一种胶带输送带纵向撕裂监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及输送带监测领域，特别涉及采用超声波技术来监测输送带纵向划痕和 裂缝。
【背景技术】
[0002] 带式输送机连续运输能力强、运行效率高、易于实现自动控制，已经广泛用于各种 大宗物料的运输。输送带是带式运输机的重要组成部分，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，钢丝绳芯皮带也越来越得到广泛的使用。钢丝绳芯输送带极大地提高了拉伸 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。带式输送机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。
[0003] 输送带纵向撕裂事故时有发生，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。
[0004] 近年国内外对胶带的运行理论、纵向撕裂机理和防撕裂应用技术进行过一定研宄 与开发，研制了多种多样的撕裂监测装置，归纳起来主要有以下几种类型： 成像法 该方法利用表面变位传感器(超声波或激光）测"裂缝"，主要采用高精度超声波线传感 器，准确判断皮带裂缝的长度及宽度，也可监控皮带表面的异常情况。系统由CCD高精度 超声波线传感器、电源、程序控制器、总控制系统、声光报警器、液晶显示、防爆外壳及自动 清洗装置等部分组成。系统上电后自动检测皮带机运行的速度，进入检测状态。当皮带被 异物穿透导致皮带出现撕裂裂缝、重叠、漏煤、带宽变窄及异常跑偏时，检测装置能够在最 快的时间内输出跳闸信号，停止皮带机的运行并发出声光报警信号，提示用户采取措施。由 于输送系统运行环境一般比较差，粉尘、泥水容易污染监控谈投资，所以需要采用喷洗水装 置，定期对监控器表面的粉尘、污垢进行自动清洗，否则会使系统失效。
[0005] 嵌入法 这种方法通常是采用在皮带中或是皮带表面预埋设金属导线、线圈、磁性物质或是某 种导电、导磁材料等方法，检测设备通过监测皮带中预埋物的完整性来判断皮带是否发生 纵向撕裂。
[0006] 70年代末，英、德就开始采用在皮带中埋设金属导线的方法。但由于皮带的连续运 动，不可避免地会产生滚切的持续应力，使金属导线遭受磨损而断裂。为了克服这个缺点， 英国应用摩擦系数较小的聚脂纤维做成的空心管套在导线外面，并硫化在橡胶输送带内， 保护导线不产生疲劳损坏。
[0007] 以前研制的在皮带中埋设导线的检测装置的另一个缺点是导线和皮带上的橡胶 混合物之间常因时间长而容易发生化学反应，从而破坏了导线接头的导电性，导致误动 作。为了解决这个问题，德国用直径较小的镀锌钢绳作为导线，该导线埋设在距皮带承载而 一定距离的皮带上面层内，平行于皮带表面。在导线的接头区内，相对的导线互相拧紧，导 线接头处的折合端罩有轻合金护套，从而使导线避免接触皮带上部的橡胶混合物，提高了 系统的可靠性。还有些国家在皮带中埋设导电橡胶、光导纤维等。此类保护装置的缺点是 工艺复杂、成木高。另外，从某种意义上说，由于嵌入物与橡胶间有一个相融性的问题，如果 处理不善，会降低皮带的强度。
[0008] 嵌入法检测装置在实际应用中有很大的局限性： ①、此类保护装置是工艺复杂、成本高； 2)、无法应用于大量已经安装运行的皮带的检测； ?、容易误判断，影响生产； ?、由于皮带内嵌入检测物质，对皮带用户的维护提出了更高的要求。
[0009] X光透视法 X光透视检测器X射线穿透材料时，材料如有局部性异常存在，则透过该部位射线强度 的衰减将出现与周围正则透过该部位射线强度的衰减将常部位相异的值。这种检测装置通 过在胶带内织入横向的金属片或金属网，一旦纵向或者横向撕裂，这些金属片断裂，X光透 视仪就会及时发出报警信号或使输送机停机。
[0010] 优点：监测精度较高，不会发生误动作。
[0011] 缺点：需停产监测，工作量大，影响生产；结构复杂，胶带内衬入金属网增加了皮 带成本；设备体积大；存在辐射。
[0012] 探漏法 采用探漏法作为纵向撕裂报警装置，其核心思想是发生纵向撕裂后，在皮带的撕裂处 有物料伸出皮带裂缝或是物料泄漏。由此产生了棒型检测器、弦线式装置、漏料检测器等。 棒型检测器是把一根棒或管子弯曲成槽形托辊状，安装在槽形输送带下面的缓冲托辊之 间而成。这样，如有刺穿输送带的物料，该物料将拨动槽形棒偏转，迫使限位开关或载荷传 感器动作，使带式输送机停止运转。弦线式装置与棒式检测器相类似，该装置由尼龙线作为 探头，将其安置在缓冲托辊之间穿过小孔与槽形带下表面贴合，线的一端装一个弹簧限位 开关。当刺穿输送带的物料泮住此线时，把线拉断或张力增加，均可使限位开关动作。漏 料检测器由托盘、支点、平衡锤和开关等组成。当输送带被纵向撕裂后，输送带上的物料通 过裂口泄漏到托盘里，物料的重量克服平衡锤的重量，使整个装置绕支点转动，迫使限位 开关动作。
[0013] 由于探漏法是以皮带纵向撕裂后裂口变宽，从而导致物料伸出或是泄漏的原理 为基础，所以一旦皮带撕裂后，如果皮带没有裂口或是裂口不够宽，就不会发生物料伸出皮 带裂缝或是泄漏，则这种方法将无法探测。当输送带被纵向撕裂后，只有输送带上有物料 且输送带的裂口足以使物料泄漏时，此装置才能起作用，否则就没有什么用途。
【发明内容】
[0014] 本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种有效、快速探测输送带发生纵向撕 裂的方法和实现装置。
[0015] 本发明所采用的技术方案是：一种胶带输送带纵向撕裂监测装置，一个超声波发 射传感器和一个超声波接收传感器组成一对传感器对，一对或者多对传感器对安装在输送 带正下方，所有传感器对的超声波发射传感器和超声波接收传感器都接入到中央控制器， 中央控制器输出接口连接报警装置和输送机启停控制器。中央控制器向各传感器对的超声 波发射传感器发出激励脉冲，超声波发射传感器发出超声波，超声波通过输送带向对应的 超声波接收传感器方向传播，超声波接收传感器实时监听超声波信号，并把监听到的信号 反馈回中央控制器，中央控制器根据是否监听到超声波以及所监听到超声波信号的特征来 判断橡胶输送带当前状况。
[0016] 作为一种优选方式：米用多对传感器对安装在输送带正下方时，多对传感器对安 装在输送带两个横截面的正下方，第二个横截面的传感器对与第一个横截面的传感器叠加 交错排列；通过采用多对传感器对，缩短了超声波发射传感器与超声波接收传感器间的距 离，有利于超声波的传输，保证了检测的可靠性，同时，采用在两个横截面上安装传感器对， 并使第二个横截面的传感器对与第一个横截面的传感器叠加交错排列的方式，使得监测宽 度覆盖了整个输送带的带宽。
[0017] 作为一种优选方式：中央控制器周期性依次向各传感器对的超声波发射传感器发 出激励脉冲，在其中一对传感器对的超声波发射传感器处于工作时，其它传感器对的超声 波发射传感器都处于关闭状态，避免了传感器对之间超声波干扰。
[0018] 作为一种优选方式：超声波发射传感器所采用的频率为40KHz-150KHz。超声波方 向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消 毒等，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波的范围很宽，超声波在介质中传播 时，强度随其传播距离增大而减弱，这是由于超声能量在传播过程中被吸收，超声的吸收与 介质的密度、粘滞性、导热性及超声的频率等有关。且介质的吸收系数又与超声波频率的平 方成正比，因而高频超声在衰减异常剧烈，此外环境温度也会影响超声波的传播性能。在输 送带纵向撕裂监测及保护装置中，根据输送带橡胶成分、输送带特性和环境温度的差异，我 们选用40KHz-150KHz频率范围内的超声波，这个范围效果方向性好，穿透能力强，易于获 得较集中的声能。
[0019] 作为一种优选方式：超声波发射传感器和超声波接收传感器为轮式结构，轮式传 感器的轮胎胎面向上正压在输送机承载带的下表面，输送带运行时，轮式传感器在静摩擦 力作用下转动。轮胎顶端与输送带下表面形成滚动接触区，提高了传感器对和输送带之间 超声波的传播效果。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明结构示意图； 图2是输送带上出现纵向撕裂的示意图； 图3是钢丝绳芯橡胶输送带的部分横向剖面示意图； 图4是钢丝绳芯橡胶输送带硫化接头的平面示意图； 图5是钢丝绳芯橡胶输送带纵向撕裂监测及保护装置轮式超声波传感器的布置方式； 图6是图5中剖面线2-2处轮式传感器示意图； 图7是输送带纵向监测系统实现的硬件框图； 图