一种煤矿皮带智能监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿皮带智能监测系统，包括：现场检测子系统、网络传输子系统、数据发布子系统；同时公布了一种煤矿皮带的智能监测方法，能够实现撕裂监测、堆煤监测、瓦斯监测、智能补光、智能除尘、故障诊断等功能，从而实现煤矿井下皮带机的无人值守智能监测。煤矿井下皮带机的无人值守智能监测。煤矿井下皮带机的无人值守智能监测。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿皮带智能监测系统及其监测方法


[0001]本专利技术涉及一种煤矿皮带机监测技术，具体是一种煤矿皮带智能监测系统及其监测方法。

技术介绍

[0002]皮带输送机在煤矿生产中起到了重要的作用，一旦发生故障将直接影响到煤矿的生产，并可能造成巨大人身和经济损失，因此监测皮带输送机关键部位的运行状态有着重要的意义。然而，传统的皮带巡检方式主要通过人工进行，存在工作效率低、主观性强、耗时费力等问题；后续依靠机械装置进行皮带巡检的方式，则存在误判率高、装置本身需要频繁维护与更换等问题。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供一种具有无人值守、自动进行撕裂监测、堆煤监测、瓦斯监测、智能补光、智能除尘、故障诊断的煤矿皮带智能监测系统及其监测方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种煤矿皮带智能监测系统，其特征在于，包括：现场检测子系统、网络传输子系统、数据发布子系统三部分，所述的现场检测子系统与网络传输子系统之间通过5G无线网络连接并传输数据，所述的网络传输子系统与数据发布子系统之间通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿皮带智能监测系统，其特征在于，包括：现场检测子系统、网络传输子系统、数据发布子系统三部分，所述的现场检测子系统与网络传输子系统之间通过5G无线网络连接并传输数据，所述的网络传输子系统与数据发布子系统之间通过光纤连接并传输数据。2.根据权利要求1所述的煤矿皮带智能监测系统，其特征在于：所述的现场检测子系统包括：高清摄像头、光强感应器、测距传感器、瓦斯传感器、粉尘传感器、气阀开关、警报开关、灯光开关；其中，高清摄像头与输入接口通过2
×
10DIP接口连接并传输数据，光强感应器与输入接口通过三线制电缆连接并传输数据，测距传感器与输入接口通过DB9串口电缆连接并传输数据，瓦斯传感器与输入接口通过DB9串口电缆连接并传输数据，粉尘传感器与输入接口通过DB9串口电缆连接并传输数据，气阀开关与输出接口通过两线制电缆连接并传输数据，警报开关与输出接口通过两线制电缆连接并传输数据，灯光开关与输出接口通过两线制电缆连接并传输数据，5G通讯模块与机载控制器通过RJ45电缆连接并传输数据。3.根据权利要求1所述的煤矿皮带智能监测系统，其特征在于：所述的网络传输子系统包括5G通讯基站和井下光纤环网，两者通过光纤连接并传输数据。4.根据权利要求1所述的煤矿皮带智能监测系统，其特征在于：所述的数据发布子系统包括：煤矿数据中心和数据发布平台，两者通过RJ45电缆连接并传输数据。5.一种基于权利要求1
‑
4任一项所述的煤矿皮带智能监测系统的监测方法，其特征在于：所述的监测方法包括皮带撕裂监测方法、皮带堆煤监测方法、智能补光方法、瓦斯监测方法、智能除尘方法、智能故障诊断方法。6.根据权利要求5所述的煤矿皮带智能监测系统的监测方法，其特征在于：所述的皮带撕裂监测方法包括以下步骤：(A1)由高清摄像头获取皮带底部的实时照片，记为S，其像素大小为P
Sm
×
P
Sn
；(A2)由机载控制器中读取储存的撕裂皮带模板图片，记为T，其像素大小为P
Tm
×
P
Tn
，其中P
Tm
＜P
Sm
，P
Tn
＜P
Sn
；(A3)在实时照片S中，以像素点(i,j)为左上角，取P
Tm
×
P
Tn
大小的子图，并按下式计算出该子图与模板图片的差异度R(i,j)，其中1≤i≤P
Sm
‑
P
Tm
+1,1≤j≤P
Sn
‑
P
Tn
+1：(A4)在上述差异度集合中，由下式求取最小值R
min
：R
min
＝min(R(i,j))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)(A5)由上述计算所得的R
min
，结合差异度阀值τ
r
，便可由下式得出皮带撕裂标识符F
t
。其中，τ
r
的数值根据现场情况不同取值范围在0.025
‑
0.075；当检测到皮带撕裂时F
t
为1：F
t
＝sgn(τ
r
‑
R
min
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)(A6)机载控制器将皮带撕裂监测数据通过网络传输子系统传送至数据发布子系统。7.根据权利要求5所述的煤矿皮带智能监测系统的监测方法，其特征在于：所述的皮带堆煤监测方法包括以下步骤：(B1)在t1(单位s)时刻由测距传感器获取皮带运动方向上的传感器前方障碍物距离D
t1
(单位m)；
(B2)在t2(单位s)时刻由测距传感器获取皮带运动方向上的传感器前方障碍物距离D
t2
(单位m)；(B3)由上述数据，按照下式计算出障碍物的运动速度V
b
(单位m/s)：V
b
＝(D
t2
‑
D
t1
)/(t2‑
t1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)(B4)由上述计算所得的速度V
b
，结合皮带机额定运动速度V
n
(单位m/s)与差异度阀值τ
b
，便可由下式得出皮带堆煤标识符F
b
，其中，τ
b
的数值根据现场情况不...

【专利技术属性】
技术研发人员：万宏凤，史浩，王晓峰，刘云峰，
申请(专利权)人：郑州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：