专利名称：一种煤矿井下输送带透射检测系统和方法
技术领域：
本发明涉及X射线透视技术应用领域，尤其是涉及一种煤矿井下输送带透射检测系统和方法。
背景技术：
目前X射线技术在煤矿皮带安全检测中有着比较广泛的应用，通过X射线透视图像能够清楚地看到皮带内部钢丝的结构和状态，发现钢丝是否存在断裂和锈蚀，进而对于比较严重的断裂区域，能够及时采取相应的修补措施，降低皮带发生断裂的可能性。目前现有的煤矿皮带检测系统普遍是通过光纤将远程控制处理PC与检测装置连接起来，以达到能进行远程操作的作用，但这种检测装置在实际部署中，铺设成本比较大，且由于煤矿环境特殊，每天用于实际安装和调试的时间较短，导致系统安装周期较长。而这种检测装置对于井下输送带检测来说，上述问题更加突出。首先是井下环境复杂，不是任何区域都适合安装X射线探测装置，在合适安装探测装置区域可能没有井下网络或者光线线，如果从井下铺设光线到井上，整个工程的成本更大且时间更长；即使存在网络接口，但由于井下多为百兆网，而皮带透射数据实时数据量较大，一条皮带的实时传输数据量能够达到50Mbit/s，现有百兆网并不能保证传输的可靠性，尤其当多条皮带同时测试时，对带宽要求更高，同时当皮带检测系统占据网络带宽时，也会影响井下正常网络的通讯，给井下工作带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤矿井下输送带透射检测系统和方法，以减少井下光纤铺设成本，克服现有煤矿皮带检测系统占据网络宽带大，影响井下正常网络通讯，给井下工作安全隐患的问题。本发明的目的是通过以下技术方案来实现
一种煤矿井下输送带X射线透射检测系统，其包括
数据采集和存储子系统，所述数据采集和存储子系统用于井下输送带数据的采集和存储，其进一步包括射线箱，其具有可对皮带发射X射线的射线源，用于产生X射线；探测盒，所述探测盒能够获取穿透皮带后的X射线并进行采集，得到一定射线源强度的数字信息；控制箱，所述控制箱用于对射线源进行控制，同时用于与外部系统进行交互；数据采集盒，所述数据采集盒与控制箱连接，用于启动数据采集，并且将采集到的数据存储到内部存储单元；以及电源模块，所述电源模块用于探测盒、控制箱和射线箱的供电；以及
数据分析和显示子系统，所述数据分析和显示子系统能够读取数据采集盒中存储单元的图像数据，对图像数据进行智能分析，定位皮带中的接头和钢丝异常区域，通过图像方式直观的呈现皮带内部结构信息，其进一步包括数据传输模块，所述数据传输模块用于读取数据采集盒中的图像数据；数据存储模块，所述数据存储模块将数据传输模块读取的图像数据按照文件方式进行存储起来；数据分析模块，所述数据分析模块对数据存储模块中的图像数据进行分析，定位钢丝断裂区域和接头异常区域；以及数据显示模块，所述数据显示模块将数据分析模块得到的皮带透射数据通过图像方式显示出来。所述数据采集和存储子系统与数据分析和显示子系统之间通过数据采集盒进行数据交换；所述数据采集盒中内置有内部存储单元，能够实时存储透射数据，且数据采集盒上设有数据接口，能够通过数据线与数据分析和显示子系统连接。一种煤矿井下 输送带X射线透射检测方法，包括以下步骤
步骤一操作员在把数据采集盒携带到数据采集和存储子系统处，把数据采集盒与控制箱相连，启动数据采集子系统；且操作员可以在数据采集盒中选择待检测皮带编号，同一个数据采集盒可以用于多条皮带的数据采集。步骤二 利用数据采集盒将数据采集子系统采集到的透射数据实时存储到数据采集盒的内部存储单元中；
步骤三透射数据存储后，操作员把数据采集盒带到数据分析和显示子系统处；把数据采集盒与数据分析和显示系统相连，传输透射数据；以及
步骤四数据分析和显示子系统读取传输过来的透射数据，分析透射数据异常，显示透射图像。本发明的有益效果为可以方便的实现对煤矿井下皮带检测，不要铺设井下到井上的传输光缆，整个系统容易部署，操作方便，一套数据分析和显示系统可以实现多条井下皮带检测数据的管理。
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。图I是发明实施例所述的数据采集和存储子系统的系统框 图2是发明实施例所述的数据分析和显示子系统的系统框 图3是发明新型实施例所述的一种煤矿井下输送带X射线透射检测方法的工作流程图。
具体实施例方式如图I所示，本发明实施例所述的一种煤矿井下输送带X射线透射检测系统中的数据采集和存储子系统，其包括
射线箱，所述射线箱具有可对皮带发射X射线的射线源X光机，可产生X射线；
探测盒，所述探测盒中包括X射线探测板装置和采集模块，X射线探测板装置能够获取X射线穿透皮带后的模拟信号，采集模块能够把探测板输出的信号通过A/D转换，得到数字信号。控制箱，所述控制箱里面包括一些电气装置和控制系统，能够与射线箱进行通信，控制射线源的打开和关闭；
数据采集盒，所述数据采集盒里面包括控制系统和存储模块，能与控制箱进行信息交互，通知控制箱启动一次数据采集和采集的时间长度，并把采集到的图像数据实时存储到数据存储卡中；以及
电源模块，所述电源模块为探测盒和控制箱提供供电，其中探测盒为本安电源供电，控制箱为井下127V电源供电；由于数据采集盒体积小，方便随身携带，所以可使用电池进行供电；
在实施过程中，为了适应井下环境需要，射线箱和控制箱设计为防爆箱体，探测盒和数据采集盒为本安箱体，满足煤安标准要求。且控制箱和射线箱两个防爆模块之间通过阻燃电缆进行连接，连接线中包括控制箱中的开关电源为射线箱的提供的电源线以及与射线进行通信的232数据线。探测盒与控制箱的连接线为光纤，用于传输图像数据，在控制箱中把图像数据和控制数据融合后通过双模光纤融合后与外部的数据采集盒相连。数据采集盒与外部的接口包括一个光纤接口和一个USB接口，光纤接口主要用于与控制箱的通讯与传输，USB接口用于井上与数据分析和显示子系统的数据传输。数据采集盒使用FPGA对数据帧进行解析，并且把解析后的数据按格式存储到CF存储卡中，CF卡体积小，读取速度快，功耗低。数据采集盒配备一个LCD液晶屏，显示设备工作状态信息，方便井下环境的调试和操作。
在开始采集时，操作员通过数据采集盒上的控制按钮启动数据采集和存储子系统。在数据采集信息前，由于数据采集盒可以预存了多条检测皮带信息，如编号、长度、运行速度等信息，所以操作员可先选择出检测对应的皮带编号，然后在通过数据采集盒根据所选择的皮带编号，通知控制箱采集数据时间，并且在图像数据中增加皮带编号，便于数据分析模块知道采集的数据来之哪一条被检皮带。如图2所示，本发明实施例所述的一种煤矿皮带透视检测系统中数据分析和显示子系统，其通过与数据采集盒相连，获取数据采集盒中的数据，进行分析和处理显示，其包括
数据传输模块，所述数据传输模块通过USB接口和数据线与数据采集盒连接，把数据存储卡中的数据读取出来，并由上位机存储模块用于数据存储；
数据存储模块，所述数据存储模块对数据传输模块读取的信息按文件方式进行存储；数据分析模块，所述数据分析模块对数据存储模块中的数据文件进行分析，定位皮带中钢丝断裂和接头异常区域，数据分析结果信息；以及
数据显示模块，所述数据显示模块将数据分析模块得到的图像数据和分析结果显示出来，为操作员提供直观的图像信息。数据分析和显示子系统为一套工控机设备，安装在管理人员的操作室中，当操作员在井下完成数据采集时，把数据采集盒带到控制室，可以通过数据采集盒上的USB接口与电脑相连，采集系统读取数据存储卡中的数据，分析异常信息，并通过图像直观的显示皮带内部结构。如果图3所示，本发明实施例所述的一种煤矿井下输送带X射线透射检测方法，在实际检测过程中，包括以下步骤
步骤一操作员把数据采集盒携带到井下待测皮带区域，通过光纤与控制箱相连； 步骤二 选择皮带编号，确定待检测皮带的长度、运行速度等参数信息；
步骤三数据采集盒与控制箱进行通讯，通知控制箱采集射线打开和数据采集时间； 步骤四控制箱通知射线箱打开X射线，同时把X射线状态告知数据采集箱；
步骤五探测盒把采集到的透射数据通过光纤传递到数据采集盒；
步骤六数据采集盒根据射线状态决定是否存储探测盒传递过来的图像数据；步骤七数据采集完成后，控制箱通知数据采集盒停止采集，并断开数据采集盒和井下控制箱连接；
步骤八操作员把数据采集盒带到数据分析和显示系统处，通过连接线把采集盒与数据分析和显示子系统相连；
步骤九数据分析和显示子系统读取数据采集盒中的数据，并对采集的数据进行智能分析，自动定位皮带接头盒钢丝异常区域，显示透射图像；以及
步骤十操作员根据图像分析结果，判断是否要对井下被测皮带进行检修。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种煤矿井下输送带X射线透射检测系统，包括数据采集和存储子系统以及数据分析和显示子系统，其特征在于 所述数据采集和存储子系统用于井下输送带数据的采集和存储，其进一步包括 射线箱，其具有可对皮带发射X射线的射线源，用于产生X射线； 探测盒，所述探测盒能够获取穿透皮带后的X射线并进行采集，得到一定射线源强度的数字信息； 控制箱，所述控制箱用于对射线源进行控制，同时用于与外部系统进行交互； 数据采集盒，所述数据采集盒中内置有内部存储单元，用于实时存储透射数据，且数据采集盒上设有数据接口，通过数据线与数据分析和显示子系统连接，所述数据采集盒与控制箱连接，用于启动数据采集，并且将采集到的数据存储到内部存储单元；以及电源模块，所述电源模块用于探测盒、控制箱和射线箱的供电； 所述数据分析和显示子系统用于读取数据采集盒中存储单元的图像数据，对图像数据进行智能分析，所述数据分析和显示子系统进一步包括 数据传输模块，其用于用于读取数据采集盒中的图像数据； 数据存储模块，其用于将数据传输模块读取的图像数据按照文件方式进行存储起来；数据分析模块，其用于对数据存储模块中的图像数据进行分析，定位钢丝断裂区域和接头异常区域；以及 数据显示模块，其用于将数据分析模块得到的皮带透射数据通过图像方式显示出来。
2.根据权利要求I所述的一种煤矿井下输送带X射线透射检测系统，其特征在于所述数据采集和存储子系统与数据分析和显示子系统之间通过数据采集盒进行数据交换。
3.一种煤矿井下输送带X射线透射检测方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一操作员在把数据采集盒携带到数据采集和存储子系统处，把数据采集盒与控制箱相连，启动数据米集子系统； 步骤二 利用数据采集盒将数据采集子系统采集到的透射数据实时存储到数据采集盒的内部存储单元中； 步骤三透射数据存储后，操作员把数据采集盒带到数据分析和显示子系统处；将数据采集盒与数据分析和显示系统连接，传输透射数据；以及 步骤四数据分析和显示子系统读取传输过来的透射数据，分析透射数据异常，显示透射图像。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下输送带X射线透射检测方法，其特征在于所述步骤一中，操作员在数据采集盒中选择待检测皮带编号，同一个数据采集盒用于多条皮带的数据采集。
全文摘要
本发明涉及一种煤矿井下输送带X射线透射检测系统，其包括采集和存储子系统及数据分析和显示子系统，数据采集和存储子系统用于井下输送带数据的采集和存储；数据分析和显示子系统能够读取采集盒中存储单元的图像数据，对图像数据进行智能分析，定位皮带中的接头和钢丝异常区域，通过图像方式直观的呈现皮带内部结构信息；所述方法是把数据采集盒与控制箱相连，启动数据采集子系统；将采集到的透射数据实时存储到数据采集盒的内部存储单元中；存储后，将数据采集盒与数据分析和显示子系统连接，传输透射数据；读取透射数据，分析透射异常，显示透射图像。本发明的有益效果为可以方便的实现对煤矿井下皮带检测，减少井下光纤铺设成本。
文档编号G01N23/04GK102621168SQ20121010341
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者向霞, 朱鹏, 杨奎, 王东方, 王满仓 申请人:上海瑞示电子科技有限公司