专利名称：输送带撕裂检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于运输领域，是检观幟荷运载体危险的控制装置。特别涉及一种输 送带撕裂检测装置。
背景技术：
带式输送机的输送带纵向撕裂主要原因是输送的物料中夹带着大块的奸石、 铁钎、角钢、槽钢等异物。当这些异物落下后卡在机架或托辊筒上，会造成输送 带撕裂，引发极大的经济损失。因为输送带纵向撕裂事故时有发生，所以非常需
要研制一种可靠实用的输送带撕裂检测装置。
中国专利CN1413896出示的一种《带式输送机胶带撕裂电流浮动差位对比检 测l^户方法》。构成对驱动电动机的电流进行检测、处理、报警。目的输送
带撕裂加大了驱动电机的电流。检测这个电流，间接检测输送带撕裂。缺点大
型输送机的电机、减速箱的转动惯量较大，转动惯量提供tr送带的瞬间驱动力也 较大。输送带撕裂增加的驱动力，部分由转动惯量提供，使得输送带撕裂引起的 电动机电流变化减小，甚至完全被淹没。转动惯量越大，信号幅度越低，信噪比 越低，输送带撕裂检测可靠性越低。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足而提供一种输送带撕裂检测装 置，它能提高检测输送带撕裂故障信号的信噪比和检测可靠性。
本发明的目的通过以下措施来实现输送带用于带式输送机，带式输送机的 机架上安装有驱动辊筒、改向辊筒、托辊筒。在驱动辊筒、改向辊筒、托辊筒上 安装输送带。驱动辊筒驱动输送带，将物料由装料点输送到卸料点。其特征是， 以输送机的尾部为出发点，离开输送机尾部的改向辊筒以后的机架上有若干个力传感器。力传感器的检测敏感方向趋向机架陡峭变化的纵向力的应力变形方向。 力传感器连接信号处理装置。信号处理装置连接声光报警装置或停机报警装置。 力传感器检测的信号超过信号处理装置的报警门坎时启动声光报警装置或停机 报警装置。
所述机架包括，纵向机架、横向机架、支撑机架等结构；当带式输送机是 钢丝绳悬挂托辊筒式输送机时，机架为悬挂托辊筒的钢丝绳和支撑机架等结构。 所述力传感器是电阻应变传感器、半导体传感器、电感传感器、光栅传感器、 光纤光栅传殿l。所述纵向力是与输送带运行方向大体相同的力。
正常状态，机架承受物料的冲击力是向下的力，力传感器的检测敏感方向决 定了对向下的力没有响应。驱动力、张紧力是变化缓慢的纵向力，可以由信号处 理装置过滤掉。所以正常状态，信号处理装置不启动声光报警装置或停机报警装 置。
异物撕裂输送带时， 一方面，运行的输送带M异物给机架一个陡峭变化的 纵向力。另一方面，输送带撕裂加大了输送带的运行阻力。这个阻力通过输送带 的折返辊筒、驱动辊筒，对机架产生另一种陡峭变化的纵向力。当所述陡峭变化 的纵向力中的一个，超过信号处理装置设定的报警门坎时，启动声光报警装置或 停机报警装置。
本发明与现有技术比较
现有技术中，大型输送机的电机、减速箱的转动惯劃艮大，转动惯量提供输 送带的瞬间驱动力也很大。输送带撕裂增加的驱动力部分由转动惯量提供，使得 输送带撕裂引起的电动机电流变化减小，甚至完全被淹没。转动惯量越大，信号 幅度越低，信噪比越低，输送带撕裂检领樾不可靠。
本发明，运行的输送带通过异物给机架的陡峭变化的纵向力是撕裂输送带 需要的力，与转动惯量无关。本发明与现有技术中转动惯量加大信号幅度减小 相比较，能达到提高信噪比和检测可靠性的目的。本发明的目的还可以通过以下措施来实现所述的力传感器是机架与参照 物的连接元件。例如是检测区域的机架与参照物的机架的连接元件、或者是支 撑机架中部的连接元件、或者是支撑机架与地面的连接元件。这样设置，输送 带撕裂时，陡峭变化的纵向力能更多的通过作为连接元件的力传感器，能够提 高故障信号输出幅度，进一步达到提高信噪比和检测可靠性的目的。
本发明的目的还可以通过以下措施来实现力传感器安装在支撑机架上。 通过检测支撑机架的弯应力检测机架纵向力。这样设置，能提高故障信号输出 幅度，达到提高信噪比和检测可靠性的目的。
本发明的目的还可以通过以下措施来实现机架与参照物有活动间隙。这 个活动间隙是机架与机架纵向连接处的活动间隙、或者是支撑^1架中部的活动 间隙、或者是支撑机架与地面的活动间隙。
当机架与机架的纵向连接处有活动间隙时，活动间隙将机架分为若干段， 阻断了驱动、张紧等纵向力的传递。正常状态，力传感器检湖倒的干扰信号仅 是数值很小的输送带摩擦力，干扰很小。输送带撕裂时，陡峭变化的纵向力沿 机架传输到机架纵向连接处的活动间隙时，活动间隙阻断了陡峭变化的纵向力 的传递，使得陡峭变化的纵向力更多的进入力传感器，提高信号输出幅度。再 加上干扰很小，育^达到提高信噪比和检领何靠性的目的。
当支撑机架的中部有活动间隙，或者是支撑机架与地面有活动间隙时，能 减少陡峭变化的纵向力通过支撑机架导入地面。输送带撕裂时，陡峭变化的纵 向力能更多的进入力传感器，能提高信号输出幅度，达到提高信噪比和检测可 靠性的目的。
所述的活动间隙是，螺栓和螺栓孔的间隙、铆钉与铆钉孔的间隙、机架纵向 的滑动连接、支撑机架的纵向摆动连杆、螺栓连接之间的橡胶垫、塑料垫、木材垫。
本发明的目的还可以通过以下措施来实现:本发明应用于钢丝绳悬挂托辊的输送机时，所述机架是悬挂托辊的钢丝绳，在钢丝绳中串接力传感器。这样设置， 同样可以很好的检测输送带撕裂故障，达到提高信噪比和检领何靠性的目的。
本发明的目的还可以通过以下措施来实现:将纵向不同位置的两个力传感器 的信号送入信号处理装置，两个力传感器的信号相减，得到不同位置的两个力传 感器信号的差值。
正常状态，如果不考虑支撑机架分解纵向力，两个力传感器检观啲驱动、张 紧等纵向力相似，属于共模干扰。两个力传感器的差傲艮小，信号处理装置没有 输出。
两个力传感器之间的输送带撕裂时，两个传感器分别承受压力和拉力，输出 一个增加另一个减小。得到的两个力传感器的差值，比单个力传感器的有用信号 大。又因为，两个力传感器的共模干扰很小，倉继到提髙信噪比和检测可靠性的 目的。
当不同位置的两个力传感器的差值，超过信号处理装置的报警门坎时，启动 声光报警装置或停机报警装置。
本发明的目的还可以通过以下措施来实现信号处理装置检测力传感器信 号，并且与其后单位时间的信号比较，得到时间上的差值。
正常状态，驱动、张紧、托辊筒摩擦等变化缓慢的纵向力及各种变化缓慢
的干扰，在时间上的差值很小。信号处理装置没Wtr出。
输送带撕裂，纵向力陡峭变化。纵向力越陡峭，力传感器在时间上的差值越 大，当时间上的差值超过报警门坎时，启动声光报警装置或停机报警装置。因为 去掉变化缓慢的干扰信号，能达到提高信噪比和检观何靠性的目的。
本发明的目的还可以通过以下措施来实现信号处理装置的报警门坎可调。 这样设置，可以随着时间推移，温度漂移、设备老化、物料品种变化等情况校 正报警门坎值。使得报警门坎值更合理，能达到提高检测可靠性的目的。
本发明的目的还可以通过以下措施来实现报警门坎值减去预定比例，再加上预定比例的实时检领値与安全和放大系数的乘积。去替换原有的报警门坎值。 这样设置，使得报警门坎值更合理，能达到提高检观何靠性的目的。
所述的预定比例在O. 0000000001 0.1之间。安全和放大系数由输送机的工
作状态确定。
本发明的目的还可以通过以下措施来实现信号处理装置有检测值门坎电
路。检观,门坎电路设定一个下限，在检测过程中，^ffi超过这个下限的实日t1t 测值校正所述报警门坎。防止空载时很小的纵向力校正报警门坎。这样设置，校 正的报警门坎值更合理，能够达到提高检测可靠性的目的。 本发明的优点
1、 本发明通过检测机架陡峭变化的纵向力，去掉了转动惯量的干扰，能 达到提高信噪比和检测可靠性的目的。
2、 本发明使用纵向不同位置的两个力传感器的差值，或者使用有活动间 隙的机架等措施，能作到只响应输送带撕裂产生的陡峭变化的纵向力，不响应物 料冲击力、驱动力、张紧力等干扰信号；还能作到不响应辊筒、输送带、输送带 上面几吨甚至上千吨物料的转动惯量的干扰，干扰信号非常小，信噪比非常髙， 有##进行多级报警，能够检测输送带轻微异常。例如异物卡在输送带上，仅 开始划伤输送带。运行的输送带通过异物给机架一个仅超过干扰信号的纵向力， 就可以较大范围的预报输送带撕裂。这是现有技术做不到的。又例如托辊筒轴 承损坏，运行的输送带通过托辊筒给机架一个纵向力。检出这个很小的纵向力， 就可以启动托辊筒轴承损坏的报警装置。这也是现有技术做不到的。
3、 每组力传感器可以检测一个区域的输送带撕裂故障;对于小型输送机， 甚至可以检测输送带全程的撕裂故障。
4、 本发明不改动或者很少改动输送机架结构，就能检测输送带撕裂故障。 因为不需要大幅度移动的机械结构，所以机械故障率低。
5、 能够较大范围检测输送带撕裂的现有技术中，在输送带撕裂时，多数需要认真仔细修复输送带，输送带撕裂检测装置才能投入使用。本发明，去掉异
物，检测装置就可以再次投入使用。
图l、输送带撕裂检测装置的示意图。
图2、支撑机架2-1的中部有活动间隙、力传感器1为连接件的输送带撕裂 检测装置。
图3、机架与机架纵向连接处有活动间隙，检测弯应力的输送带撕裂检测装
图4、机架与地面有活动间隙、有多个力传感器的输送带撕裂检测装置。 图5、有差动放大器ll、积分电路12的信号处理装置10。 图6、有微分电路16、积分电路12的信号处理装置。 图7、有校正报警门坎功能的信号处理装置。 图8、有避开输送机启动过程的信号处理装置。 标号说明 1、力传SI
2-1、支撑机架
2-3、检测区域的机架
3、输送带
5、裂口
7、螺栓
9、连接板
11、差动放大器
13、报警门坎电路
15、停机报警装置
17、检测值门坎电路
2、机架 2-2、参照物的机架 2-4、安装力传感器的支撑机架 4、纵向力 6、异物 8、橡胶垫
10、信
12、积分电路 14、声光报警装置 16、微分电路 18、处理器19、启动开关 20、延时电路
具体实1 式
实施例l，图1所示的输送带撕裂检测装置，异物6卡在机架2与输送带3 之间造成输送带撕裂，出5鹏口5。同时，运行的输送带通过异物6传给机架一 个陡峭变化的纵向力4。信号处理装置通过力传感器1检出陡峭变化的纵向力4 超过设定的报警门坎时，启动声光报警装置或停机报警装置。
本发明与现有技术相比，转动惯量不干扰输送带撕裂的检测，倉S达到提高 检测可靠性的目的。
力传感器1可以是应变片。它可以粘、焊、铆在机架上。也可以将应变片粘、 焊、铆在一个基体上。再将基体粘、焊、铆在机架上。信号处理装置和报警装置 安装在输送机上，或者安装在控制室内，或者一部分安装在输送机上一部分安装 在控制室内。
实施例2，图2所示的输送带撕裂检测装置，力传感器1作为连接元件焊 在检测区域的机架2-3与参照物的机架2-2之间。通过螺栓7与螺栓孔的间隙 和橡胶垫8的弹性，使支撑机架2-1的中部有一个微小的活动间隙。微小的活 动间隙使陡峭变化的纵向力集中通过力传感器1，能提高故障信号幅值，达到 提高信噪比和检测可靠性的目的。
实施例3，图3所示的输送带撕裂检测装置。它有若干个检测区域，每个检 测区域有至少一个支撑机架2-4与地面牢固连接，并且安装力传感器l。其余的 支撑机架2-1有螺栓7、橡胶垫8提供的微小的活动间隙。机架与机架的纵向连 接有螺栓7、橡胶垫8、连接板9提供的微小的活动间隙。
正常状态，机架与机架纵向连接的活动间隙阻断了输送带的驱动、张紧等 纵向力的传递。力传感器检测的只有数傲艮小的输送带摩擦力。
输送带撕裂时，支撑机架2-1有活动间隙，很少消耗陡峭变化的纵向力。陡峭变化的纵向力产生的弯应力集中在安装力传感器的支撑机架2-4上。这样
设置，能达到提高信噪比和检观何靠性的目的。
实施例4，图4所示的输送带撕裂检测装置、图5所示的信号处理装置10。 作为连接元件的多个力传感器1焊在检测区域的机架2-3与参照物的机架2-2 之间。支撑机架2-1与地面利用橡胶垫8和螺栓7提f^t小的活动间隙。
正常状态，输送带驱动、张紧等纵向力是基本相同的共模信号。见图5，纵 向不同位置的两个力传感器l的信号经差动放大器ll相减，输出接近于零。信 号处理装置10没WlJ出。
两个力传感器之间的输送带撕裂时，力传感器一个承受压力， 一个承受拉力， 输出一个增加， 一个减少，是较大的差动信号。经过差动放大器11、积分电路 12、报警门坎电路13，启动声光报警装置14或停机报警装置15。因为去掉共模 干扰，倉跶到提高信噪比和检领何靠性的目的。
在图5中，虽然没有标示出力传感器的放大、电源、传输等必要电路，但是 应认为它们是存在的。
实施例5，图6所示的信号处理装置10。微分电路16将力传感器1的信号 与其后单位时间的信号比较，得到时间上的差值。也可以说，微分电路16的输 出只反映输入波形的突变，只有输送带撕裂时纵向力陡峭变化，输入波形发生 突变才有输出。而对输送带驱动力、张紧力等变化缓慢的干扰信号，基本没有 输出。所以正常状态信号处理装置10没有输出。输送带撕裂时，微分电路16 通过力传感器1检观倒陡峭变化的信号，再经积分电路12、报警门坎电路13、 启动声光报警装置14或停机报警装置15。这样设置，去掉变化缓慢的干扰， 能达到提高信噪比和检测可靠性的目的。
实施例6，图7所示的是在图5基础上增加校正报警门坎功能的信号处理装 置10。实时检测信号由积分电路12输出到(也可以由差动电路11输出到、或 者图6微分电路16输出到)检测值门坎电路17，超过检测值门坎的实时检测信号，送处理器18。原有的报警门坎值由报警门坎电路13送到处理器18。处理器 18计算出校正报警门坎值X。使用校正报警门坎值X替换报警门坎电路13原有 的报警门坎值。
X= (X2-CX2) + CCA
式中X—校正附艮警门坎值。 d次校正的比例。
CA—的实时检测信号X"与安全和放大系数G的乘积。 X^原有的报警门坎值 设每次校正的比例C=0. 0001
贝lj: X= (X2-CX2) +C dXi
=0.9999X2 +0.000腦 这样设置，经多次校正，可以很好的校正报警门坎值，會g提高检测可靠性。 实施例7，图8所示的是在图5基础上增加避开输送机启动过程的信号处理
装置IO。为了避免输送机启动力干扰输送带撕裂检测，输送机启动开关19经延
时电路20输出启动过程结束信号，打开积分电路12的闭锁。这样设置，信噪比
更高、检测更可靠。
所述信号处理装置10的构成可以是分离元件、单片机、可编程序时间控制
器及可编程逻辑器件(PLD)。
权利要求
1、一种输送带撕裂检测装置，带式输送机的机架(2)上安装有驱动辊筒、改向辊筒、托辊筒；在驱动辊筒、改向辊筒、托辊筒上安装输送带(3)；驱动辊筒驱动输送带，将物料由装料点输送到卸料点；其特征是以输送机的尾部为出发点，离开输送机尾部的改向辊筒以后的机架(2)上有若干个力传感器(1)；力传感器的检测敏感方向趋向机架纵向力(4)的应力变形方向；力传感器连接信号处理装置(10)；信号处理装置连接声光报警装置(14)或停机报警装置(15)；力传感器检测的信号超过信号处理装置(10)的报警门坎时启动声光报警装置(14)或停机报警装置(15)。
2、 根据权利要求l所述的输送带撕裂检测装置，其特征是所述的 力传感器(1)是机架(2-1、 2-3)与参照物的连接元件。
3、 根据权利要求1所述的输送带撕裂检测装置，其特征是所述的 力传感器(1)安装在支撑机架(2-4)。
4、 根据权利要求l所述的输送带撕裂检测装置，其特征是所述的 机架(2-1、 2-3)与参照物有活动间隙。
5、 根据权利要求1所述的输送带撕裂检测装置，其特征是所述机 架(2)是悬挂托辊的钢丝绳，钢丝绳串接力传感器(1)。
6、 根据权利要求1所述的输送带撕裂检测装置，其特征是将纵向不同位置的两个力传感器(1)的信号送入信号处理装置(10)，两个力传感器的信号相减，得到不同位置的两个力传感器的差值，不同位置的两个力传感器的差值超过信号处理装置(10)的报警门坎时，启动声光报警装 置(14)或停机报警装置(15)。
7、 根据权利要求1所述的输送带撕裂检测装置，其特征是所述信号处理装置(10)检测力传感器信号并且与其后单位时间的信号比较，得到时间上的差值；时间上的差值超过信号处理装置(10)设定的报警门坎 时，启动声光报警装置(14)或停机报警装置(15)。
8、 根据权利要求1所述的输送带撕裂检测装置，其特征是所述信 号处理装置(10)的报警门坎可调。
9、 根据权利要求l所述的输送带撕裂检测装置，其特征是所述信 号处理装置(10)是将报警门坎值减去预定比例，再加上预定比例的实时 检测值与安全和放大系数的乘积，去替换原有的报警门坎值。
10、 根据权利要求1所述的输送带撕裂检测装置，其特征是所述信 号处理装置(10)有检测值门坎电路(17)。
全文摘要
一种输送带撕裂监测装置。它有力传感器1、机架2、输送带3、信号处理装置和报警装置等组成。当异物6卡在机架2与输送带3之间造成输送带撕裂，出现裂口5，运行的输送带通过异物6传给机架一个陡峭变化的纵向力4。信号处理装置通过力传感器1检出纵向力4大于设定的报警门坎时，启动输送带撕裂故障的报警装置。
文档编号G08B21/00GK101299019SQ200710103699
公开日2008年11月5日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者伟 王 申请人:伟 王