基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置及方法。该装置包括：多个金属探测模组，等间距的排布在运输煤流的上层传输皮带的下方，用于采集不同位置的磁场信号；编码器，与金属探测模组连接，用于在设定时间间隔内控制金属探测模组采集不同位置的磁场信号；智能分析终端根据磁场信号对异物进行检测和定位；语音报警器与智能分析终端连接，用于当检测到异物时进行报警。本发明专利技术通过在皮带下方安装金属异物探测模组实时检测感应磁场的大小和变化，当皮带运输煤流中出现金属异物时，磁场会发生异常波形变化，通过算法的转换和变化，排除传送带自身缺陷干扰和连接部分干扰，最终实现金属异物的检测和定位。最终实现金属异物的检测和定位。最终实现金属异物的检测和定位。

【技术实现步骤摘要】
基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及探测
，特别是涉及一种基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置及方法。

技术介绍

[0002]在运输煤的过程中，输送带上的锚杆、铁丝、工字钢等铁磁性金属异物会随煤块一起通过输送带进行传输，很有可能会对输送带造成不同程度的划裂或划伤，严重时会影响生产，造成重大损失。
[0003]现有相关的检测技术装备主要还是集中在无线电法、电磁法、X射线和视频图像AI检测方法。这些方法由于检测灵敏度低、检测速度慢、使用场景受限，受煤泥、水雾影响较大和对人体造成伤害等诸多方面的原因，安全性、精准度存在一定的局限。
[0004]因此针对矿井本身的复杂环境，急需要一种不受水雾、煤泥、煤尘影响的高可靠的金属异物监测装置。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置及方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置，包括：
[0008]多个金属探测模组，等间距的排布在运输煤流的上层传输皮带的下方，用于采集不同位置的磁场信号；
[0009]编码器，与所述金属探测模组连接，用于在设定时间间隔内控制所述金属探测模组采集不同位置的磁场信号；
[0010]智能分析终端，通过以太网与所述金属探测模组连接，用于根据所述磁场信号对异物进行检测和定位；
[0011]语音报警器，与所述智能分析终端连接，用于当检测到异物时进行报警。
[0012]可选地，所述金属探测模组由多个GMI磁传感器阵列组成。
[0013]可选地，所述矿用输送带异物监测装置还包括：
[0014]直流稳压电源，分别与所述金属探测模组、所述智能分析终端以及所述语音报警器连接，用于为所述金属探测模组、所述智能分析终端以及所述语音报警器供电。
[0015]本专利技术还提供了一种基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测方法，包括：
[0016]通过多个金属探测模组采集不同位置的磁场信号；多个所述金属探测模组等间距的排布在运输煤流的上层传输皮带的下方；所述金属探测模组由多个GMI磁传感器阵列组成；
[0017]对于每个所述金属探测模组，计算所述磁场信号的最大峰值和第一信噪比；
[0018]基于所述最大峰值和所述第一信噪比，判断是否存在目标信号；所述目标信号包
括缺陷干扰信号、皮带连接部分干扰信号以及异物信号；
[0019]当判断结果表示存在目标信号时，排除所述缺陷干扰信号和所述皮带连接部分干扰信号，确定异物的存在和位置。
[0020]可选地，在通过多个金属探测模组采集不同位置的磁场信号之后，还包括：对所述磁场信号进行预处理。
[0021]可选地，基于所述最大峰值和所述第一信噪比，判断是否存在目标信号，具体包括：
[0022]将所述最大峰值与所述峰值阈值进行比较；
[0023]将所述第一信噪比与第一信噪比阈值进行比较；
[0024]当所述最大峰值大于所述峰值阈值以及所述第一信噪比大于所述第一信噪比阈值时，确定存在目标信号。
[0025]可选地，排除所述缺陷干扰信号和所述皮带连接部分干扰信号，确定异物的存在和位置，具体包括：
[0026]统计所述磁场信号的峰值大于所述峰值阈值的个数；
[0027]当所述个数与所述GMI磁传感器的个数相同或者数量差值小于个数阈值时，确定所述目标信号为皮带连接部分干扰信号；否则确定目标信号为异物信号或缺陷干扰信号；
[0028]当所述磁场信号的幅值的波动幅度小于波动预设范围时，确定所述目标信号为缺陷干扰信号；
[0029]对幅值波动幅度大于预设范围的磁场信号进行小波变换后计算第二信噪比；
[0030]当所述第二信噪比小于第二信噪比阈值时确定所述目标信号为缺陷干扰信号；
[0031]当所述第二信噪比大于或等于所述第二信噪比阈值时，统计所述磁场信号首尾跳变点的点数；
[0032]当所述点数小于点数阈值时，确定所述目标信号为缺陷干扰信号，否则确定目标信号为异物信号；
[0033]当确定存在异物后，根据磁场信号首尾跳变点的位置确定异物的位置。
[0034]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0035]本专利技术通过在皮带下方安装金属异物探测模组实时检测感应磁场的大小和变化，当皮带运输煤流中出现金属异物时，磁场会发生异常波形变化，通过算法的转换和变化，排除传送带自身缺陷干扰和连接部分干扰，最终实现金属异物的检测和定位。本专利技术不受水雾、煤泥、煤尘影响，一旦金属异物随输送带运动时，能够精准检测并及时预警，提醒工作人员及时清除安全隐患，从而保证安全生产，将安全隐患消除在前期预防工作中。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术提供的基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置的部署图；
[0038]图2为本专利技术提供的基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测方法的流程图；
[0039]图3为一帧磁场信号的波形图；
[0040]图4为没有异物时的磁场信号波形图；
[0041]图5为有异物时的磁场信号波形图；
[0042]图6为某基底噪声波形图；
[0043]图7为基底噪声差分后波形图；
[0044]图8为缺陷干扰信号波形图；
[0045]图9为缺陷干扰信号差分后波形图；
[0046]图10为目标信号波形图；
[0047]图11为目标信号差分后波形图；
[0048]图12为无异物时的连接干扰信号整体波形图；
[0049]图13为无异物时的连接干扰信号局部放大波形图；
[0050]图14为异物信号局部波形图；
[0051]图15为异物信号小波变换后的波形图；
[0052]图16为缺陷信号局部波形图；
[0053]图17为缺陷信号小波变换后的波形图；
[0054]图18为异物信号跳变点波形图；
[0055]图19为缺陷信号跳变点波形图。
具体实施方式
[0056]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0057]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置，其特征在于，包括：多个金属探测模组，等间距的排布在运输煤流的上层传输皮带的下方，用于采集不同位置的磁场信号；编码器，与所述金属探测模组连接，用于在设定时间间隔内控制所述金属探测模组采集不同位置的磁场信号；智能分析终端，通过以太网与所述金属探测模组连接，用于根据所述磁场信号对异物进行检测和定位；语音报警器，与所述智能分析终端连接，用于当检测到异物时进行报警。2.根据权利要求1所述的基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置，其特征在于，所述金属探测模组由多个GMI磁传感器阵列组成。3.根据权利要求1所述的基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测装置，其特征在于，所述矿用输送带异物监测装置还包括：直流稳压电源，分别与所述金属探测模组、所述智能分析终端以及所述语音报警器连接，用于为所述金属探测模组、所述智能分析终端以及所述语音报警器供电。4.一种基于GMI磁传感器的矿用输送带异物监测方法，其特征在于，包括：通过多个金属探测模组采集不同位置的磁场信号；多个所述金属探测模组等间距的排布在运输煤流的上层传输皮带的下方；所述金属探测模组由多个GMI磁传感器阵列组成；对于每个所述金属探测模组，计算所述磁场信号的最大峰值和第一信噪比；基于所述最大峰值和所述第一信噪比，判断是否存在目标信号；所述目标信号包括缺陷干扰信号、皮带连接部分干扰信号以及异物信号；当判断结果表示存在目标信号时，排除所述缺陷干扰信号和所述皮带连接部分干扰信号，确定异物的存在和位置。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李铮，戴卫东，费翔，李函阳，钱阳，李定朋，刘景毅，苏光磊，李燕南，杨允峰，高秀卫，
申请(专利权)人：国创智能设备制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：