基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统及检测方法

摘要

本发明一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统，所述输送带包括上层皮带和回程皮带，其特征在于，所述上层皮带与回程皮带之间设置有检测装置安装架，所述检测装置安装架沿输送带长度方向在不同位置处安装有工业相机总成和激光总成；所述激光总成用于向上层皮带底部发射激光；所述工业相机总成用于接收经上层皮带底部表面反射后的激光；还包括图像处理单元，用于自动提取激光条纹中心，并根据三角测距法分析输送带断面的高度和深度参数，生成输送带底面3D图像。本发明能够解决在皮带机作业过程中，人工巡检方式很难及时发现钢丝绳芯输送带纵向撕裂的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测系统及检测方法，尤其涉及一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统及检测方法。

背景技术

目前市场上的输送带主要有普通帆布芯皮带，合成纤维芯皮带，钢丝绳芯皮带等。随着皮带输送机朝着高速度、大规模、超长距离、大倾角的方向发展，钢丝绳芯输送带越来越得到广泛应用，这是由于钢丝绳芯输送带具有较高的拉伸强度，但其纵向抗撕裂的能力却没有得到提高，仅为橡胶本身的强度，因而容易造成纵向撕裂，而带式输送机又是厂矿生产运输的大动脉，一旦发生纵向撕裂，将会带来极大的直接和间接损失，尤其是高速度、长距离、大倾角的钢丝绳芯输送带，其损失更大并有可能造成工作人员伤亡。

在皮带机作业过程中，钢丝绳芯输送带纵向撕裂时有发生发生，目前主要靠人工巡检来发现纵向撕裂的问题，纵向撕裂一般分为渐进式撕裂和突然撕裂，人工巡检很难及时发现渐进式撕裂，对于突然撕裂，也只有在巡检人员刚好出现在撕裂点时才会被及时发现，但是这种情况往往很少见。因此，通过目前的手段，钢丝绳芯输送带一旦发生撕裂很难被及时发现，最后不得不停止设备检修，从而造成较大的损失。

发明内容

为此，本发明提供一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统及检测方法，以解决在皮带机作业过程中，人工巡检方式很难及时发现钢丝绳芯输送带纵向撕裂的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统，所述输送带包括上层皮带和回程皮带，所述上层皮带与回程皮带之间设置有检测装置安装架，所述检测装置安装架沿输送带长度方向在不同位置处安装有工业相机总成和激光总成；

所述激光总成用于向上层皮带底部发射激光；

所述工业相机总成用于接收经上层皮带底部表面反射后的激光；

还包括图像处理单元，用于自动提取激光条纹中心，并根据三角测距法分析输送带断面的高度和深度参数，生成输送带底面3D图像。

优选地，工业相机总成包括工业相机、二维角度调节组件、相机电源适配器，所述相机电源适配器上设置二维角度调节组件，所述二维角度调节组件的一个端部设置工业相机，所述工业相机包括工业相机镜头，所述工业相机镜头上设置有接收透镜，所述接收透镜镜面的一侧设置有感光耦合组件。

优选地，所述激光总成包括激光发射源、角度调节组件、电源适配器，所述电源适配器上设置角度调节组件，所述角度调节组件的一个端部设置激光发射源，所述激光发射源上设置有发射透镜。

进一步优选地，所述激光发射源为半导体激光器。

进一步优选地，所述激光发射源经所述发射透镜输出带状激光。

第二方面，一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测方法，包括以下步骤：

S1.激光发射源向输送带底部发射一条带状激光，在输送带表面反射后由摄像头采集，并提取激光条纹中心；

S2.根据三角测距法分析输送带断面的高度和深度参数，实时输出到控制计算机；

S3.经计算机软件分析和数据还原，得到输送带底面3D图像；

S4.根据得到的输送带底面3D图像，直观判断是否发生撕裂现象。

优选地，在输送带运输机正常运行的情况下对上输送带底部状况进行全天候实时在线检测，一旦输送带发生纵向撕裂，检测出纵撕发生1秒钟发出报警，并停止输送带运行；

优选地，激光发射源发出的激光经发射透镜聚焦到输送带底部，反射光线被接收透镜收集后投射到感光耦合组件上。

进一步优选地，信号处理器通过三角函数计算感光耦合组件上的光点位置得到输送带的距离信息。

进一步优选地，根据得到的输送带底面3D图像，直观判断是否发生撕裂现象，具体是：

根据所述输送带底面3D图像上每一个异常点高度、宽度和该异常点与其它异常点之间的间隙、截面积、角度、轮廓，区分输送带表面已有的表皮破损和纵向撕裂产生的裂缝。

本发明至少具有如下优点：

1.本发明一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统，通过设置工业相机总成和激光总成，能够及时识别、及时报警、及时停皮带，有效避免了依靠人工巡检钢丝绳芯输送带一旦发生撕裂很难及时发现的问题；

2.本发明一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测方法，取代人工检测,能够第一时间发现钢丝绳芯输送带的纵向撕裂，不需要停止设备对钢丝绳芯输送带进行检修，造成的损失小；

3.本发明一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统，为输送带系统的安全生产提供了坚实的保障，根除了发生大范围纵向撕裂的可能性，及时识别、及时报警、及时停皮带，将纵向撕裂范围降低到最低程度；

4.本发明一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测方法，取代人工检测,避免潜在的人员安全事故，避免了潜在的由纵向撕裂引发的次发连锁事故，及时修补出现的损伤,让安全隐患消灭在萌芽阶段，极大地提高了输送带的安全运行水平；

5.本发明一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测方法，全程无休检测，可完全取代人工，达到减员增效的目的；因为检测发现及时，撕裂后物料不会损失，绝大部分依然停留在皮带上，大幅度延长输送带使用寿命；维护、维修变得简单，快速和有针对性,节省大量费用和时间，达到降本增效的目的；恢复生产时间大大缩短,可以将撕裂后的非正常停机时间最大减少99％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统的结构示意图；

图2为图1中工业相机总成与激光总成的工作原理示意图；

其中：1-上层皮带；2-回程皮带；3-检测装置安装架；4-工业相机总成；401-接收透镜；402-感光耦合组件；5-激光总成；501-激光发射源；502-发射透镜。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1、图2，本发明提出一种技术方案：一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测系统，所述输送带包括上层皮带和回程皮带，所述上层皮带与回程皮带之间设置有检测装置安装架，所述检测装置安装架沿输送带长度方向在不同位置处安装有工业相机总成和激光总成；

所述激光总成用于向上层皮带底部发射激光；

所述工业相机总成用于接收经上层皮带底部表面反射后的激光；

还包括图像处理单元，用于自动提取激光条纹中心，并根据三角测距法分析输送带断面的高度和深度参数，生成输送带底面3D图像；

该装置采用光学三角测距原理和回波分析原理成像，使用非接触测量输送带撕裂裂缝宽度和深度的精密传感器；

工业相机总成4包括工业相机、二维角度调节组件、相机电源适配器，所述相机电源适配器上设置二维角度调节组件，所述二维角度调节组件的一个端部设置有工业相机，所述工业相机包括工业相机镜头，所述工业相机镜头上设置有接收透镜401，所述接收透镜401镜面的一侧设置有感光耦合组件402；

所述激光总成5包括激光发射源501、角度调节组件、电源适配器，所述电源适配器上设置角度调节组件，所述角度调节组件的一个端部设置有激光发射源501，所述激光发射源501上设置有发射透镜502；

所述激光发射源501为半导体激光器；

一种基于激光检测原理的输送带撕裂检测方法，包括以下步骤：

S1.激光发射源501向输送带底部发射一条带状激光，在输送带表面反射后由摄像头采集，并提取激光条纹中心；

S2.根据三角测距法分析输送带断面的高度和深度参数，实时输出到控制计算机；

S3.经计算机软件分析和数据还原，得到输送带底面3D图像；

S4.根据得到的输送带底面3D图像，直观判断是否发生撕裂现象；

根据每一个异常点高度、宽度、和其它异常点之间的间隙、截面积、角度、轮廓，区分输送带表面已有的表皮破损和纵向撕裂产生的裂缝；详尽的群组特征准确决定了裂缝的深度、宽度、方向性、连续性、分布规律性、延长性等，从而判断纵向撕裂是否发生；

激光发射源501发出的激光经发射透镜502聚焦到输送带底部，反射光线被接收透镜401收集后投射到感光耦合组件402上；

信号处理器通过三角函数计算感光耦合组件402上的光点位置得到输送带的距离信息；

图2中A、B分别为带状激光打到输送带后取得的两个点，实际可以任意取，X是两个点的实际间隔距离；

根据皮带机输送特性，结合目前先进的检测手段，激光总成5采用激光3D扫描式检测方式判断皮带撕裂；

该激光3D扫描式输送带纵向撕裂检测装置运用激光技术、图像识别技术和创新的输送带机动力学技术，克服了目前纵撕检测方法的缺陷，可以在输送带运输机正常运行的情况下对上输送带底部状况进行全天候实时在线检测，一旦输送带发生纵向撕裂，将在第一时间发出报警(检测出纵撕发生1秒钟)并停止输送带运行，以免事故进一步扩大；

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。