輸送帶撕裂檢測裝置的制作方法

專利名稱：輸送帶撕裂檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于運輸領域，是檢觀幟荷運載體危險的控制裝置。特別涉及一種輸 送帶撕裂檢測裝置。
背景技術：
帶式輸送機的輸送帶縱向撕裂主要原因是輸送的物料中夾帶著大塊的奸石、 鐵釬、角鋼、槽鋼等異物。當這些異物落下后卡在機架或托輥筒上，會造成輸送 帶撕裂，引發極大的經濟損失。因為輸送帶縱向撕裂事故時有發生，所以非常需
要研制一種可靠實用的輸送帶撕裂檢測裝置。
中國專利CN1413896出示的一種《帶式輸送機膠帶撕裂電流浮動差位對比檢 測l^戶方法》。構成對驅動電動機的電流進行檢測、處理、報警。目的輸送
帶撕裂加大了驅動電機的電流。檢測這個電流，間接檢測輸送帶撕裂。缺點大
型輸送機的電機、減速箱的轉動慣量較大，轉動慣量提供tr送帶的瞬間驅動力也 較大。輸送帶撕裂增加的驅動力，部分由轉動慣量提供，使得輸送帶撕裂引起的 電動機電流變化減小，甚至完全被淹沒。轉動慣量越大，信號幅度越低，信噪比 越低，輸送帶撕裂檢測可靠性越低。

發明內容
本發明的目的在于避免上述現有技術的不足而提供一種輸送帶撕裂檢測裝 置，它能提高檢測輸送帶撕裂故障信號的信噪比和檢測可靠性。
本發明的目的通過以下措施來實現輸送帶用于帶式輸送機，帶式輸送機的 機架上安裝有驅動輥筒、改向輥筒、托輥筒。在驅動輥筒、改向輥筒、托輥筒上 安裝輸送帶。驅動輥筒驅動輸送帶，將物料由裝料點輸送到卸料點。其特征是， 以輸送機的尾部為出發點，離開輸送機尾部的改向輥筒以后的機架上有若干個力傳感器。力傳感器的檢測敏感方向趨向機架陡峭變化的縱向力的應力變形方向。 力傳感器連接信號處理裝置。信號處理裝置連接聲光報警裝置或停機報警裝置。 力傳感器檢測的信號超過信號處理裝置的報警門坎時啟動聲光報警裝置或停機 報警裝置。
所述機架包括，縱向機架、橫向機架、支撐機架等結構；當帶式輸送機是 鋼絲繩懸掛托輥筒式輸送機時，機架為懸掛托輥筒的鋼絲繩和支撐機架等結構。 所述力傳感器是電阻應變傳感器、半導體傳感器、電感傳感器、光柵傳感器、 光纖光柵傳殿l。所述縱向力是與輸送帶運行方向大體相同的力。
正常狀態，機架承受物料的沖擊力是向下的力，力傳感器的檢測敏感方向決 定了對向下的力沒有響應。驅動力、張緊力是變化緩慢的縱向力，可以由信號處 理裝置過濾掉。所以正常狀態，信號處理裝置不啟動聲光報警裝置或停機報警裝 置。
異物撕裂輸送帶時， 一方面，運行的輸送帶M異物給機架一個陡峭變化的 縱向力。另一方面，輸送帶撕裂加大了輸送帶的運行阻力。這個阻力通過輸送帶 的折返輥筒、驅動輥筒，對機架產生另一種陡峭變化的縱向力。當所述陡峭變化 的縱向力中的一個，超過信號處理裝置設定的報警門坎時，啟動聲光報警裝置或 停機報警裝置。
本發明與現有技術比較
現有技術中，大型輸送機的電機、減速箱的轉動慣劃艮大，轉動慣量提供輸 送帶的瞬間驅動力也很大。輸送帶撕裂增加的驅動力部分由轉動慣量提供，使得 輸送帶撕裂引起的電動機電流變化減小，甚至完全被淹沒。轉動慣量越大，信號 幅度越低，信噪比越低，輸送帶撕裂檢領樾不可靠。
本發明，運行的輸送帶通過異物給機架的陡峭變化的縱向力是撕裂輸送帶 需要的力，與轉動慣量無關。本發明與現有技術中轉動慣量加大信號幅度減小 相比較，能達到提高信噪比和檢測可靠性的目的。本發明的目的還可以通過以下措施來實現所述的力傳感器是機架與參照 物的連接元件。例如是檢測區域的機架與參照物的機架的連接元件、或者是支 撐機架中部的連接元件、或者是支撐機架與地面的連接元件。這樣設置，輸送 帶撕裂時，陡峭變化的縱向力能更多的通過作為連接元件的力傳感器，能夠提 高故障信號輸出幅度，進一步達到提高信噪比和檢測可靠性的目的。
本發明的目的還可以通過以下措施來實現力傳感器安裝在支撐機架上。 通過檢測支撐機架的彎應力檢測機架縱向力。這樣設置，能提高故障信號輸出 幅度，達到提高信噪比和檢測可靠性的目的。
本發明的目的還可以通過以下措施來實現機架與參照物有活動間隙。這 個活動間隙是機架與機架縱向連接處的活動間隙、或者是支撐^1架中部的活動 間隙、或者是支撐機架與地面的活動間隙。
當機架與機架的縱向連接處有活動間隙時，活動間隙將機架分為若干段， 阻斷了驅動、張緊等縱向力的傳遞。正常狀態，力傳感器檢湖倒的干擾信號僅 是數值很小的輸送帶摩擦力，干擾很小。輸送帶撕裂時，陡峭變化的縱向力沿 機架傳輸到機架縱向連接處的活動間隙時，活動間隙阻斷了陡峭變化的縱向力 的傳遞，使得陡峭變化的縱向力更多的進入力傳感器，提高信號輸出幅度。再 加上干擾很小，育^達到提高信噪比和檢領何靠性的目的。
當支撐機架的中部有活動間隙，或者是支撐機架與地面有活動間隙時，能 減少陡峭變化的縱向力通過支撐機架導入地面。輸送帶撕裂時，陡峭變化的縱 向力能更多的進入力傳感器，能提高信號輸出幅度，達到提高信噪比和檢測可 靠性的目的。
所述的活動間隙是，螺栓和螺栓孔的間隙、鉚釘與鉚釘孔的間隙、機架縱向 的滑動連接、支撐機架的縱向擺動連桿、螺栓連接之間的橡膠墊、塑料墊、木材墊。
本發明的目的還可以通過以下措施來實現:本發明應用于鋼絲繩懸掛托輥的輸送機時，所述機架是懸掛托輥的鋼絲繩，在鋼絲繩中串接力傳感器。這樣設置， 同樣可以很好的檢測輸送帶撕裂故障，達到提高信噪比和檢領何靠性的目的。
本發明的目的還可以通過以下措施來實現:將縱向不同位置的兩個力傳感器 的信號送入信號處理裝置，兩個力傳感器的信號相減，得到不同位置的兩個力傳 感器信號的差值。
正常狀態，如果不考慮支撐機架分解縱向力，兩個力傳感器檢觀啲驅動、張 緊等縱向力相似，屬于共模干擾。兩個力傳感器的差傲艮小，信號處理裝置沒有 輸出。
兩個力傳感器之間的輸送帶撕裂時，兩個傳感器分別承受壓力和拉力，輸出 一個增加另一個減小。得到的兩個力傳感器的差值，比單個力傳感器的有用信號 大。又因為，兩個力傳感器的共模干擾很小，倉繼到提髙信噪比和檢測可靠性的 目的。
當不同位置的兩個力傳感器的差值，超過信號處理裝置的報警門坎時，啟動 聲光報警裝置或停機報警裝置。
本發明的目的還可以通過以下措施來實現信號處理裝置檢測力傳感器信 號，并且與其后單位時間的信號比較，得到時間上的差值。
正常狀態，驅動、張緊、托輥筒摩擦等變化緩慢的縱向力及各種變化緩慢
的干擾，在時間上的差值很小。信號處理裝置沒Wtr出。
輸送帶撕裂，縱向力陡峭變化。縱向力越陡峭，力傳感器在時間上的差值越 大，當時間上的差值超過報警門坎時，啟動聲光報警裝置或停機報警裝置。因為 去掉變化緩慢的干擾信號，能達到提高信噪比和檢觀何靠性的目的。
本發明的目的還可以通過以下措施來實現信號處理裝置的報警門坎可調。 這樣設置，可以隨著時間推移，溫度漂移、設備老化、物料品種變化等情況校 正報警門坎值。使得報警門坎值更合理，能達到提高檢測可靠性的目的。
本發明的目的還可以通過以下措施來實現報警門坎值減去預定比例，再加上預定比例的實時檢領値與安全和放大系數的乘積。去替換原有的報警門坎值。 這樣設置，使得報警門坎值更合理，能達到提高檢觀何靠性的目的。
所述的預定比例在O. 0000000001 0.1之間。安全和放大系數由輸送機的工
作狀態確定。
本發明的目的還可以通過以下措施來實現信號處理裝置有檢測值門坎電
路。檢觀,門坎電路設定一個下限，在檢測過程中，^ffi超過這個下限的實日t1t 測值校正所述報警門坎。防止空載時很小的縱向力校正報警門坎。這樣設置，校 正的報警門坎值更合理，能夠達到提高檢測可靠性的目的。 本發明的優點
1、 本發明通過檢測機架陡峭變化的縱向力，去掉了轉動慣量的干擾，能 達到提高信噪比和檢測可靠性的目的。
2、 本發明使用縱向不同位置的兩個力傳感器的差值，或者使用有活動間 隙的機架等措施，能作到只響應輸送帶撕裂產生的陡峭變化的縱向力，不響應物 料沖擊力、驅動力、張緊力等干擾信號；還能作到不響應輥筒、輸送帶、輸送帶 上面幾噸甚至上千噸物料的轉動慣量的干擾，干擾信號非常小，信噪比非常髙， 有##進行多級報警，能夠檢測輸送帶輕微異常。例如異物卡在輸送帶上，僅 開始劃傷輸送帶。運行的輸送帶通過異物給機架一個僅超過干擾信號的縱向力， 就可以較大范圍的預報輸送帶撕裂。這是現有技術做不到的。又例如托輥筒軸 承損壞，運行的輸送帶通過托輥筒給機架一個縱向力。檢出這個很小的縱向力， 就可以啟動托輥筒軸承損壞的報警裝置。這也是現有技術做不到的。
3、 每組力傳感器可以檢測一個區域的輸送帶撕裂故障;對于小型輸送機， 甚至可以檢測輸送帶全程的撕裂故障。
4、 本發明不改動或者很少改動輸送機架結構，就能檢測輸送帶撕裂故障。 因為不需要大幅度移動的機械結構，所以機械故障率低。
5、 能夠較大范圍檢測輸送帶撕裂的現有技術中，在輸送帶撕裂時，多數需要認真仔細修復輸送帶，輸送帶撕裂檢測裝置才能投入使用。本發明，去掉異
物，檢測裝置就可以再次投入使用。


圖l、輸送帶撕裂檢測裝置的示意圖。
圖2、支撐機架2-1的中部有活動間隙、力傳感器1為連接件的輸送帶撕裂 檢測裝置。
圖3、機架與機架縱向連接處有活動間隙，檢測彎應力的輸送帶撕裂檢測裝
圖4、機架與地面有活動間隙、有多個力傳感器的輸送帶撕裂檢測裝置。 圖5、有差動放大器ll、積分電路12的信號處理裝置10。 圖6、有微分電路16、積分電路12的信號處理裝置。 圖7、有校正報警門坎功能的信號處理裝置。 圖8、有避開輸送機啟動過程的信號處理裝置。 標號說明 1、力傳SI
2-1、支撐機架
2-3、檢測區域的機架
3、輸送帶
5、裂口
7、螺栓
9、連接板
11、差動放大器
13、報警門坎電路
15、停機報警裝置
17、檢測值門坎電路
2、機架 2-2、參照物的機架 2-4、安裝力傳感器的支撐機架 4、縱向力 6、異物 8、橡膠墊
10、信
12、積分電路 14、聲光報警裝置 16、微分電路 18、處理器19、啟動開關 20、延時電路
具體實1 式
實施例l，圖1所示的輸送帶撕裂檢測裝置，異物6卡在機架2與輸送帶3 之間造成輸送帶撕裂，出5鵬口5。同時，運行的輸送帶通過異物6傳給機架一 個陡峭變化的縱向力4。信號處理裝置通過力傳感器1檢出陡峭變化的縱向力4 超過設定的報警門坎時，啟動聲光報警裝置或停機報警裝置。
本發明與現有技術相比，轉動慣量不干擾輸送帶撕裂的檢測，倉S達到提高 檢測可靠性的目的。
力傳感器1可以是應變片。它可以粘、焊、鉚在機架上。也可以將應變片粘、 焊、鉚在一個基體上。再將基體粘、焊、鉚在機架上。信號處理裝置和報警裝置 安裝在輸送機上，或者安裝在控制室內，或者一部分安裝在輸送機上一部分安裝 在控制室內。
實施例2，圖2所示的輸送帶撕裂檢測裝置，力傳感器1作為連接元件焊 在檢測區域的機架2-3與參照物的機架2-2之間。通過螺栓7與螺栓孔的間隙 和橡膠墊8的彈性，使支撐機架2-1的中部有一個微小的活動間隙。微小的活 動間隙使陡峭變化的縱向力集中通過力傳感器1，能提高故障信號幅值，達到 提高信噪比和檢測可靠性的目的。
實施例3，圖3所示的輸送帶撕裂檢測裝置。它有若干個檢測區域，每個檢 測區域有至少一個支撐機架2-4與地面牢固連接，并且安裝力傳感器l。其余的 支撐機架2-1有螺栓7、橡膠墊8提供的微小的活動間隙。機架與機架的縱向連 接有螺栓7、橡膠墊8、連接板9提供的微小的活動間隙。
正常狀態，機架與機架縱向連接的活動間隙阻斷了輸送帶的驅動、張緊等 縱向力的傳遞。力傳感器檢測的只有數傲艮小的輸送帶摩擦力。
輸送帶撕裂時，支撐機架2-1有活動間隙，很少消耗陡峭變化的縱向力。陡峭變化的縱向力產生的彎應力集中在安裝力傳感器的支撐機架2-4上。這樣
設置，能達到提高信噪比和檢觀何靠性的目的。
實施例4，圖4所示的輸送帶撕裂檢測裝置、圖5所示的信號處理裝置10。 作為連接元件的多個力傳感器1焊在檢測區域的機架2-3與參照物的機架2-2 之間。支撐機架2-1與地面利用橡膠墊8和螺栓7提f^t小的活動間隙。
正常狀態，輸送帶驅動、張緊等縱向力是基本相同的共模信號。見圖5，縱 向不同位置的兩個力傳感器l的信號經差動放大器ll相減，輸出接近于零。信 號處理裝置10沒WlJ出。
兩個力傳感器之間的輸送帶撕裂時，力傳感器一個承受壓力， 一個承受拉力， 輸出一個增加， 一個減少，是較大的差動信號。經過差動放大器11、積分電路 12、報警門坎電路13，啟動聲光報警裝置14或停機報警裝置15。因為去掉共模 干擾，倉跶到提高信噪比和檢領何靠性的目的。
在圖5中，雖然沒有標示出力傳感器的放大、電源、傳輸等必要電路，但是 應認為它們是存在的。
實施例5，圖6所示的信號處理裝置10。微分電路16將力傳感器1的信號 與其后單位時間的信號比較，得到時間上的差值。也可以說，微分電路16的輸 出只反映輸入波形的突變，只有輸送帶撕裂時縱向力陡峭變化，輸入波形發生 突變才有輸出。而對輸送帶驅動力、張緊力等變化緩慢的干擾信號，基本沒有 輸出。所以正常狀態信號處理裝置10沒有輸出。輸送帶撕裂時，微分電路16 通過力傳感器1檢觀倒陡峭變化的信號，再經積分電路12、報警門坎電路13、 啟動聲光報警裝置14或停機報警裝置15。這樣設置，去掉變化緩慢的干擾， 能達到提高信噪比和檢測可靠性的目的。
實施例6，圖7所示的是在圖5基礎上增加校正報警門坎功能的信號處理裝 置10。實時檢測信號由積分電路12輸出到(也可以由差動電路11輸出到、或 者圖6微分電路16輸出到)檢測值門坎電路17，超過檢測值門坎的實時檢測信號，送處理器18。原有的報警門坎值由報警門坎電路13送到處理器18。處理器 18計算出校正報警門坎值X。使用校正報警門坎值X替換報警門坎電路13原有 的報警門坎值。
X= (X2-CX2) + CCA
式中X—校正附艮警門坎值。 d次校正的比例。
CA—的實時檢測信號X"與安全和放大系數G的乘積。 X^原有的報警門坎值 設每次校正的比例C=0. 0001
貝lj: X= (X2-CX2) +C dXi
=0.9999X2 +0.000腦 這樣設置，經多次校正，可以很好的校正報警門坎值，會g提高檢測可靠性。 實施例7，圖8所示的是在圖5基礎上增加避開輸送機啟動過程的信號處理
裝置IO。為了避免輸送機啟動力干擾輸送帶撕裂檢測，輸送機啟動開關19經延
時電路20輸出啟動過程結束信號，打開積分電路12的閉鎖。這樣設置，信噪比
更高、檢測更可靠。
所述信號處理裝置10的構成可以是分離元件、單片機、可編程序時間控制
器及可編程邏輯器件(PLD)。
權利要求
1、一種輸送帶撕裂檢測裝置，帶式輸送機的機架(2)上安裝有驅動輥筒、改向輥筒、托輥筒；在驅動輥筒、改向輥筒、托輥筒上安裝輸送帶(3)；驅動輥筒驅動輸送帶，將物料由裝料點輸送到卸料點；其特征是以輸送機的尾部為出發點，離開輸送機尾部的改向輥筒以后的機架(2)上有若干個力傳感器(1)；力傳感器的檢測敏感方向趨向機架縱向力(4)的應力變形方向；力傳感器連接信號處理裝置(10)；信號處理裝置連接聲光報警裝置(14)或停機報警裝置(15)；力傳感器檢測的信號超過信號處理裝置(10)的報警門坎時啟動聲光報警裝置(14)或停機報警裝置(15)。
2、 根據權利要求l所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是所述的 力傳感器(1)是機架(2-1、 2-3)與參照物的連接元件。
3、 根據權利要求1所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是所述的 力傳感器(1)安裝在支撐機架(2-4)。
4、 根據權利要求l所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是所述的 機架(2-1、 2-3)與參照物有活動間隙。
5、 根據權利要求1所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是所述機 架(2)是懸掛托輥的鋼絲繩，鋼絲繩串接力傳感器(1)。
6、 根據權利要求1所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是將縱向不同位置的兩個力傳感器(1)的信號送入信號處理裝置(10)，兩個力傳感器的信號相減，得到不同位置的兩個力傳感器的差值，不同位置的兩個力傳感器的差值超過信號處理裝置(10)的報警門坎時，啟動聲光報警裝 置(14)或停機報警裝置(15)。
7、 根據權利要求1所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是所述信號處理裝置(10)檢測力傳感器信號并且與其后單位時間的信號比較，得到時間上的差值；時間上的差值超過信號處理裝置(10)設定的報警門坎 時，啟動聲光報警裝置(14)或停機報警裝置(15)。
8、 根據權利要求1所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是所述信 號處理裝置(10)的報警門坎可調。
9、 根據權利要求l所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是所述信 號處理裝置(10)是將報警門坎值減去預定比例，再加上預定比例的實時 檢測值與安全和放大系數的乘積，去替換原有的報警門坎值。
10、 根據權利要求1所述的輸送帶撕裂檢測裝置，其特征是所述信 號處理裝置(10)有檢測值門坎電路(17)。
全文摘要
一種輸送帶撕裂監測裝置。它有力傳感器1、機架2、輸送帶3、信號處理裝置和報警裝置等組成。當異物6卡在機架2與輸送帶3之間造成輸送帶撕裂，出現裂口5，運行的輸送帶通過異物6傳給機架一個陡峭變化的縱向力4。信號處理裝置通過力傳感器1檢出縱向力4大于設定的報警門坎時，啟動輸送帶撕裂故障的報警裝置。
文檔編號G08B21/00GK101299019SQ200710103699
公開日2008年11月5日 申請日期2007年4月30日 優先權日2007年4月30日
發明者偉 王 申請人:偉 王