带式传输机皮带撕裂状态检测方法及检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带式传输机皮带撕裂状态检测系统及检测方法，其方法包括依次进行的1)利连续获取具有N条平行激光光线的皮带的非工作面图像，2)识别每张图像上的激光光线并判断皮带是否出现撕裂异常，3)射频接收器接收埋设在皮带内的电子标签的射频信号并形成信息数据库，4)确定异常图像对应在皮带上的位置；其检测系统包括用于获取具有N条平行激光光线的皮带的非工作面图像的成像单元、用于皮带定位的缺陷定位单元、以及相应地数据处理单元和传输单元；该方法及系统采用非接触式视频监控技术，实现实时监控皮带运行状态，自动检测皮带撕裂状态以及时发现皮带异常隐患，避免发生重大生产事故发生。

Detection Method and Detection System of Belt Tearing State of Belt Conveyor

【技术实现步骤摘要】
带式传输机皮带撕裂状态检测方法及检测系统
本专利技术涉及炉内工况和生产过程的连续监控装置
，特别涉及一种带式传输机皮带撕裂状态检测方法及检测系统。
技术介绍
带式输送机被广泛的应用于采矿、冶金、电力、钢铁等行业。然而，由于输送带长期运转及受各种意外因素的影响，皮带撕裂、划伤、失速和跑偏等异常状态在皮带运行中时有发生，如果能及时报警并进行维修，就可以避免发生生产事故、减少经济损失。目前，皮带撕裂等异常状态只能通过人工检测或接触式检测设备(传感器)来判断，然而在实际生产中，皮带的各类异常状态在早期阶段是很难发现，加之人力的有限性和接触式设备的检测精度低，不可能实时、精确地监控皮带的实时运行状态，因此待发现皮带有异常时，设备的各项重大损失已经发生无可挽回了。近年来，随着机器视觉技术的广泛应用，基于上述皮带检测异常状态存在的问题，我公司研发了一套代替以往各种接触式传感器检测皮带异常状态的技术，核心技术全部采用机器视觉技术，模拟皮带巡检工的工作，24小时时刻守护在皮带机旁，实时监控皮带的运行状态，自动检测皮带撕裂、划伤、失速和跑偏等皮带运行情况，并对装载物料的料流异常、异形异物等在线检测。当有异常出现时，系统自动报警(可联动停机)并弹出问题照片，提醒相关工作人员进行检查及时维修，可以避免发生生产事故、减少经济损失。系统既可以直观的看到图像上设备的运行情况，而且运用大数据和云计算技术，对设备状态进行智能分析，具有数据准确、安全可靠、使用成本低的优势。在现在成本压力巨大的情况下，采用该系统可以最大程度的解放劳动生产力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种实现准确监控带式传输机撕裂状态并准确定位撕裂位置的带式传输机皮带撕裂状态检测方法。本专利技术的另一目的是提供一种实现上述带式传输机皮带撕裂状态检测方法的皮带撕裂状态检测系统为此，本专利技术技术方案如下：一种带式传输机皮带撕裂状态检测方法，步骤如下：S1、在带式传输机皮带运行状态下，获取由成像单元连续采集的具有N条平行激光光线的皮带的非工作面图像；其中，N条平行激光光线通过设置在成像单元邻侧的激光光源朝向皮带非工作面并横穿皮带非工作面发射形成；S2、依次对经过步骤S1获取的每张图像上的N条平行激光光线进行识别和判断：S201、识别图像上每条激光线的端点个数并进行如下判断；1)当一条激光光线的端点个数为0或1个，则判断该激光光线无断点，具有直线性；2)当一条激光光线的端点个数为2个，且两个端点之间的间距≥距离阈值L，则判断该两个端点为激光光线两端的端点，该激光光线无断点，具有直线性；3)当一条激光光线的端点个数≥2个，且任意两个端点之间的间距＜距离阈值L，则判断该条激光光线有断点，不具有直线性；其中，距离阈值L根据待检测皮带的宽度进行设定，一般设定为略小于皮带宽度的值，以减少激光光线出现轻微衰减而导致的误判。S202、当经过步骤S201后，图像上判断为不具有直线性的激光光线的条数≥条数阈值n，则判断该图像对应处皮带出现撕裂异常；S3、在进行步骤S1～S2的同时，射频接收器在皮带的正常运行过程中接收运行至其下方的电子标签发射的射频信号，同时利用每相邻两个电子标签之间的设置距离以及射频接收器接收到相邻两个电子标签发射的射频信号之间的间隔时间，计算出皮带实时运行速度；并基于此，根据每个电子标签发射的射频信号不同，形成包含电子标签射频采集时刻、电子标签编号、以及皮带实时运行速度的数据库；S4、当经过步骤S2判断出皮带某个位置出现撕裂异常时，调取数据库中该异常图像采集时刻对应时间段内由射频接收器识别到的两个电子标签的编号，并根据两个电子标签在皮带上的设置位置利用插值法得到在当前皮带运行速度下，异常图像对应在皮带上的具体位置范围。优选，该带式传输机皮带撕裂状态检测方法还包括步骤S5，即根据步骤S4判断出的皮带撕裂异常位置确定是否启动报警：1)若该皮带撕裂异常位置在本次皮带运行中没有被标记过，则判断该异常被初次检出，报警器启动进行报警；同时，显示器实时显示异常图像；2)若该皮带撕裂异常位置在本次皮带运行中已被标记过，则判断该异常已经进行报警，报警器不再启动，避免重复报警。优选，在步骤S1中，N＝10～15，且图像上相邻两条激光光线的间隔距离为15～25mm；对应条数阈值n＝5。优选，在进行步骤S2前，对步骤S1得到的皮带非工作面图像利用均值滤波算法和中值滤波算法对图像进行去噪处理，再利用直方图均衡化算法和伽马矫正算法对图像进行均衡处理。一种实现上述带式传输机皮带撕裂状态检测方法的检测系统，包括用于获取具有N条平行激光光线的皮带的非工作面图像的成像单元、用于定位出现撕裂异常的皮带位置的缺陷定位单元、用于对成像单元和缺陷定位单元获取的数据进行处理和异常报警的数据处理单元和传输单元；其中：所述成像单元设置在皮带一侧的图像采集设备和设置在图像采集设备邻侧的激光光源；其中，图像采集设备的安装高度低于皮带的设置高度，使其朝向皮带非工作面进行图像采集，且采集的图像宽度超过皮带的宽度；激光光源设置在皮带一侧，其上位于皮带侧的壳体上设置有N个激光发射装置，N个激光发射装置发射的N条激光光线相互平行且横穿皮带的非工作面；所述缺陷定位单元包括设置在皮带上方的一台射频接收器和沿皮带运行方向间隔设置在皮带边缘处的至少两个电子标签；电子标签埋设在靠近皮带工作面的皮带内部，每个电子标签在皮带上的设置位置与皮带边缘侧等距，且相邻两个电子标签之间等距；射频接收器对应设置在电子标签设置位置处的上方，使任一电子标签运行至射频接收器下方时，射频接收器能够采集到电子标签的信号。优选，所述图像采集设备为设置在一防护套内的相机和与相机相匹配的变焦镜头，所述防护套前端设置有一开口，使相机镜头能够通过该开口采集皮带图像；在防护套内还设置有一气体吹扫装置，其与外部气源连接，使气体吹扫装置输送的干燥压缩空气自内向外持续吹扫相机镜头表面。优选，每个所述激光发射装置的激光光线发射方向与相机镜头的中轴线之间的夹角为45°；相邻两个激光发射装置之间的间隔设置距离应满足其发射的两条激光光线在图像上的间隔距离为20mm。优选，所述数据处理单元包括设置在中心控制室内的工控机、显示器和报警器；其中，所述工控机包括用于接收相机和射频接收器发来的图像信息和电子标签读取信息的信息接收模块、用于对图像进行截取、去噪与均衡处理、以及对图像上激光光线的特征信息进行提取和异常信息判断的图像分析模块、用于对射频接收器接收电子标签的时间、电子标签型号、以及皮带实时运行速度进行归纳形成数据库的射频分析模块、用于对初次接收到的皮带异常位置信息进行报警的报警模块，以及用于对信息接收模块、图像分析模块、射频分析模块和报警模块的处理信息进行存储的存储模块；显示器与工控机连接，实时显示出现撕裂异常的皮带图像；报警器与工控机连接，用于报警模块驱动发出报警声音。优选，所述传输单元包括第一光纤收发器和第二光纤收发器，第一光纤收发器分别与成像单元和射频接收器连接，第一光纤收发器通过光纤发送至第二光纤收发器上，第二光纤收发器与工控机上连接。与现有技术相比，该带式传输机皮带撕裂状态检测系统采用非接触式视频监控技术，实现实时监控皮带运行状态，自动检测皮带撕裂状态，当有皮带撕裂异常出现时自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带式传输机皮带撕裂状态检测方法，其特征在于，步骤如下：S1、在带式传输机皮带运行状态下，获取由成像单元连续采集的具有N条平行激光光线的皮带的非工作面图像；其中，N条平行激光光线通过设置在成像单元邻侧的激光光源朝向皮带非工作面并横穿皮带非工作面发射形成；S2、依次对步骤S1获取的每张图像上的N条平行激光光线进行识别和判断：S201、识别图像上每条激光线的端点个数并进行如下判断；1)当一条激光光线的端点个数为0或1个，则判断该激光光线无断点，具有直线性；2)当一条激光光线的端点个数为2个，且两个端点之间的间距≥距离阈值L，则判断该两个端点为激光光线两端的端点，该激光光线无断点，具有直线性；3)当一条激光光线的端点个数≥2个，且任意两个端点之间的间距均＜距离阈值L，则判断该条激光光线有断点，不具有直线性；S202、当经过步骤S201后，图像上判断为不具有直线性的激光光线的条数≥条数阈值n，则判断该图像对应处皮带出现撕裂异常；S3、在进行步骤S1～S2的同时，射频接收器在皮带的正常运行过程中接收运行至其下方的电子标签发射的射频信号，同时利用每相邻两个电子标签之间的设置距离以及射频接收器接收到相邻两个电子标签发射的射频信号之间的间隔时间，计算出皮带实时运行速度；并基于此，根据每个电子标签发射的射频信号不同，形成包含电子标签射频采集时刻、电子标签编号、以及皮带实时运行速度的数据库；S4、当经过步骤S2判断出皮带某个位置出现撕裂异常时，调取数据库中该异常图像采集时刻对应时间段内由射频接收器识别到的两个电子标签的编号，并根据两个电子标签在皮带上的设置位置利用插值法得到在当前皮带运行速度下，异常图像对应在皮带上的具体位置范围。...

【技术特征摘要】
1.一种带式传输机皮带撕裂状态检测方法，其特征在于，步骤如下：S1、在带式传输机皮带运行状态下，获取由成像单元连续采集的具有N条平行激光光线的皮带的非工作面图像；其中，N条平行激光光线通过设置在成像单元邻侧的激光光源朝向皮带非工作面并横穿皮带非工作面发射形成；S2、依次对步骤S1获取的每张图像上的N条平行激光光线进行识别和判断：S201、识别图像上每条激光线的端点个数并进行如下判断；1)当一条激光光线的端点个数为0或1个，则判断该激光光线无断点，具有直线性；2)当一条激光光线的端点个数为2个，且两个端点之间的间距≥距离阈值L，则判断该两个端点为激光光线两端的端点，该激光光线无断点，具有直线性；3)当一条激光光线的端点个数≥2个，且任意两个端点之间的间距均＜距离阈值L，则判断该条激光光线有断点，不具有直线性；S202、当经过步骤S201后，图像上判断为不具有直线性的激光光线的条数≥条数阈值n，则判断该图像对应处皮带出现撕裂异常；S3、在进行步骤S1～S2的同时，射频接收器在皮带的正常运行过程中接收运行至其下方的电子标签发射的射频信号，同时利用每相邻两个电子标签之间的设置距离以及射频接收器接收到相邻两个电子标签发射的射频信号之间的间隔时间，计算出皮带实时运行速度；并基于此，根据每个电子标签发射的射频信号不同，形成包含电子标签射频采集时刻、电子标签编号、以及皮带实时运行速度的数据库；S4、当经过步骤S2判断出皮带某个位置出现撕裂异常时，调取数据库中该异常图像采集时刻对应时间段内由射频接收器识别到的两个电子标签的编号，并根据两个电子标签在皮带上的设置位置利用插值法得到在当前皮带运行速度下，异常图像对应在皮带上的具体位置范围。2.根据权利要求1所述的带式传输机皮带撕裂状态检测方法，其特征在于，还包括步骤S5，即根据步骤S4判断出的皮带撕裂异常位置确定是否启动报警：1)若该皮带撕裂异常位置在本次皮带运行中没有被标记过，则判断该异常被初次检出，报警器启动进行报警；同时，显示器实时显示异常图像；2)若该皮带撕裂异常位置在本次皮带运行中已被标记过，则判断该异常已经进行报警，报警器不再启动，避免重复报警。3.根据权利要求1所述的带式传输机皮带撕裂状态检测方法，其特征在于，在步骤S1中，N＝10～15，且图像上相邻两条激光光线的间隔距离为15～25mm；对应条数阈值n＝5。4.根据权利要求1所述的带式传输机皮带撕裂状态检测方法，其特征在于，在进行步骤S2前，对步骤S1得到的皮带非工作面图像利用均值滤波算法和中值滤波算法对图像进行去噪处理，再利用直方图均衡化算法和伽马矫正算法对图像进行均衡处理。5.一种实现如权利要求1所述的带式传输机皮带撕裂状态检测方法的检测系统，其特征在于，包括用于获取具有N条平行激光光线的皮带的非工作面图像的成像单元、用于定位出现撕裂异常的皮带位置的缺陷定位单元、用于对成像单元和缺陷定位单元获取的数据进行处...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海根，
申请(专利权)人：天津市三特电子有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12