一种基于金属薄膜漫反射的输送带纵向撕裂检测方法
【技术领域】
[0001]本发明一种基于金属薄膜漫反射的输送带纵向撕裂检测方法，属于煤矿企业输送带在线检测技术领域，具体涉及一种利用金属薄膜的红外线反射率是黑色胶带的5倍以上这一物理性质，并结合CCD相机图像检测技术完成对于输送带纵向撕裂的检测方法。
【背景技术】
[0002]纵向撕裂、横向撕断、火灾是带式输送机三大灾害，其中尤以纵向撕裂最为普遍。在煤矿井下，如果胶带纵向撕裂现象不能被及时发现，就有可能造成整条输送带报废，甚至有可能因为胶带断裂而造成人员伤亡，不利于安全生产的进行。目前国内外输送带纵向撕裂的检测方法有很多，包括钢丝芯胶带的X射线检测方法、线激光辅助的胶带撕裂视觉检测方法、导电体嵌入胶带检测法，托辊受力异常检测法等等。但是这些方法存在着诸如设备成本高、会对人体造成辐射、无法对撕裂进行有效的预防、判断错误率高等问题。
[0003]与专利号为2011101827944的一种输送带在线监测预警装置专利相比较，本发明的主要区别特征是对胶带外表面进行改造，使得胶带外表面的红外线反射率提高5倍以上，同时胶带其他的物理性质得到保留。在进行红外探测时选择主动红外探测方式，通过接收金属薄膜反射的红外光源所发出的红外射线，实现对于胶带外表面状态的监测。而2011101827944专利的核心思想则是不对胶带进行改造，采用被动红外探测的方式，当胶带外表面产生撕裂时，撕裂部位的温度会升高，利用红外线本身的热敏感性质可以对撕裂信号进行捕捉和判断。
【发明内容】
[0004]本发明一种基于金属薄膜漫反射的输送带纵向撕裂检测方法，其目的在于解决目前的胶带纵向撕裂检测方法中存在的实时性差、效率低、硬件要求高的问题，从而公开一种利用金属薄膜的红外线反射率是黑色胶带的5倍以上这一物理性质和CCD相机图像检测技术相结合完成对胶带纵向撕裂检测的方法。
[0005]本发明一种基于金属薄膜漫反射的输送带纵向撕裂检测方法，其特征在于是一种利用金属薄膜的红外线反射率是黑色胶带的5倍以上这一物理性质和CCD相机图像检测技术相结合完成对胶带纵向撕裂检测的方法，具体的检测步骤为:
I)该方法所采用的装置由面阵红外光源1、红外线滤光膜2、CCD相机3、磨砂金属锡薄膜4、皮带胶5、弹性透明地坪漆6、信号传输系统7、图像分析系统8、防爆安全系统9和警报与胶带控制系统10组成；所述的皮带胶5均匀的覆盖在输送胶带的外表面，所述的磨砂金属锡薄膜4通过皮带胶5均匀的贴满整个输送胶带的外表面，所述的弹性透明地坪漆6均匀地涂布在磨砂金属锡薄膜4的外表面，所述的面阵红外光源1、红外线滤光膜2和CCD相机3均位于防爆安全系统9内部，所述的红外线滤光膜2位于所述的CCD相机3的前上方，所述的面阵红外光源I和CXD相机3位于防爆安全系统9内的同一位置，CXD相机3高出面阵红外光源I约10cm，确保面阵红外线光源I与CCD相机3不会遮挡对方的光路，所述的防爆安全系统9安装到离输送带30cm距离的正下方，所述的信号传输系统7与防爆安全系统9相连接，所述的图像分析系统8与信号传输系统7相连接，所述的警报与胶带控制系统10与图像分析系统8相连接；
2)所述的输送带外表面均匀的粘贴一层磨砂金属锡薄膜4，并在磨砂金属锡薄膜4的外表面均匀的涂布一层弹性透明地坪漆6，磨砂金属锡薄膜4和弹性透明地坪漆6的柔韧度与黑色胶带相匹配，可以随着输送带反复的变形、运动而不会破损，所述的磨砂金属锡箔膜4的磨砂表面能够对红外射线进行漫反射，确保面阵红外光源I对磨砂金属锡箔膜4的任意位置发出的红外射线都有20%反射到CCD相机3所在的位置，所述的弹性透明地坪漆6可以对磨砂金属锡薄膜4进行保护，防止输送带上的物料对磨砂金属锡薄膜4造成磨损、破坏，所述的弹性透明地坪漆6还具有高透光性，使得红外射线可以无损的穿透弹性透明地坪漆6，所述的红外线滤光膜2与面阵红外线光源I相匹配，即只有面阵红外线光源I发射出的光线能够通过红外线滤光膜2，使用普通的CCD相机3完成红外线图像的拍摄，所述的面阵红外线光源I发射面状红外射线覆盖半条胶带的面积，所述的CCD相机3结合红外线滤光膜2对磨砂金属锡薄膜4反射的红外射线进行接收；
3)所述的面阵红外线光源I发射的红外射线覆盖半条胶带，红外射线穿过最外层的弹性透明地坪漆6后，在磨砂金属锡薄膜4的外表面上发生漫反射，漫反射使得被红外射线覆盖的磨砂金属锡箔膜4的外表面的任意一个位置都有红外射线被反射回CCD相机3，CCD相机3捕捉到足够强度的红外射线产生清晰的红外图像，若此时胶带的外表面产生了划伤甚至是撕裂，则磨砂金属薄膜4和弹性透明地坪漆6就会发生破损，黑色胶带本体暴露在红外射线中，黑色胶带对于红外线的反射率只有4%，照射在胶带上的这一部分红外线无法反射回CCD相机3，在CCD相机3拍摄到的红外线图像中就会产生一条明显的黑线，高亮背景中的黑线就是胶带划伤甚至是撕裂的最明显的特征，CCD相机3产生的图像通过信号传输系统7传输到图像分析系统8，由图像分析系统8分析判断CCD相机3拍摄的红外图像中是否具有划伤和撕裂特征，一旦图像分析系统8判定特征出现，就会将危险信号传递给警报与胶带控制系统10，再由警报与胶带控制系统10对相关人员发出警报，并且控制输送机进入减速或是停机状态，实现胶带撕裂检测与预警。
[0006]本发明一种基于金属薄膜漫反射的输送带纵向撕裂检测方法，其优点在于:
1.使用面阵红外线光源1、红外线滤光膜2以及CCD相机3完成红外射线的发射与接收，本方法使用的面阵红外线光源I所发出的红外射线可以覆盖半条胶带的面积，红外射线在磨砂金属锡薄膜4外表面发生漫发射后，会有20%的红外射线通过漫反射被CCD相机3所接受，从而绘制出半条胶带的表面状况图，这样的设计可以利用一个普通CCD相机3、两到三个面阵红外光源I等少量常见的硬件设备实现对于输送机胶带纵向撕裂的实时监测预警。
[0007]2.针对胶带本身对于红外线的反射率仅有4%这一物理特性，考虑对胶带进行表面处理，通过在黑色胶带表面粘贴一层磨砂金属锡薄膜4并添加一层弹性透明地坪漆6作为保护材料，使得胶带外表面具有了高达20%的红外反射率、并且任然保留有黑色胶带原有的高柔韧性、高耐磨性，一旦胶带外表面出现了划伤或是撕裂，那么暴露在红外射线下的胶带就会将96%的红外射线吸收掉，但同时没有破损的部分则会将共计约20%的红外射线反射回CCD相机3，那么在CCD相机3拍摄的红外线图像中，胶带的撕裂部位将会呈现为高亮背景下的一条明显的黑线，由于未撕裂区域反射的红外线强度是撕裂区域的5倍，撕裂特征十分明显，因此图像分析系统8对胶带外表面状态的误判率也会下降到10%以下。
【附图说明】
[0008]图1为本发明一种新型输送带纵向撕裂检测方法主视示意图。
[0009]图2为本发明一种新型输送带纵向撕裂检测方法右视示意图。
[0010]图3为本发明一种新型输送带纵向撕裂检测方法结构框图。
[0011]1、面阵红外光源
2、红外线滤光膜
3、CCD相机
4、磨砂金属锡薄膜
5、皮带胶
6、弹性透明地坪漆
7、信号传输系统
8、图像分析系统
9、防爆安全系统
10、警报与胶带控制系统。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图对