一种矿用输送带金属磁探测装置及方法与流程

本发明涉及输送带金属检测，具体而言，涉及一种矿用输送带金属磁探测装置及方法。

背景技术：

1、众所周知，输送带输送设备是煤矿、非煤矿、热电厂、包装和散装固定物料码头重要的运输设备，对于重载设备而言，所使用的输送带内部嵌置多根钢丝绳芯，在使用过程中，输送的物料中夹杂着锚杆、钢筋、螺杆、螺母、铁丝等一些杂物，当这些金属异物夹杂在传送带上的煤炭中时，特别一些大块金属异物，除铁器往往不起作用，这些金属异物如果不能及时发现和处理，随着传送带的运行，往往会造成传送带的撕裂或者给后续的煤炭加工、运输等设备造成损害，若在生产过程中意外发生输送带断裂，势必造成非计划停产维修，损失巨大，对煤矿而言，据测算，每小时可达300万元。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种矿用输送带金属磁探测装置及方法，其能够改善现有技术中金属异物夹杂在传送带上，造成传送带的撕裂或者给后续的煤炭加工、运输等设备造成损害的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种矿用输送带金属磁探测方法，其特征在于，具体步骤包括：

4、s1:获取输送带的感应磁场；

5、s2:检测感应磁场中磁场强度分布情况变化；

6、s3:将检测到的磁场强度分布情况转化为磁场强度分布图像；

7、s4:根据磁场强度分布图像，计算金属异物尺寸和形状；

8、s5:获取输送带的速度信号，结合磁场强度分布图像的时间坐标，实时计算金属异物的位置。

9、进一步地，在本发明中，步骤s1中采用磁通传感器阵列获取输送带的感应磁场，且所述磁通传感器阵列包括多个均匀分布的磁通传感器。

10、进一步地，在本发明中，步骤s3中的转化步骤包括：

11、s31:所述磁通传感器阵列采集测量数据，并按位置和磁通传感器排列顺序，将指定数量的测量数据组成测量数组；

12、s32:将测量数组转换为灰度图像，其图像宽度是沿输送带纵向所取测量数组长度，其图像高度为磁通传感器总数量；

13、s33:将对应所述测量数据在高度方向上进行线性差值计算,形成测量图像。

14、进一步地，在本发明中，步骤s4的步骤具体包括：

15、s41:对所述测量图像进行边缘检测和轮廓提取，并采用图像分割技术得到每个轮廓的子图像；

16、s42:对所述子图像中的轮廓计算其中心点坐标、最大值、最小值、平均值、标准差，面积(轮廓内像素数)和体积(轮廓内像素灰度积分值)作为金属异物的特征量与金属异物平面投影尺寸。

17、进一步地，在本发明中，在将对应所述测量数据在高度方向上进行线性差值计算,形成测量图像之后，对测量图像进行小波滤波，消除由于背景磁场。

18、进一步地，在本发明中，所述小波滤波的具体步骤包括粗测滤除或精测滤除；

19、所述粗测滤除包括选取所述测量图像中的多个第一目标帧，对任一个所述第一目标帧区分目标信号和无目标信号，将无目标信号的所述第一目标帧滤除；

20、所述精测滤除包括选取所述测量图像中的多个第二目标帧，对任一个所述第二目标帧区分为连接结构干扰信号、缺陷干扰信号以及目标信号，将连接结构干扰信号和缺陷干扰信号滤除。

21、另外，本发明提出一种矿用输送带金属磁探测装置，其特征在于，包括磁场检测模块、输送带速度检测模块以及模拟信号采集模块，所述磁场检测模块和所述输送带速度检测模块均与所述模拟信号采集模块电连接；

22、所述磁场检测模块包括密封壳，所述密封壳内均匀间隔设置有多个磁通传感器；

23、所述输送带速度检测模块包括用于检测输送带速度的传动结构，所述传动结构连接有用于计量输送带移动速度和距离的编码器；

24、所以模拟信号采集模块包括相互电连接的电源和处理显示设备，所述处理显示设备分别设置有第一数据接口和第二数据接口，所述磁通传感器电连接所述第一数据接口，所述编码器电连接所述第二数据接口；所述处理显示设备还电连接有多媒体显示设备。

25、进一步地，在本发明中，所述传动结构包括用于连接于所述输送带底面的齿条，所述齿条下方设置有机架，所述机架转动设置有传动轴，所述传动轴固定套接有与所述齿条啮合的传动齿轮，所述编码器连接于所述传动轴；所述编码器为轴角编码器。

26、进一步地，在本发明中，所述密封壳材质为铝或铜，且所述密封壳外壁设置有防水层。

27、进一步地，在本发明中，所述处理显示设备包括stm32f743或stm32f750单片机芯片，且所述第一数据接口包括sdadc模拟/数字转换接口，所述第二数据接口包括编码器接口。

28、相对于现有技术，本发明至少具有如下优点或有益效果：

29、本发明通过检测输送带宽度截面的感应磁场，获取磁场强度分布图像，通过磁场强度分布图像来确定输送带中可能存在的金属异物的尺寸、形状以及位置，能够快速、精准地检测到输送带上可能存在的金属异物，并及时根据金属异物的尺寸、形状以及位置，对输送带进行相应的清洁处理，保证输送带工作过程中不受金属异物的损伤，提升使用寿命。

技术特征：

1.一种矿用输送带金属磁探测方法，其特征在于，具体步骤包括：

2.根据权利要求1所述的矿用输送带金属磁探测方法，其特征在于，步骤s1中采用磁通传感器阵列获取输送带的感应磁场，且所述磁通传感器阵列包括多个均匀分布的磁通传感器。

3.根据权利要求2所述的矿用输送带金属磁探测方法，其特征在于，步骤s3中的转化步骤包括：

4.根据权利要求3所述的矿用输送带金属磁探测方法，其特征在于，步骤s4的步骤具体包括：

5.根据权利要求3所述的矿用输送带金属磁探测方法，其特征在于，在将对应所述测量数据在高度方向上进行线性差值计算,形成测量图像之后，对测量图像进行小波滤波，消除由于背景磁场。

6.根据权利要求5所述的矿用输送带金属磁探测方法，其特征在于，所述小波滤波的具体步骤包括粗测滤除或精测滤除；

7.一种矿用输送带金属磁探测装置，其特征在于，包括磁场检测模块、输送带速度检测模块以及模拟信号采集模块，所述磁场检测模块和所述输送带速度检测模块均与所述模拟信号采集模块电连接；

8.根据权利要求7所述的矿用输送带金属磁探测装置，其特征在于，所述传动结构包括用于连接于所述输送带底面的齿条，所述齿条下方设置有机架，所述机架转动设置有传动轴，所述传动轴固定套接有与所述齿条啮合的传动齿轮，所述编码器连接于所述传动轴；所述编码器为轴角编码器。

9.根据权利要求7所述的矿用输送带金属磁探测装置，其特征在于，所述密封壳材质为铝或铜，且所述密封壳外壁设置有防水层。

10.根据权利要求7所述的矿用输送带金属磁探测装置，其特征在于，所述处理显示设备包括stm32f743或stm32f750单片机芯片，且所述第一数据接口包括sdadc模拟/数字转换接口，所述第二数据接口包括编码器接口。

技术总结
本申请提出一种矿用输送带金属磁探测装置及方法，方法包括获取输送带的感应磁场；检测感应磁场中磁场强度分布情况变化；将检测到的磁场强度分布情况转化为磁场强度分布图像；根据磁场强度分布图像，计算金属异物尺寸和形状；获取输送带的速度信号，结合磁场强度分布图像的时间坐标，实时计算金属异物的位置。装置包括磁场检测模块、输送带速度检测模块以及模拟信号采集模块，所述磁场检测模块和所述输送带速度检测模块均与所述模拟信号采集模块电连接。本发明能够改善现有技术中金属异物夹杂在传送带上，造成传送带的撕裂或者给后续的煤炭加工、运输等设备造成损害的问题。

技术研发人员：邓文,龚俊杰,高英斌,李宇展,王文仲,薛宏毅
受保护的技术使用者：北京铭新恒业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15