专利名称：一种钢丝绳芯输送带损伤的检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输送带损伤的检测方法及其装置，特别是一种钢丝绳芯输 送带损伤的检测方法及其装置。
背景技术：
带式输送机输送带的损伤(如划伤、破洞、撕裂等)，特别是长距离、大运 量输送带的纵向撕裂将会造成严重后果。为了避免或减少输送带损伤事故的发 生，除了应消除导致造成输送带损伤的各种隐患外，还应有行之有效的输送带 损伤检测手段， 一旦输送带损伤后能被及时检测出，就可以避免严重后果的产 生。但是由于输送带损伤模式具有不确定性，因而进行有效的输送带损伤检测 难度较大。目前各种用于检测输送带损伤的检测装置，特别是输送带纵向撕裂 检测，有机械方法、光电方法、图像识别方法等，这些方法和装置由于其各自 的局限性而无法获得满意结果。长距离、大运量输送机通常采用具有网状钢丝绳夹芯体的输送带，以增强 其抗拉性。这种输送带夹芯体中的网状钢丝绳是一种硬磁材料，磁化后其磁性 可以保持很长时间。当钢丝绳芯输送带无损伤时，输送带表面磁场分布均匀， 无漏磁。而当输送带发生破损时(划伤、破洞、撕裂等)，则损伤处钢丝绳的断 裂将使该处出现不规则的漏磁场，造成表面磁场分布不均匀。利用这个漏磁特 性，可以检测钢丝绳芯输送带的损伤状况。发明内容本发明的目的的第一方面在于提出一种钢丝绳芯输送带损伤的检测方法， 通过漏磁场检测原理，在线检测钢丝绳芯输送带的损伤状况。本发明的目的的第二方面在于提出一种实现上述钢丝绳芯输送带损伤的检 测方法的检测装置。作为本发明第一方面的一种钢丝绳芯输送带损伤的检测方法，其特征在于:3先将所述钢丝绳芯输送带磁化，然后使所述磁化后的钢丝绳芯输送带经过霍尔 元件阵列，霍尔元件阵列将检测到的输送带表面磁场信息传输给信号处理装置， 信号处理装置分析所接收到的磁场信号，来判断所述钢丝绳芯输送带的损伤模 式和损伤程度。
作为本发明第二方面的一种钢丝绳芯输送带损伤的检测装置，其特征在于， 包括
设置在钢丝绳芯输送带输送方向上，用以磁化钢丝绳芯的磁化装置；
设置在钢丝绳芯输送带输送方向上，用以检测被磁化装置磁化的钢丝绳芯 输送带表面磁场的检测装置。
本发明的检测装置包括
由非铁磁材料制成的导板，所述导板设置在所述钢丝绳芯输送带下方的托 辊之间；
复数个霍尔片构成的霍尔元件阵列，所述霍尔元件阵列设置在所述导板上； 信号处理装置，所述信号处理装置与所述霍尔元件阵列电连接。 本发明的磁化装置包括
设置在钢丝绳芯输送带下方的铁芯；所述铁芯的两侧设置有磁轭； 激磁绕组，所述激磁绕组共两组，均缠绕在所述铁芯上，所述激磁绕组接 激磁电源；
所述钢丝绳芯输送带、铁芯和磁轭构成了闭合磁回路。
本发明的工作原理是磁化装置中的铁芯上套有2组激磁绕组，单相交流 激磁电源经桥式整流器后产生的直流电给激磁绕组，产生激磁磁场。铁芯、磁 轭和钢丝绳芯输送带构成了闭合磁回路，当输送带平稳运行一周后，输送带夹 芯体中的网状钢丝绳即被磁化。两端托辊支撑输送带运行，非铁磁材料的导板 上按一定纵横间距镶贴霍尔片，构成霍尔元件阵列。钢丝绳芯输送带经托辊导 向平稳经过霍尔元件阵列时，如果钢丝绳芯输送带有损伤，则损伤处漏磁场的 法向分量被霍尔元件阵列检测到，从而实现损伤检测的目的。霍尔元件阵列的 行和列构成了一个测磁矩阵。此霍尔元件阵列漏磁信号经计算机数值处理后， 可以以图形可视化方式显示和报警，从而实现输送带的在线损伤检测。
本发明所述的钢丝绳芯输送带损伤的检测方法是一种非接触式检测，方法简单、可靠，成本低；本发明所述的钢丝绳芯输送带损伤的检测装置，结构简 单，在不接触输送带的情况下就能检测出钢丝绳芯输送带的损伤，可以实现输 送带损伤的在线检测。
以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本发明。
图1是本发明所述的磁化装置的结构示意图。
图2是将单相交流电源转化成直流电源的电路图。 图3是本发明所述的检测装置的结构示意图。 图4是图3中A-A向剖视图。
具体实施例方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 下面结合具体实施方式
，进一步阐述本发明。
参见图1，钢丝绳芯输送带1夹芯体中是网状钢丝绳。磁化装置包括一铁 芯3，铁芯3安装在钢丝绳芯输送带1下方。铁芯3两端缠绕有两组激磁绕组 21、 22。参见图2，激磁绕组21、 22串联后连接到桥式整流器9的直流输出端。 铁芯3两端设置有磁轭41、 42，磁轭41、 42的一头连接铁芯3，另一头处在钢 丝绳芯输送带l之上。这样，铁芯3、磁轭41、 42和钢丝绳芯输送带1就构成 了闭合磁回路，当钢丝绳芯输送带1平稳运行一周后，输送带夹芯体中的网状 钢丝绳即被磁化。
至于如何将单相交流电转化为激磁绕组所需要的直流电，可以采用如图2 所示的电路。单相交流电源接桥式整流器9，两串联的激磁绕组21、 22与电容 8并联后接在整流器9正负两极。
参见图3，检测装置包括一导板6，导板6设置在钢丝绳芯输送带1下方两 托辊51、 52之间，导板6是非铁磁材料制成的，如铝合金材料等。在导板6 上按一定纵横间距镶贴霍尔片，构成霍尔元件阵列7。已经磁化了的钢丝绳芯 输送带1经托辊51、 52导向平稳经过霍尔元件阵列7时，如果钢丝绳芯输送带 1有损伤，则损伤处漏磁场的法向分量被霍尔元件阵列7检测到，从而实现损伤检测的目的。霍尔元件阵列7的行和列构成了一个测磁矩阵:
<formula>formula see original document page 6</formula>在一次采样后，对带长方向上的列元素取平均值:
附"1
得到输送带损伤的漏磁信号平均幅值、信号平均宽度和信号综合强度:
<formula>formula see original document page 6</formula>式中丄为漏磁信号数据窗长度，^采样时间步长，//为传感器阵列在带长
方向上的长度，v为输送带运行速度。
上述漏磁信号特征值经计算机数值处理后，可以以图形可视化方式显示和 报警，从而实现输送带的在线损伤检测。
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同物界定。
权利要求
1. 一种钢丝绳芯输送带损伤的检测方法，其特征在于先将所述钢丝绳芯输送带磁化，然后使所述磁化后的钢丝绳芯输送带经过霍尔元件阵列，霍尔元件阵列将检测到的输送带表面磁场信息传输给信号处理装置，信号处理装置分析所接收到的磁场信号，来判断所述钢丝绳芯输送带的损伤模式和损伤程度。
2、 一种实现权利要求1所述方法的钢丝绳芯输送带损伤的检测装置，其特 征在于，包括设置在钢丝绳芯输送带输送方向上，用以磁化钢丝绳芯的磁化装置； 设置在在钢丝绳芯输送带输送方向上，用以检测被磁化装置磁化的钢丝绳 芯输送带表面磁场的检测装置。
3、 根据权利要求2所述的钢丝绳芯输送带损伤的检测装置，其特征在于， 所述检测装置包括由非铁磁材料制成的导板，所述导板设置在所述钢丝绳芯输送带下方的托 辊之间；复数个霍尔片构成的霍尔元件阵列，所述霍尔元件阵列设置在所述导板上； 信号处理装置，所述信号处理装置与所述霍尔元件阵列电连接。
4、 根据权利要求2所述的一种钢丝绳芯输送带损伤的检测装置，其特征在 于，所述磁化装置包括设置在钢丝绳芯输送带下方的铁芯；所述铁芯的两侧设置有磁轭； 激磁绕组，所述激磁绕组共两组，均缠绕在所述铁芯上，所述激磁绕组接 激磁电源；所述钢丝绳芯输送带、铁芯和磁轭构成了闭合磁回路。
全文摘要
本发明涉及一种钢丝绳芯输送带损伤的检测方法及其装置。其方法是，先将所述钢丝绳芯输送带磁化，然后使所述磁化后的钢丝绳芯输送带经过霍尔元件阵列，霍尔元件阵列将检测到的输送带表面磁场信息传输给信号处理装置，信号处理装置分析所接收到的磁场信号，来判断所述钢丝绳芯输送带的损伤模式和损伤程度。检测装置包括设置在钢丝绳芯输送带输送方向上，用以磁化钢丝绳芯的磁化装置和设置在在钢丝绳芯输送带输送方向上，用以检测被磁化装置磁化的钢丝绳芯输送带表面磁场的检测装置。本发明的结构简单，在不接触输送带的情况下就能检测出钢丝绳芯输送带的损伤。可以实现输送带损伤的在线检测。
文档编号G01N27/82GK101246144SQ200710037488
公开日2008年8月20日 申请日期2007年2月13日 优先权日2007年2月13日
发明者张松勇, 云 曹, 渐开旺, 王顺顺, 琳 翟, 薛圻蒙, 褚建新, 伟 顾 申请人:上海海事大学