一种圆管带式输送机胶带运行状态检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于圆管带式输送机检测技术领域，具体涉及一种圆管带式输送机胶带运行状态检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]圆管带式输送机是在传统槽形带式输送机基础上发展起来的一类新型特种带式输送机，其通过若干组过渡托辊组导向将胶带卷曲成圆管状，将物料包围在圆管状的胶带内，从而实现物流的密闭运输。在输送机头部、尾部，胶带展开为平面实现卸料、装料。圆管带式输送机具有物料封闭运输、布置灵活、小半径转弯、大倾角运输、双向运输等特点。圆管带式输送机同其他输送方式相比，具有明显的经济性，而且环保效益好，已应用于矿山、煤炭、水泥、冶金、港口等彳丁业。
[0003]但是，圆管带式输送机的机械结构决定了其在运行过程中会发生扭转的现象，导致圆管状的胶带两侧边缘搭接处严重偏离正上方，跑偏到两侧甚至下方(即反包)，从而导致装料、卸料时圆管状胶带无法正常展开，造成事故发生。
[0004]当装料过多时，圆管状胶带会发生胀管现象，胀管严重时会增加圆管带式输送机运行阻力，增大驱动电机电流消耗，并威胁圆管带式输送机沿线托辊及窗板结构安全。
[0005]当胶带老化时，胶带自身不能维持成型状态会发生塌管现场，塌管严重时会发生漏料事故。塌管是胶带老化的表现之一。
[0006]当前防范胶带扭转、胀管、塌管故障多采用人工巡检、接触式检验的方式，人工巡检工作效率低下，且容易发生漏检。接触式检验一般采用行程开关压在胶带上进行检验，虽然一定程度上能避免漏检，但却带来了划伤胶带的风险。总之现有检测手段存在严重安全隐患。
【发明内容】
[0007]本发明在于提供一种圆管带式输送机胶带运行状态检测装置，以非接触检验手段实现对圆管带式输送机胶带在线实时检测，及时发现胶带扭转、胀管、塌管状态，及时报警通知工作人员处理，防止严重事故发生。
[0008]本发明采取以下技术方案:一种圆管带式输送机胶带运行状态检测装置，包括环形支架、位移传感器、信号处理模块和后台监控计算机;环形支架安装在圆管带式输送机窗板上的托辊支架上，圆管状胶带从环形支架的环形中央穿过，环形支架内侧设有环形凹槽，环形支架凹槽内设有若干位移传感器，位移传感器与信号处理模块连接，信号处理模块与后台监控计算机连接。信号处理模块就近安装，通过传感器连接电缆与位移传感器相连。所述后台监控计算机可安装到远端机房，通过远传电缆与信号处理模块相连。
[0009]所述环形支架分为上下两个部分，环形支架的上半部分设有一个支撑脚，环形支架的下半部分设有两个支撑脚，三个支撑脚分别与圆管带式输送机窗板上的托辊支架安装孔固定，环形支架的三个支撑脚与三个各间距120度的托辊支架背对背安装，环形支架安装好后上下两部分合并成一个环形，该环形的圆心为所述圆管带式输送机的胶带卷成圆管状时其截面圆的圆心。
[0010]所述环形支架表面设有360度刻度标识，环形支架侧面设有两排环向交错设置的供位移传感器固定使用的断续环孔，断续环孔与环形支架的同圆心。位移传感器可在环形支架上任意角度安装，并有刻度指示。
[0011]所述环形支架的凹槽深度大于位移传感器的高度。环形支架为位移传感器提供机械、遮光保护。
[0012]所述位移传感器为激光位移传感器。为非接触式检测手段。
[0013]所述位移传感器拥有2个参变量:到胶带表面的距离值和在环形支架上的安装角度值。距离值由位移传感器测量，角度值由安装人员定位并将角度参数初始化写入信号处理模块内。
[0014]所述信号处理模块集供电电路、信号采集电路、信号调理电路、主控电路、键盘显示电路、通讯电路于一体，单个信号处理模块支持12路位移传感器的接入。位移传感器的具体安装数量可由检测精度需求而定。
[0015]所述环形支架、位移传感器、信号处理模块、传感器连接电缆可支持在32个圆管带式输送机断面安装，每个断面的信号处理模块通过远传电缆与后台监控计算机及监控软件相连。
[0016]所述后台监控计算机支持I到32个信号处理模块的连接。在监控软件界面可实时显示胶带状态，当发生胶带扭转、胀管、塌管时可触发报警。
[0017]一种圆管带式输送机胶带运行状态检测方法，具体步骤如下:
I )、圆管状胶带在正常状态时首次运行，位移传感器采集到胶带表面距离值的标准信号，包含胶带边缘搭接处标准信号和非搭接处标准信号，并在信号处理模块上设置位移传感器的安装角度值信息，信号处理模块将打有角度信息戳记的距离值数据打包发送到后台监控计算机。
[0018]2)、在后台监控计算机上设置圆管带式输送机管径、胶带厚度和胶带边缘搭接初始位置的初始化参数，根据采集到的有角度信息戳记的距离值数据结合算法生成一个模拟的圆管状胶带状态示意图，且该图随采集数据实时刷新。
[0019]3)、在后台监控计算机上设置胶带扭转报警角度、扭转停机角度、胀管报警高度、胀管停机高度、塌管报警高度和塌管报警高度二级门限值。
[0020]4)、在圆管状胶带后续运行中，位移传感器实时采集到胶带表面距离值的对比信号，信号处理模块将对比信号传送到后台监控计算机。
[0021]5)、后台监控计算机将对比信号与标准信号进行对比。
[0022]如果出现各角度的所有对比信号均小于非搭接处标准信号，此时判断有胀管风险，若(非搭接处标准信号一对比信号算数平均值)> 胀管报警高度时，触发胀管报警指令，若(非搭接处标准信号一对比信号算数平均值)> 胀管停机高度时，触发胀管停机指令；
如果出现连续角度内的多个对比信号均大于非搭接处标准信号，此时判断有塌管风险，若(对比信号算数平均值一非搭接处标准信号)> 塌管报警高度时，触发塌管报警指令，若(对比信号算数平均值一非搭接处标准信号)> 塌管停机高度时，触发塌管停机指令；
如果出现非正上角度的单一对比信号小于非搭接处标准信号，且小于等于胶带边缘搭接处标准信号或该角度相邻角度处的原胶带边缘搭接处标准信号消失时，此时判断有扭转风险，若此处角度2扭转报警角度时，触发扭转报警指令，若此处角度2扭转停机角度时，触发扭转停机指令。
[0023]与现有技术相比，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
1、环形支架分为上下两个部分，且其支撑脚安装孔与窗板托辊支架安装孔相同，即利用一套螺栓便可实现环形支架与托辊支架背对背安装，安装现场无需再开孔，提高了安装便利性。
[0024]2、采用激光位移传感器作为非接触检验手段，检测过程本身不会对胶带产生任何损伤，提供了系统的安全性与可靠性。
[0025]3、环形支架上支持位移传感器任意角度安装，位移传感器在环形支架上多台安装后可保证圆管状胶带360度检测无盲区死角。
[0026]4、在线实时检测，多种故障检测，可同时检测扭转、胀管、塌管故障。
[0027]5、远程监视，对胶带运行情况一目了然，降低了劳动强度。
[0028]整套装置支持多断面安装，后台监控软件还可以绘制整台圆管带式输送机从机头至机尾胶带沿线状态情况示意图，此功能可为工作人员提供整条胶带的运行参考。
【附图说明】
[0029]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A-A的剖视图；
图3是本发明的安装示意图；
图4是图3的俯视图。
[0030]图5是本发明的电路结构不意图；
图中:1-支架，2-位移传感器，3-信号处理模块，4-传感器连接电缆，5-远传电缆，6-后台监控计算机。
【具体实施方式】
[0031 ]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032]如图1、图2、图3所示，一种圆管带式输送机胶带运行状态检测装置，包括环形支架
1、位移传感器2、信号处理模块3和后台监控计算机6;环形支架I安装在圆管带式输送机窗板上的托辊支架上，圆管状胶带从环形支架I的环形中央穿过，环形支架I内侧设有环形凹槽，环形支架I凹槽内设有若干位移传感器2，位移传感器2与信号处理模块3连接，信号处理模块3与后台监控计算机6连接。
[0033]所述环形支架I分为上下两个部分，环形支架I的上半部分设有一个支撑脚，环形支架I的下半部分设有两个支撑脚，三个支撑脚分别与圆管带式输送机窗板上的托棍支架安装孔固定，环形支架I的三个支撑脚与三个各间距120度的托辊支架背对背安装，环形支架I安装好后上下两部分合并成一个环形，该环形的圆心为所述圆管带式输送机的胶带卷成圆管状时其截面圆的圆心。
[0034]所述环形支架I表面设有360度刻度标识，环形支架I侧面设有两排环向交错设置的供位移传感器2固定使用的断续环孔，断续环孔与环形支架的同圆心。
[0035]所述环形支架I的凹槽深度大于位移传感器2的高度。环形支架I