一种基于雷达测距技术的输送带撕裂故障检测装置的制作方法

本发明涉及一种基于雷达测距技术的输送带撕裂故障检测装置，具体地涉及一种应用调频连续波雷达高精度测距技术检测输送带撕裂的装置，属于无损检测领域。

背景技术：

带式输送机作为一种连续运输机械，因其具备运载能力强、连续运行平稳、便于自动控制等优点被广泛用于煤矿运输等工程领域之中。在输送带的运行过程中，由于其所承载物体、机器运转对输送带表面磨损等原因，常常发生输送带横向断裂与纵向撕裂故障。对于该故障的实时检测，现在广泛采用的方法有传感器检测漏料、内部预埋电磁线圈等方式来进行检测，但由于这些方法都存在着检测准确性、实时性、恶劣条件下的适应性较差等诸多问题，尤其是部分装置存在着实现难度很大以及破坏输送带本身结构的问题，因而需要一个能够适应恶劣条件下能够实时准确检测输送带运行状态的装置。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有的输送带检测装置的不足，通过采用雷达高精度测距原理与相关技术，设计一种能够适应恶劣条件、实时准确检测工作中输送带状况的装置。

本发明装置包括支架2、雷达扫描模块3、防砸裂保护模块4、减震模块5、距离监控模块6、传输模块7、报警模块8和上位机监控模块9，雷达扫描模块3固定在支架2上以安装于上输送带1、下输送带之间，在雷达扫描模块3外部放置防砸裂保护模块4，在雷达扫描模块3与支架2之间放置减震模块5，距离监控模块6由dsp芯片、控制芯片与外围电路组成，雷达扫描模块3的发射端向上输送带1发射毫米波、接收端接收反射回波，雷达扫描模块3中的接收端与距离监控模块6中的dsp芯片相连接以实现数据传输，距离监控模块6中的控制芯片与传输模块7相连接、传输模块7与上位机监控模块9相连接，判决结果异常时由距离监控模块6启动报警模块8。

支架2由钢结构支架与钢板组成，钢结构支架安装于输送带两侧，钢板垂直于运输方向贯穿输送带并连接两支架。减震模块5由多个橡胶圈组成，放置于支架2的钢板上。

雷达扫描模块3由毫米波发射端和回波接收端组成，雷达扫描模块3选取能够发射毫米波的调频连续波雷达，并安装在减震模块5上对上输送带1进行逐行扫描，通过雷达扫描模块3的发射端向上输送带1表面各点发射高频连续波，通过回波接收端接收各点回波，将各扫描点发射高频连续波时刻与接收回波时刻传送至距离监控模块6中的dsp芯片。

防砸裂保护模块4为保护罩，外罩于雷达扫描模块3，保护罩固定在钢板上，顶盖为弧形并根据雷达波传输路径设置开口。

距离监控模块6包含dsp芯片、控制芯片与必要的外围电路组成，dsp芯片通过发射高频连续波时刻与接收回波时刻，计算得到各扫描点发射高频连续波通过待测输送带表面反射后到达回波接收端所经过路径的距离值，dsp芯片将距离数据发送至控制芯片后，控制芯片通过判断输送带表面各扫描点的距离值对异常情况进行监测。

本发明具有积极的效果：(1)本发明设计的检测装置，结构简单，易于工作人员进行系统控制；(2)本检测装置在使用时能够较大程度地提高检出率；(3)本检测装置能够达到对输送带运行状态实时监测的要求；(4)本装置发射调频连续波体制的毫米波具有精度高、抗干扰能力较强等特点，恶劣条件下适应性好。

附图说明

图1是本发明的配置示意图；

图2是支架2与减震模块5构造示意图；

图3是防砸裂保护模块4构造示意图。

图4是一种输送带表面距离异常检测的判别方法。

图1中的硬件配置标记如下：

输送带1、支架2、雷达扫描模块3、防砸裂保护模块4、减震模块5、距离监控模块6、传输模块7、报警模块8和上位机监控模块9。

具体实施方式

下面结合附图阐述发明内容的具体实施方式。

图1所示的是一种基于雷达测距技术的输送带撕裂故障检测装置，包括支架2、雷达扫描模块3、防砸裂保护模块4、减震模块5、距离监控模块6、传输模块7、报警模块8和上位机监控模块9。雷达扫描模块3固定在支架2上以安装于上输送带1、下输送带之间，雷达扫描模块3发射端生成并向待测运行过程中的输送带1发出毫米波，对输送带表面进行高速逐行扫描，雷达扫描模块3接收端进行回波接收与时间数据提取，距离监控模块6中的dsp芯片通过发射高频连续波时刻与接收回波时刻，计算得到各扫描点发射高频连续波通过待测输送带表面反射后到达回波接收端所经过路径的距离值，异常判别模块dsp芯片将距离数据发送至控制芯片后，控制芯片通过判断输送带表面各扫描点的距离值对异常情况进行监测，并经由传输模块7通过近距离无线通信方式将检测数据与判决结果发送到上位机监控模块9实现人工监测与控制，如若判决结果异常则距离监控模块6启动报警模块8。

图2所示的是支架2与减震模块5构造示意图，支架2由钢结构支架与钢板组成，钢结构支架安装于输送带两侧，钢板垂直于运输方向贯穿输送带并连接两支架，在雷达扫描模块3与支架2之间放置减震模块5，减震模块5由多个橡胶圈组成，放置于支架2的钢板上，减震模块5是为防止输送带工作过程中震动过大而影响雷达扫描模块3的测量精度。

图3所示的是防砸裂保护模块4构造示意图，在雷达扫描模块3外部放置防砸裂保护模块4，防砸裂保护模块4为保护罩，是为防止掉落煤块砸坏雷达扫描模块3，保护罩四周与底部组成立方体结构，顶盖为弧形并根据雷达波传输路径设置开口，顶盖弧形设计是为避免粉尘、煤块等杂质的过多堆积。

如图4所示，表述的是一种输送带表面距离异常检测的判别方法，主要是将采集到的对应点与该点历史数据库统计正常值进行比对，进而实现对运行状态下的输送带进行实时监测。当检测到的距离值异常时，系统将启动声光报警并将故障信息发送到控制端，进而传输故障信息至上位机显示端显示。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化从而可以得到相对应的等同的技术方案，例如增减橡胶圈数量以调整减震效果，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

技术特征：

技术总结
一种基于雷达测距技术的输送带撕裂故障检测装置，属于无损检测领域。其特征在于采用调频连续波(FMCW)雷达测距技术对运行中的输送带状态进行实时监测。所述装置包括支架2、雷达扫描模块3、防砸裂保护模块4、减震模块5、距离监控模块6、传输模块7、报警模块8和上位机监控模块9，实现对工作过程中的上输送带1的状态监测。本装置通过计算各扫描点与输送带表面的距离，实时检测异常状况，检测到异常时发出报警信号以避免更大的损失。本发明能够及时有效地对工作中的输送带状态进行实时监测，装置结构简单、便于人机交互操作。

技术研发人员：李现国;龙新雨;姜航旗
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2018.01.19
技术公布日：2018.05.29