法的缺陷，可以在輸送帶運(yùn)輸機(jī)正常運(yùn)行的情況下對(duì)上輸送帶底部狀況進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)在線檢測(cè)，一旦輸送帶發(fā)生縱向撕裂，將在第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警（檢測(cè)出縱撕發(fā)生1秒鐘）并停止輸送帶運(yùn)行，以免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。
該裝置采用光學(xué)三角測(cè)距原理和回波分析原理成像，使用非接觸測(cè)量輸送帶撕裂裂縫寬度和深度的精密傳感器。半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光經(jīng)鏡片聚焦到被測(cè)物體上，反射光線被鏡片收集后投射到CCD上。信號(hào)處理器通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算CCD上的光點(diǎn)位置得到被測(cè)物的距離信息。
激光器和攝像頭分別裝置在上輸送帶的左右下側(cè)，激光器向輸送帶底部發(fā)射一條帶狀激光，在輸送帶表面反射后由攝像頭采集，并自動(dòng)提取激光條紋中心，根據(jù)三角測(cè)距法分析輸送帶斷面的高度和深度參數(shù)，實(shí)時(shí)輸出到控制計(jì)算機(jī)。經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件分析和數(shù)據(jù)還原，得到輸送帶底面3D圖像?？梢灾庇^判斷是否發(fā)生撕裂現(xiàn)象。
根據(jù)每一個(gè)異常點(diǎn)高度、寬度、和其它異常點(diǎn)之間的間隙、截面積、角度（坐標(biāo)值）、輪廓等,區(qū)分輸送帶表面已有的表皮破損和縱向撕裂產(chǎn)生的裂縫。詳盡的群組特征準(zhǔn)確決定了裂縫的深度、寬度、方向性、連續(xù)性、分布規(guī)律性、延長(zhǎng)性等,從而判斷縱向撕裂是否發(fā)生。