皮带纵向撕裂压力检测

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皮带纵向撕裂

产品原理
激光器和摄像头分别装置在上皮带的左右下侧，激光器向皮带底部发射一条带状激光，在皮带表面反射后由摄像头采集，并自动提取激光条纹中心，根据三角测距法分析皮带断面的高度和深度参数，实时输出到控制计算机。经计算机软件分析和数据还原，得到皮带底面3D图像。可以直观判断是否发生撕裂现象。
Fundamental Theory
激光和白光交替检测
使用白光和激光交替扫描皮带表面, 独立采集各自的图像信息, 独立鉴定, 相互验证。只有当二种手段都100%确认了纵向撕裂发生时, 系统才进行报警。白光图像智能识别使用了技术领先、设计精密的算法来从复杂的皮带表面图像中将纵向撕裂产生的裂缝"抠"出来。客户可以实时看到皮带表面图像, 实时了解皮带表面状况。
输送带纵向撕裂问题
Rip Problems Conveyor Belt Faces
皮带纵向撕裂事故时有发生，据澳大利亚数据统计，一条皮带在其生命周期中发生一次纵向撕裂可能性约有20%。价值数百万元甚至更多的输送带，一旦发生纵向撕裂事故，在很短时间内可能全部毁坏，造成巨大的经济损失。即使能够修补，也需要相当的人力和时间，对正常生产产生极大的影响。近几年中国皮带输送机的使用量越来越大，其应用的范围越来越广，发生纵向撕裂的事故也越来越频繁。
采用世界一流的德国原装3D 高速专业级相机
高速度,每秒捕获高达1200条激光轮廓线
高精度,每条激光轮廓线包含高达1536个高质量的3D坐标点
Advantages Of The Detector
多重检测、根除误报
上皮带底面情况有时候非常复杂, 可能存在各种各样的因素会影响普通激光 3D图像辨别纵向撕裂(产生的)裂缝的真实性。例如皮带表面的划痕和表皮破损（如下图, 有一定的连续性, 有一定的长度,有一定的凸起或者凹陷, 有一定的纵向分布性）很容易和纵向撕裂产生的裂缝混淆而产生误报现象。

皮带撕裂检测算法

皮带撕裂检测算法
皮带撕裂检测算法主要基于机器视觉和深度学习技术。

1.机器视觉算法：该算法通过图像处理技术，对皮带表面进行实
时监测。

当图像中检测到异常情况时，系统会触发报警并停止皮带运转，以防止撕裂情况进一步扩大。

具体而言，该算法首先对采集到的皮带表面图像进行预处理，包括灰度化、滤波等操作，以去除噪声和干扰。

然后，利用边缘检测算法检测皮带的边缘，并根据边缘特征判断皮带的撕裂情况。

如果检测到撕裂，系统会立即发出报警并停止皮带运转。

2.深度学习算法：该算法通过训练深度神经网络模型，实现对皮
带撕裂的自动检测。

具体而言，该算法首先使用大量标注好的皮带图像和对应标签进行训练，构建一个深度卷积神经网络模型。

然后，在实时监测时，将采集到的皮带图像输入到模型中进行处理，得到每个像素的预测标签。

最后，根据预测标签和实际标签的差异判断皮带的撕裂情况。

如果检测到撕裂，系统会立即发出报警并停止皮带运转。

以上信息仅供参考，如有需要建议查阅相关文献或咨询专业人士。

GHSL系列纵向撕裂检测器

GHSL系列纵向撕裂检测器产品说明：一、概述GHSL系列纵向撕裂检测器用于各种规格的带式输送机胶带发生纵向撕裂检测器的检测与保护、防止由撕裂或严重划伤造成的重损失。

本系列检测器可连续监测胶带的运行，当故障信号出现时，可及时发出警告或停机信号。

二、型号含义 GH SL- 口口 GH-单位代号SL-产品代号口-胶带宽度口-感知器序号三、技术参数：1、使用环境条件 a、环境温度 -25℃+50℃ b、相对湿度不大于90%2、主要参数见下表工作电压整机功耗输出电阻触点数量触点容量介电性能延时时间重量(kg) 常开常闭 AC 200V 50HZ <15W <3kΩ 1 1 AC 380V 3A 工频2000Vlmin 0～10s 10(控制箱)四、结构特点：GHSL系列纵向撕裂检测批发该系列检测器由控制箱和感知器构成。

感知器为两种型式：1、-I型和A-II型2、B-口-I型和B-口-II型注：方框内为胶带宽度。

3、感知器的开关采用导电像胶制成，耐腐蚀、防断裂、性能稳定。

4、胶体采取密封措施，防护等级较高。

五、工作原理：当运行中的胶带发生撕裂等故障时，感知器能可靠地检测出来，并输出一个开关量，用于告警或停电。

控制箱内采用典型的继电器控制线路，若感知器动作发出信号，则控制继电器动作，输出开关量给控制室，用于紧急停机。

机箱面板上告警灯亮。

控制电路并自锁。

按下复位按钮开关，控制线路恢复检测状态。

此外，本机还没有自检按钮，可模拟故障信号，用于检测控制电路的工作。

六、安装方法：1、A-I型感知器的安装在溜槽出料口处开一尺寸为600*300(mm)的长方口，将活动门安装在长方口部。

同时应在活动门底部焊两个拉簧杆，在溜槽两侧壁固定两个拉簧，使其挂在拉簧杆上。

用户再自制安装支架感知器固定在安装支架上，其位置应保证感知器受力部位距活动门的筋板为5～10mm,高度为两筋的中间位置。

2、A-II型感知器的安装在溜槽出料口处开一尺寸为600＊300mm的长方口，将感知器的箱体焊在长方口处。

基于NI机器视觉的胶带纵向撕裂检测系统

智能相机采集的每帧图片进行处理分析。当检测到胶带出现纵向撕裂迹象，通过上位机控制实现报警或输送机停车。给
出了一种胶带纵向撕裂实时检测方法，并说明了检测系统总体结构及其软硬件。
关键词：ＮＩ机器视觉；智能相机自动检测技术；胶带纵向撕裂；ＮＩ用于自动检测的视觉生成器；ＮＩ视觉助手中图分类号：ＴＰ２７３文章标识码：Ａ文章编号：１００２—１８４１（２０１３）１１ —００４１ — ０３
ＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆＢｅｌｔＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌＴｅａｒＢａｓｅｄ０ｎＮＩＭａｃｈｉｎｅＶｉｓｉｏｎ
ＨＵＭｉｎｇ — ｍｉｎｇ，ＱＩＡＯＴｉｅ — ｚｈｕ，ＺＨＥＮＧＢｕ — ｘｉｎｇａ
Ｔｌｙａｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ；２．ＸｉｓｈａｎＣｏａｌＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＸｉｎｇｉｉａｓｈｅＣｏａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ０３０２００，Ｃｈｉｎａ）
２０１３年
仪表技术与传感器
ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒ
２０１３
Ｎｏ．１１
第１１期

井下胶带输送机胶带纵向撕裂监测保护的研究

ｃｍｐｏｉｏａｅ —ｔｅｍｏｉｏｒｎｅｄａｋｃｎｄｔｏｓｈｍｐｌｍｅｔｔｎｏｒｔｃｏａｒｍｏｅｓｆｔｒｄｔｏｉｈｅｃａｎｅｏｓｔｎｎｄｒａｉｎｔｉｇｆｅｂｃｏｉｉｎ，ｔｅｉｉｌｍｅｎａｏｆｐｏｅｔｒｃｎｐｏｉｔａｅｙｐｏｕｃｉｎｎｔｏｍｉ，ｌ
ｌｍｅｕｅｆｒｔｃｉｎｆｒｂｌｔｅｌｎｉｄｎｅｒｇａｌａｅｃｉｅｈｒｃｌｆｐｅｅｔｎｂｌｌｎｉｄｎｅｒｇｄ￣ｃ，ｖａｒｓｏｏｅｔｅｈｏｇｔｉａｔａｎ，ｗｅｓｄｓｒｓｔｅｐｎｉｅｏｒｖｎｉｅｔｏｇｔｉａｔａｎｅｅｓｐｏｏｔｕｌｉｓｌｂｉｐｓｏｕｌｉ
世界各国对胶带纵向撕裂做了很多研究，如测力法、胶带内部埋设传感器法等，但迄今为止，还没有一：
些产品都有不成熟不稳定的地方，有待进一步进行研究和完善。因此总的来说，输送胶带的纵向撕裂问题仍然是一个世界性难题。综观国内外研究现状，今后对胶带
由于撕裂报警是世界性难题，因此该步研究拟作为
框架的端头装有磁性传感器，胶带一旦发生撕裂事故，ｌ探索性研究，争取做到胶带撕裂报警的自动化、智能化。其水平方向受力比正常状况下的受力要大．传感器因此！（）胶带纵向撕裂监测点的布置如图２所示，为胶３

纵向撕裂检测装置

纵向撕裂检测装置
纵向撕裂检测装置工作原理
纵向撕裂检测装置将纵向撕裂检测装置两根引出线接入KHP-Z型主机，正常时，传感器处于断开状态，输出高电平。

若皮带撕裂，有物料（煤）约1200g落入传感器上，导点橡胶使键盘两根引线短路，输出低电平，撕裂指示灯亮，主机执行继电器释放，实现撕裂保护，同时发出语言报警信号。

ZHONGMEI
纵向撕裂检测装置调试
将纵向撕裂检测装置安装于皮带下方，两根引出线分别接至KHP-Z带式输送机综合保护装置主机的“接地”和“撕带”接口上，皮带机正常运转时，用手轻轻压按撕裂传感器传感面，皮带机应停机，监控仪主机面板上的“撕带”指示灯亮，同时应发出响亮的“撕带”语言报警声。

纵向撕裂检测装置相关参数
1、接点容量：12V/0.2A。

2、接点接触电阻≤0.1Ω，振动、冲击后≤0.2Ω。

3、动作值压敏式撕裂传感器的面积3000cm2，其上100cm2处落入1200g物料时，传感器动作输出0V。

4、动作值允许误差范围压敏式撕裂传感器动作误差±10％两输出端子应接通，接通电阻＜0.2Ω。

矿用带式输送机纵向撕裂检测方法研究

理技术的不断发展其已被广泛应用于工业检测中，文章提出一种应用数字图像处理技术对输送带纵向撕裂检测的方法并使用蚁群算法对ｃｎｙ算子进行优化。实验结果表明优化的边缘检测是一ａｎ
种有效的输送带纵向撕裂检测方法。
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｅａｃｒｃｎｅｉｂｌｙｏｅｌｎｉｄｎｌｅｒｄｔｃｉｎｆｒｔｅｄｍｅｔｅｔｏｖｙｒｃｕｄｎｔｍｅｔｔｅｈｃｕａｙａｄｒｌｉｔｆｈｇｔｉａａｅｅｔｏｏｓｉｂｌｃｎｅｏｓｏｌｏｅａｉｔｏｕｔｏｈｃｈｒｑｉｍｅｔ．Ｗｉｈｏｔｕｄｄｖｌｐｎｎｈｄｐｌａｉｎｏｈｉｉｌｉｇｒｃｓｉｇｔｃｎｌｇｎｔｅｅｕｒｅｎｓｔｔｅｃｎｉｅｅｅｏｍｅｔａｄｔｅｗｉｅａｐｉｔｆｔｅｄｇｔｍａｅｐｏｅｓｅｈｏｏｙｉｈｈｎｃｏａｎｉｄｓｒｅｅｔｎ，ｔｅｐｐｒｐｏｉｅｎａｐｉｄｄｇｔｌｉｇｒｃｓｉｇｔｃｎｌｇｒｔｅｌｎｉｄｎｌｅｒｄｔｃｉｎｎｕｔａｄｔｃｉｓｈａｅｒｖｄｄａｐｌｉｉｍａｅｐｏｅｓｎｅｈｏｏｙｆｈｏｇｔｉａｔａｅｅｔｉｌｏｅａｏｕｏｍｅｈｄｏｈｏｖｙｒｂｌａｄｔｅａｔｃｌｎｌｏｉｍｗｓａｐｉｄｔｐｉｚｈａｎｐｒｔｒＴｅｅｐｒｍｅｔｔｏｆｅｃｎｅｏｅｔｎｈｎｏｏｙａｇｒｔａｐｌｏｏｔｔｈｅｍｉｅｔｅｃｎｙｏｅａｏ．ｈｘｅｉｎｒｓｌｈｗｅｈｔｔｅｏｔｚｄｅｇｅｅｔｎｃｕｄｂｎｅｆｃｉｅｄｔｃｉｎｍｅｈｄｏｈｏｇｔｄｎｌｔａｎｔｅｅｕｔｓｏｄｔａｈｐｉｅｄｅｄｔｃｉｏｌｅａｆｔｅｅｔｔｏｆｔｅｌｎｉｉａｅｒｉｈｓｍｉｏｅｖｏｕｃｎｅｏｅｔｏｖｙｒｂｌ．Ｋｅｗｏｄ：ｂｈｃｎｅｏ；ｌｎｉｄｎｌｅｒｅｇｅｅｔｎ；ｃｎｙｏｅａｏ；ａｔｃｌｎｌｏｔｍｙｒｓｅｏｖｙｒｏｇｔｉａａ；ｄｅｄｔｃｉｕｔｏａｎｐｒｔｒｎｏｏｙａｇｒｈｉ

皮带纵向撕裂保护装置技术规范书

皮带纵向撕裂检测装置技术规范书1、总则1.1本技术规范适用于XX厂皮带纵向撕裂检测装置改造项目，它提出了皮带纵向撕裂检测装置的功能、性能、结构等方面的技术要求。

1.2本技术规范提出是最低限度的要求，并未对一切细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。

投标方应保证提供符合本技术规范和有关最新工业标准工艺质量的优质产品。

1.3如果招标方有除本规范以外的特殊要求，应以书面形式提出并做详细说明。

1.4如投标方没有以书面形式对本技术规范的条文提出异议，那么招标方认为投标方提供的检修工艺质量应完全满足本技术规范的要求。

1.5在签订合同（含技术协议）之后，招标方有权提出因规范标准和规程发生变化而产生的一些补充要求，投标方应承诺予以配合。

1.6本技术规范所使用的标准如与国家的标准发生矛盾时，按较高标准执行；当标准已修订时，以修订后版本执行。

1.7在合同签定后，招标方仍保留对本项目的技术规范提出补充要求和修改的权力，投标方应给与配合。

1.8根据合同要求，投标方提出设备安装、调试、试运、验收、运行和维护等标准清单给招标方，由招标方审核确认。

1.9供货设备的总体性能保证由投标方负责，保证达到设计要求和满足运行需要。

因投标方设备质量问题或其它问题，导致设备无法正常、稳定地运行，投标方必须为此负全部责任。

1.10合同中规定的文件，包括图纸、计算、说明、使用手册等，均应使用国际单位制(SI)。

1.11 如招标方在运行中发现投标方所提供的皮带纵向撕裂检测装置不满足本规范的技术条款和现场实际需要，招标方有权要求投标方修改或增加，为此引起的一切费用由投标方负责。

1.12投标方应完全保证所供皮带纵向撕裂检测装置的安全可靠性、合理性、完整性和先进性。

无论是否经过招标方确认，投标方都应无条件对设备中的缺陷、不足和与合同不符的地方进行修改、补充或更换，而不增加任何费用。

1.13如果本项目设备在发货之前，软、硬件有所更新，投标方应按招标方要求无条件予以提供新的控制系统硬件，并保持供货价格不变。

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浅议皮带纵向撕裂压力检测
【摘要】在输煤系统中，输煤皮带纵向撕裂事故时有发生，一旦发生撕裂事故,在几分钟内就会全部毁坏,造成巨大的经济损失。

本文分析了皮带纵向撕裂的原因，阐述了皮带纵向撕裂检测原理，并探讨了防皮带纵向撕裂压力检测方法。

【关键词】输煤系统;输煤皮带;纵向撕裂
1.皮带纵向撕裂的原因
（1）皮带跑偏撕裂。

皮带运行过程中，皮带单侧偏移较多时，在一侧形成褶皱堆积或折叠，受到不均衡拉力或被夹伤及刮伤等，造成撕裂。

（2）抽芯撕裂（只发生于钢绳芯皮带）。

皮带在剧烈的冲击力作用下，有时会造成皮带中的钢丝绳断裂，经过长时间的磨、压、折、拉等外力作用，断裂的钢丝绳头会从皮带接头处、粘口处或磨损比较严重处露出盖胶之外。

（3）物料卡压堵塞撕裂。

这种情况发生在溜槽下部。

由于溜槽前沿和皮带面之间的距离有限，且皮带下缓冲托辊呈间隔分布，自然承载力强度不均匀。

当所运输的物料单侧长度超过这个距离时，在特殊的情况下容易使大块物料卡在溜槽前沿与皮带之间，强力挤压皮带造成撕裂。

（4）异物划伤。

这种损伤也是发生在溜槽下部，有两种情况。

一是长杆状利器压力性划伤。

二是利器穿透性划伤。

2.皮带纵向撕裂检测原理
2.1皮带撕裂机理
针对原因（1）（2），如果我们积极消除现场导致发生撕裂的各种隐患，并完善各方面设施，加强对操作及维修工人的安全教育，落实岗位责任制，就可以杜绝这方面撕裂事故的发生。

而原因（3）（4）一般情况下光靠人力很难杜绝，因为皮带撕裂时基本上没有明显的可视征兆，因此现在很多检测装置也就应运而生了。

2.2皮带纵向撕裂检测原理
由上述分析可知，当皮带被异物卡压时，皮带需要一段时间才能造成撕裂，而当皮带被直接扎穿时，皮带就有可能直接造成撕裂。

针对前一种情况，当皮带被撕裂时，由于物料卡压，皮带带速降低的同时，被卡物料给皮带施加的压力会不断增大，且持续一定时间，直至皮带被扎穿，随后压力将会显著减小。

所以，可以通过监测皮带在落料口处所受向下压力的大小及变化情况来诊断皮带纵向撕
裂事故。

由于皮带是运动的，其受力不易直接监测，但其所受的向下压力将会传递给托辊，因此可通过在托辊上安装相应的传感器来监测其受力情况。

这种方法的好处就是在皮带撕裂前就能做出判断，从而避免了那种被动式撕裂带来的更为严重的损失。

当后一种情况发生时，皮带撕裂就是我们无法及时能阻挡得了的了，但如何把损失控制在最少范围以内就是我们应该考虑的事情。

针对这一情况，当皮带被撕裂时，由于皮带负重，使其受一个往内侧收缩的力，导致被撕裂的皮带两边缘互相重叠，从而引起皮带带宽的变窄。

因此可以设计出一种带宽检测器来检测其带宽的变化，产生相应的报
警信号，从而达到监测的目的。

这里的带宽检测器是采用超声波测距原理来实现的，它的反应快捷，所需时间很短，能最大限度减少皮带撕裂长度。

3.防皮带纵向撕裂压力检测方法
皮带正常运行时，皮带和托辊受到的力相对较为平稳，有异物卡住发生撕带事故时，皮带及托辊将会受到一个较大的附加压力，据统计和试验，这一附加的压力（即戳穿钢绳芯皮带所需的力）大约在1.47～4.41kn 之间[10]，而这一附加压力将会使皮带和托辊所受的压力显著增加。

同时，据调查和统计，伴随着皮带被划伤刺穿的过程，这一附加压力至少将会持续300ms 以上。

针对上述特征，我们采用对力传感器的输出信号进行一定时间内积分，以积分面积是否超过阀值作为撕带与否的判断标准，这样就可以防止因落料口落下较大的煤块或矸石等引起的冲击压力而造成误报。

针对上述分析，下面对传感器的设计和传感器受力计算作一详细分析说明，从而确定撕带信号的识别方法。

3.1皮带正常工作时传感器的受力计算
皮带在正常工作时，作用在传感器上的拉力来自皮带重量，托辊重量及分布在每组托辊上的煤的重量，上述3种作用力在垂直方向的合力为
w0=w1+w2+w3 （2-1）
式中： w1为作用在一组托辊上的皮带重量；w2为一组托辊的重量；w3为作用在一组托辊上的煤的重量。

3.1.1作用在一组缓冲托辊上的皮带重量w1
目前炼钢厂使用的钢绳芯皮带的带宽通常为0.8～1.4m，用得最多的是1～1.2m带宽的皮带，本论文以1～1.2m带宽的皮带进行计算和讨论。

皮带内部钢绳芯直径一般为8.1～9.8mm，单位面积的皮带重量约为35～45kg/m2。

在皮带机尾落料处，槽形缓冲托辊的间距一般为0.4m左右，所以每组托辊上所承受的皮带自重为
w1=（1~1.2)×0.4×（35~45)×9.8=137~212n。

3.1.2缓冲托辊自重w2＝211～240n
3.1.3作用在一组缓冲托辊上的煤的重量w3槽形皮带的最大运输能力为
q=kb2vy（t/h）（2-2）
式中：k 为货载截面系数，煤的安息角为30°，因此取k＝458；b 为皮带带宽，单位m，取1～1.2m；v为皮带运行速度，单位m/s；y 为运载货物的容重，单位t/m3，一般烟煤的容重取0.8 t/m3。

所以单位长度皮带上的煤的重量为
q=q/（vg 3600）=kb2y/3600=458×（1~1.44）×
0.8/3600=0.1~0.145t/m
所以，0.4m长的皮带上的堆煤重量为
w3=q×0.4×9.8=392~568n.
这里w3的计算结果可能与实际工况下的数值有较大出入，这里的计算仅作为估算参考。

因此，作用在一组缓冲托辊上的输送带重量、托辊自重以及煤的重
量总和为w0=w1+w2+w3=740~1020n
其中，740n 对应于1m的皮带，1020n 对应于1.2m 的皮带。

3.1.4传感器的受力f0与w0之间的关系
对于目前炼钢厂使用的i型带式输送机，受料口槽形缓冲托辊组的槽形角a通常为30°。

因此，
2f0gsin30°=w0,
f0=w0
所以，在皮带满载工作情况下，拉力传感器所受最大拉力为
f0=w0=740~1020n
另外，对于槽形角为35°的新型带式输送机，可计算出相应的f0。

3.2撕带时传感器的受力分析和计算
据以上分析，机尾受料口发生撕带时，将会有异物给皮带一个附加的压力，该压力也会通过皮带和托辊作用于传感器，所以测力传感器将会感受到这一附加压力。

通过试验表明：这一附加压力值至少要在1.96kn 以上才会导致撕带。

同时，撕带时各个传感器所感到的附加拉力值还与撕带发生的位置有关。

在沿皮带宽度方向上看，撕带可能出现在中间位置，也可能偏两边，但是不论发生在那里，根据力平衡原理，两侧传感器所感受到的附加拉力和都是附加压力w0的两倍；再从撕带可能出现的纵向位置看，有可能出现在某一组缓冲托辊的正上方，也有可能出现在两组托辊之间，但三组托辊所受的附加拉力之和总是一定，为2w0。

因此，我们可以在每个落料口下的三组缓冲托辊中都安上测力传感器，然后将这6 个传感器测
得的力加起来，用来监测皮带所受附加压力的大小及变化，同时又消除撕带位置的影响，而且也使我们的测量变换电路得到简化。

【参考文献】
［１］胡萍.超声波测距仪的研制[j].计算机与现代化,2003,(10). ［２］宋伟刚，黄万吉.输送带纵向撕裂保护装置[j].煤矿机
械,1994,(04).。