一种井下皮带机撕裂检测装置及方法与流程

本发明涉及皮带机撕裂检测技术领域，具体涉及一种井下皮带机撕裂检测装置及方法。

背景技术：

井下皮带机是矿井下输送矿石和煤炭等的重要设备，其运输量大、工作环境复杂、承载能力强，以及运输距离较长等特点，使其在矿井中得到了广泛的应用。但是在运输过程中，尖锐的煤块或矿石很容易穿透皮带而导致皮带撕裂，轻则影响生产效率，重则带来无法挽回的生产事故。

目前井下在用的皮带撕裂检测，主要是通过检测是否有煤块或矿石掉落来检测皮带是否撕裂，这种检测方法的弊端在于没有及时地发现皮带撕裂，而是以皮带撕裂带来的后果来验证皮带是否撕裂，这么做可能会带来不良的后果。同时皮带主要是由橡胶、硅胶、PVC等材质做成，有一定的弹性，所以有时皮带即使已经撕裂，也不一定会有裂缝，无法及时检测出来，从而导致撕裂进一步加重，甚至造成安全事故。

在中国专利申请公开的申请号：201510801512.2的专利中公开了一种皮带撕裂口扩张装置及方法，它主要由两个扩张辊组成，扩张辊由扩张平托辊和扩张斜托辊组成，并且安装在皮带的下方，沿皮带纵向对称分布，与皮带横向有一定的夹角。该装置的作用是给皮带施加一个沿皮带横向上的力，扩张皮带撕裂的裂缝，让煤块落下以触发皮带撕裂报警。此方法可使煤块及时沿裂缝落下并触发报警，但是裂缝足以让煤块落下，说明裂缝已然很大，或者说纵向撕裂已经很长，其报警的时效性不高。

在中国专利申请公开的申请号：201410358351.X的专利中公开了一种皮带防撕裂检测装置及方法，该专利采用图像识别的方法来检测皮带撕裂情况。激光发射器向皮带下表面发射一条带状激光，然后通过3D摄像机采集激光条纹分布情况以及整个画面中同一位置的纵向裂缝特征，控制主机将采集的数据传输给计算机终端，与预先设定的值进行比较分析，从而判断皮带是否撕裂。该方法提高了检测的精确度，但是实现相对较困难，工艺较复杂。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种简单、高效、精确的井下皮带机撕裂检测装置及方法。

为了解决上述问题，本发明提供的方案为：

一种井下皮带机撕裂检测装置，包括撕裂检测部分和裂口扩张装置，所述撕裂检测部分包括固定支架、红外条纹光发射器、红外光接收器、控制器和报警装置，所述裂口扩张装置包括皮带扩张托辊和托辊支架，所述红外光接收器和所述报警装置分别与所述控制器相连，所述控制器内嵌定时器。

优选的，所述固定支架分为上支架和下支架，二者采用管夹衔接固定，并保持在同一平面上，同时固定支架所在平面需与皮带运行方向垂直。

优选的，所述红外条纹光发射器安装在下支架的上方，位于皮带的下方。

优选的，所述红外光接收器安装在上支架的下方，所述控制器和所述报警装置安装在上支架的上方，三者都位于皮带的上方。

优选的，所述报警装置采用声光报警的方式。

优选的，所述皮带扩张托辊安装在红外条纹光发射器和红外接收器的后方，且在水平面上与皮带横向呈20°～30°的夹角，所述托辊支架采用三角形架构。

优选的，整个井下皮带机撕裂检测装置安装在落煤口的后方，距离落煤口1m左右。

上述一种井下皮带机撕裂检测装置的检测方法，具体为，皮带运行到扩张托辊时，托辊对皮带有一个横向的分力，该分力足以将撕裂的皮带扩张开，然后红外条纹光发射器发射出一束红外条纹光，若皮带出现撕裂，红外条纹光发射器发射出的红外光穿过裂缝照射到红外光接收器，即触发控制器中的定时器开始计时，红外光接收器接收不到红外光时停止计时，此时控制器结合皮带机的速度计算出皮带撕裂的长度，若撕裂长度小于1m，并不影响皮带正常运行，报警装置不发出报警，若撕裂长度在1m～10m，报警装置发出一级报警，皮带机可短时间正常运行，并提醒工作人员及时维修，若撕裂长度大于10m，报警装置发出二级报警，皮带机不可再运行，工作人员应立即对皮带机断电并进行维修。

本发明与现有技术相比具有的有益效果为：本发明采用皮带扩张托辊辅助红外条纹光检测，提高了检测的精确度；考虑到皮带接头处可能会有横向的衔接缝以及极短的纵向撕裂并不会影响皮带正常工作，故设定检测到1m以内的裂缝不发出报警；检测到撕裂时分为两级报警，给工作人员以充足的时间来应对撕裂情况的发生。

附图说明

图1为整个井下皮带机撕裂检测装置的安装位置示意图；

图2为本发明裂口扩张装置的结构示意图；

图3为本发明撕裂检测部分的安装位置示意图；

图4为本发明的电路系统结构图；

图5为本发明实现井下皮带机撕裂检测的流程图。

图中：1-控制器，2-红外光接收器，3-红外条纹光发射器，4-报警装置，5-上支架，6-下支架，7-管夹，8-皮带，9-皮带扩张托辊，10-托辊支架，11-定时器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的井下皮带机撕裂检测装置，包括撕裂检测部分和裂口扩张装置，撕裂检测部分包括固定支架5和6、红外条纹光发射器3、红外光接收器2、控制器1和报警装置4，裂口扩张装置包括皮带扩张托辊9和托辊支架10；该检测装置安装在落煤口的后方，距离落煤口1m左右的位置。

如图2所示的裂口扩张装置，包括皮带8、皮带扩张托辊9和托辊支架10，皮带扩张托辊9贴合皮带8的下表面，同时在水平面上与皮带横向呈20°～30°的夹角；托辊支架10采用结构更加稳定的三角形架构，使皮带扩张托辊9可以稳定工作。

如图3所示的撕裂检测部分的安装位置示意图，其中，固定支架分为上支架5和下支架6，二者采用管夹7衔接固定，并保持在同一平面上，同时固定支架所在平面需与皮带运行方向垂直，红外条纹光发射器3安装在下支架6的上方，红外光接收器安装在上支架5的下方，控制器1与报警装置4安装在上支架5的上方，红外条纹光发射器3在没有遮挡的情况下会将一束红外条纹光发射到红外光接收器2上。

如图4所示的本发明的电路系统结构图，红外光接收器2和报警装置4分别与控制器1相连，控制器1内嵌定时器11，红外光接收器2若接收到来自红外条纹光发射器3所发出的红外光，则会触发定时器11开始计时，报警装置4采用声光报警的方式工作。

如图5所示的井下皮带机撕裂检测流程图，皮带运行到扩张托辊时，托辊对皮带有一个横向的分力，该分力足以将撕裂的皮带扩张开，若皮带没有撕裂，则不会有任何动作，若有撕裂，红外条纹光发射器发射出的红外光穿过裂缝照射到红外光接收器，而触发控制器中的定时器开始计时，接收器接收不到红外光时停止计时，此时控制器结合皮带机的速度计算出皮带撕裂的长度，若撕裂长度小于1m，可能是皮带接头处的横向的衔接缝或者极短的纵向撕裂，并不影响皮带正常运行，报警装置不发出报警，若撕裂长度在1m～10m，报警装置发出一级报警，皮带机可短时间正常运行，并提醒工作人员及时维修，若撕裂长度大于10m，报警装置发出二级报警，皮带机不可再运行，工作人员应立即对皮带机断电并进行维修。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。