专利名称：钢丝绳芯胶带探伤系统及用其检测的方法
技术领域：
本发明涉及一种对钢丝绳芯胶带中的钢丝绳的断股、断绳、编接头滑移量进行无损检测的技术。
背景技术：
皮带机是冶金、电力、矿山等企业常见的连续式运输设备，钢丝绳芯输送带是其关键部件，在工作中，钢丝绳芯输送带需要承受矿石、煤炭等原始物料的反复冲击和摩擦，在使用了一段时间之后将出现损伤。输送带不可能无限长，常采用固定长度的输送带首尾编结的形式，最终形成环状的输送带。由于不是整体结构，输送带的性能会大受影响，其中输送带与输送带之间的编结部位是最薄弱的环节。输送带在承受一定压力和拉力周期之后， 编接部位将发生松动，编接头松动的直接后果是承载能力下降，当编接头的滑移量达到一定数值后，输送带会发生断裂。对钢丝绳芯输送带中的钢丝绳进行全通道监测，目前还没有有效的办法，其主要原因如下钢丝绳埋在橡胶层下，常规的方法无法发现其变动情况；输送带的一个断面中的钢丝绳有数十根，甚至百余根之多，因此，监测系统所要处理的数据量庞大，其直接影响到后续的信号处理和分析，单纯依靠现有的设备无法满足大数据量和实时性的监测要求。而现在采用的射线法，虽是一种较成熟的检查金属内部状况的方法，但是对于钢丝绳芯输送带而言，三维的钢丝绳被投影到二维的胶片上，接头的松动根本无法分辨，再加上接头太多，根本不可能实现接头的全面监测，因此，大量的漏检不可避免；目前，市场上陆续出现了 2-3种针对钢丝绳芯输送带的检测系统，其磁化器和检测传感器采用整体结构，给制造带来很大麻烦。用于钢丝绳探伤的专利有《一种钢丝绳探伤仪》(中国专利号93217598)，由探测头和显示仪两部分组成，探测头部分包括两组磁极，分别安装在探测头的两端，每组磁极有 6个，呈星形排列在磁靴周围，在显示仪中设有局部缺陷检测电路、截面积损失检测电路、储存记忆电路、声光信号控制电路和打印机。《智能型钢丝绳探伤仪》(中国专利号95100764)，采用高强稀钍永磁铁，用高灵敏线圈桥接作探头。汉字菜单，人机对话，智能探伤；定量检测钢丝绳断丝和断面损失率，用霍尔等距脉冲传感器准确测距、定位、超限报警，并自动在钢丝绳上喷漆打标记，无累计测距误差。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种制造简单，操作方便，可用于监测钢丝绳芯胶带中的钢丝绳的断股、断绳、编接头滑移量的钢丝绳芯胶带电磁探伤系统及用其检测的方法。本发明目的的实现方式为，钢丝绳芯胶带电磁探伤系统，磁化器、检测传感器通过安装支架分别固定在皮带机的两侧，中间有放置钢丝芯胶带的空间，皮带机所装检测传感器测量的信号经处理后一方面与皮带机运行控制器相连，另一方面与井下光纤收发器通过检测信号线连接，井下光纤收发器与井上光纤收发器通过通讯光缆连接，井下光纤收发器接井下计算机。槽钢、连接板通过螺栓组合固定在皮带机的槽钢上，调节螺杆、导向杆穿过磁化器上的连接孔，端头固定在槽钢上，磁化器和槽钢之间有压缩弹簧。钢丝绳芯胶带电磁探伤系统检测钢丝绳芯胶带损伤的方法，具体步骤如下1)待测钢丝绳芯胶带的正面对磁化器，反面对检测传感器，2)磁化器的励磁器磁化待测钢丝绳芯胶带中的钢丝绳阵列，在钢丝绳阵列周围产生漏磁场；该漏磁场被检测传感器的霍尔传感器测得，并将磁场信号转换为电信号；3)含有漏磁信息的电信号被信号处理器放大、滤波预处理，数/模转换，将模拟量转变为数字量，再经井下计算机处理后送入井下光纤收发器，4)井下计算机分析出皮带机是否停机的触发信号，送到皮带机运行控制器，控制皮带机的停止；结果和数据用以太网协议打包，通过井下光纤收发器，转变为光信号；5)光信号通过通讯光缆传递到井上的光纤收发器，转变为电信号，送入井上计算机；井上计算机完成数据的分析，显示、存储。本发明将磁化器和检测传感器分置于钢丝绳芯胶带的两边。钢丝绳芯胶带正常运行时，磁化器和检测传感器固定不动，与胶带之间产生相对运动。磁化器磁化待测钢丝绳芯胶带中的钢丝绳阵列，在其周围产生漏磁场，发现钢丝绳芯胶带有缺陷存在后，经井上、下光纤收发器、井下计算机一方面通过皮带机运行控制器使皮带机停机，另一方面将检测数据通过井上、下光纤收发器、通讯光缆送入井上计算机，作进一步地定性和定量分析，完成数据的分析，显示、存储。本发明的探伤系统制造和使用方便，本发明在钢丝绳芯胶带运行的过程中对其实时监测，可准确检测出断股、断绳和编接头滑移量等损伤，检测方法科学合理。
图1是本发明的结构示意图，图2是磁化器和检测传感器安装示意图，图3是磁化器结构图，
图4是磁化器块结构图，图5是检测传感器结构图，图6是检测传感器块结构图。
具体实施例方式本发明的系统由皮带机和监测系统组成。下面参照附图详述本发明。参照图1，磁化器2、检测传感器5通过安装支架3固定在皮带机1上，磁化器2和检测传感器5之间有放置钢丝芯胶带4的空间，皮带机上所装检测传感器与信号处理器8 通过检测信号线6连接，井下光纤收发器7与井上光纤收发器10通过通讯光缆9连接，井上光纤收发器转换的电信号进入井上计算机12，信号处理器8接皮带机运行控制器11。井上、下光纤收发器采用已有的HT100成品。参照图2，槽钢13，连接板16通过螺栓组合15固定在在皮带机1的槽钢上，调节螺杆14、导向杆17穿过磁化器2上的连接孔23，端头固定在槽钢13上，磁化器2和槽钢13 之间有压缩弹簧。工作时，磁化器2和槽钢13之间因压缩弹簧的存在有轻微的运动，故可通过调节螺杆14调整磁化器与钢丝绳芯胶带4之间的距离。参照图3，数个磁化器块通过前后两块磁化器连接板19结合为磁化体20，磁化体上、下有磁化器盖板18、磁化器壳体22，磁化器盖板18、磁化体20和磁化器壳体22通过螺栓固定在一起成为磁化器2。图中有磁化器块侧安装孔21、壳体连接孔23。参照图4，衔铁25与两块磁钢沈压在一起成为励磁器，固定于励磁器壳体观的凹槽中，衔铁25的上表面与凹槽上表面平齐，盖板M与励磁器壳体观通过螺钉27固定在一起成为磁化器块。参照图5，一组传感器块31通过前后两块传感器连接板30组合成检测传感器体， 传感器盖板四、传感器体和传感器壳体33通过螺钉连接在成为检测传感器5。图中有传感器块侧安装孔32，检测信号线6的引线孔34。参照图6，检测传感器块31的两个矩形聚磁器37构成聚磁器对，将霍尔传感器38 夹在中间组成测量单元，聚磁器、霍尔传感器固定在传感器支架36上，传感器支架中间有凹槽，凹槽端头、传感器支架侧面有穿信号线的孔39、侧孔35。聚磁器37为用高导磁材料制作的薄片。检测时，检测传感器块用聚磁片对增强和平滑磁场信号，霍尔传感器加载于聚磁器之间，每根钢丝绳对应一对聚磁片。每个霍尔传感器测量一路磁信号，可将胶带中的断绳、断股、编结头滑移缺陷定位到根。检测传感器获得的信号通过穿过孔39，侧孔35的检测信号线6送入到信号处理器 8，处理后的结果用以太网协议打包，经过井下光纤收发器7转换成光信号，通过通讯光缆9 传递到井上的光纤收发器10，转换成的电信号，进入井上计算机12。信号处理器分析结果同时被用来控制皮带机运行控制器11，控制皮带机的停止。本发明将磁化器和检测传感器分置于钢丝绳芯胶带的两边。工作时如钢丝绳芯胶带正常运行时，磁化器和检测传感器固定不动，与胶带之间产生相对运动。发现钢丝绳芯胶带有缺陷存在后，磁化器的励磁器磁化胶带中的钢丝绳阵列，在钢丝绳阵列周围产生漏磁场；该漏磁场被检测传感器的霍尔传感器测量，将磁场信号转换为电信号；含有漏磁信息的电信号首先被信号处理器进行放大、滤波等信号预处理；其次进行数/模转换，将模拟量转变为数字量，进入井下计算机；井下计算机将分析结果作为皮带机是否停机的触发信号，通过皮带机运行控制器使皮带机停机。同时分析结果和数据用以太网协议打包，通过光纤收发器，转变为光信号；光信号通过通讯光缆传递到井上光纤收发器，转变为电信号，送入井上计算机；井上计算机完成数据的分析，显示、存储和报警。
权利要求
1.钢丝绳芯胶带电磁探伤系统，其特征在于钢丝绳芯胶带电磁探伤系统，磁化器、检测传感器通过安装支架分别固定在皮带机的两侧，中间有放置钢丝芯胶带的空间，皮带机上所装检测传感器的检测信号被处理后与井下光纤收发器通过检测信号线连接，井下光纤收发器与井上光纤收发器通过通讯光缆连接，井下光纤收发器接计算机，同时与皮带机运行控制器相连。槽钢、连接板通过螺栓组合固定在皮带机的槽钢上，调节螺杆、导向杆穿过磁化器上的连接孔，端头固定在槽钢上，磁化器和槽钢之间有压缩弹簧。
2.根据权利要求1所述的钢丝绳芯胶带电磁探伤系统，其特征在于磁化器和检测传感器通过连接板连接在一起，分别安装在钢丝绳芯胶带的正反两面。
3.根据权利要求1所述的钢丝绳芯胶带探伤系统，其特征在于数个磁化器块通过前后两块磁化器连接板(19)结合为磁化体(20)，上、下有磁化器盖板(18)、磁化器壳体(22)，磁化器盖板(18)、磁化体00)和磁化器壳体0 通过螺栓固定在一起成为磁化器O)。
4.根据权利要求3所述的钢丝绳芯胶带探伤系统，其特征在于衔铁05)与两块磁钢 (26)压在一起成为励磁器，固定于励磁器壳体08)的凹槽中，衔铁0 的上表面与凹槽上表面平齐，盖板04)与励磁器壳体08)通过螺钉(XT)固定在一起成为磁化器块。
5.根据权利要求1所述的钢丝绳芯胶带探伤系统，其特征在于一组传感器块(31)通过前后两块传感器连接板(30)组合成检测传感器体，传感器盖板(四)、传感器体和传感器壳体(3 通过螺钉连接在成为检测传感器(5)。
6.根据权利要求5所述的钢丝绳芯胶带探伤系统，其特征在于检测传感器块(31)的两个矩形聚磁器(37)构成聚磁器对，将霍尔传感器(38)夹在中间组成测量单元，聚磁器、霍尔传感器固定在传感器支架(36)上，传感器支架中间有凹槽，凹槽端头、传感器支架侧面有穿信号线的孔(39)、侧孔(35)。
7.权利要求1所述的钢丝绳芯胶带探伤系统检测钢丝绳芯胶带损伤的方法，其特征在于具体步骤如下1)待测钢丝绳芯胶带的正面对磁化器，反面对检测传感器，2)磁化器的励磁器磁化待测钢丝绳芯胶带中的钢丝绳阵列，在钢丝绳阵列周围产生漏磁场；该漏磁场被检测传感器的霍尔传感器测得，并将磁场信号转换为电信号；3)含有漏磁信息的电信号被信号处理器放大、滤波预处理，数/模转换，将模拟量转变为数字量，再经井下计算机处理后送入井下光纤收发器，4)井下计算机分析出皮带机是否停机的触发信号，送到皮带机运行控制器，控制皮带机的停止；结果和数据用以太网协议打包，通过井下光纤收发器，转变为光信号；5)光信号通过通讯光缆传递到井上的光纤收发器，转变为电信号，送入井上计算机； 井上计算机完成数据的分析，显示、存储。
全文摘要
本发明涉及钢丝绳芯胶带探伤系统及检测方法，分布在钢丝绳芯胶带正反面的磁化器、检测传感器接井下、上光纤收发器、计算机等。检测时，磁化器磁化胶带中的钢丝绳阵列产生漏磁场；检测传感器测得，将磁场信号转换为电信号，经预处理，数/模转换后至井下计算机，计算机的分析结果一送到皮带机运行控制器，另一经井下光纤收发器，光缆，井上光纤收发器送到井上计算机。采用本发明，胶带正常运行时，磁化器和检测传感器固定不动。有缺陷存在，一方面通过皮带机运行控制器使皮带机停机，检测数据通过井上、下光纤收发器、通讯光缆送入井上计算机进行分析，显示、存储。本发明制造和使用方便，能实时监测，准确检测出断股、断绳和编接头滑移量等损伤。
文档编号G01N27/83GK102253115SQ20111010360
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者刘伟, 周敬森, 朱博航, 李海波, 杨卓, 沈迅, 苏琪, 许志浩 申请人:许志浩