本发明专利技术具体涉及一种应用于管状带式输送机的矩阵式金属探测方法及装置，方法的步骤如下：皮带运行，上矩阵金属检测器检测到金属异物后将信号和编码器记载的数据传递给金属检测控制器进行滤波处理，然后传送到主控制器进行长度、位置、角度、宽度计算，判断其摆放位置，摆放状态能否安全通过运行段；装置包括上矩阵金属检测器和编码器，上矩阵金属检测器沿皮带长度方向设置两排上金属检测传感器，编码器与皮带的展开段连接。本发明专利技术能够准确的对金属异物是否安全通过皮带运行段进行评估，减少误报停机次数，可以有效防止过大、过长的金属异物进入皮带运行段，造成皮带损坏，延长皮带使用寿命。寿命。寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于管状带式输送机的矩阵式金属探测方法及装置
[0001]本专利技术属于金属探测识别
，具体涉及一种应用于管状带式输送机的矩阵式金属探测方法及装置。
技术介绍
[0002]管状带式输送机(管带机)是一种兼有管道输送和带式输送的新型输送机，其皮带在运行区可自行封闭成圆管状(运行段)，只在受料区与卸载区展开成平面状(展开段)，目前管状带式输送机用于输送煤炭、矿石、粮食、水泥、纸浆以及混凝土等各种块状与粉状物料。
[0003]皮带上有金属异物时，尤其是超过一定宽度的金属异物容易在运行区把皮带刺穿，造成皮带纵向大范围撕裂。为了解决这一问题，本领域技术人员使用金属检测器对皮带上的物料进行检测，但是目前的金属检测器只能检测是否有金属异物存在，不论其大小，都会发出报警，而实际上，在某些领域，允许物料中出现金属异物，只要其不会对皮带造成损伤即可，现有技术的金属检测器无法区分金属异物的大小，频繁的报警停机严重影响工作效率。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种应用于管状带式输送机的矩阵式金属探测方法及装置，其在运行段之前的展开段设置矩阵金属检测器，通过多个金属检测传感器协同检测皮带上金属异物的长度、宽和角度，判断其在进入运行段是否会造成皮带损坏刺穿，降低误报次数，提高工作效率。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：
[0006]即一种应用于管状带式输送机的矩阵式金属探测方法，其特征在于步骤如下：
[0007]1)在运行段之前的展开段由平铺向卷曲处过度的部分上方安装指向皮带的上矩阵金属检测器，上矩阵金属检测器包括多个矩阵排列的上金属检测传感器，上金属检测传感器的检测直径互不叠加干扰，在皮带上安装编码器，上矩阵金属检测器、编码器均与金属检测控制器信号连接；
[0008]2)皮带运行，上矩阵金属检测器检测到金属异物后将信号传递给金属检测控制器，同时将此刻编码器记载的数据也传递给金属检测控制器；
[0009]3)金属检测控制器对上矩阵金属检测器检测到的信号进行滤波处理；
[0010]4)经过滤波预处理的信号，传送到主控制器进行长度、位置、角度、宽度计算：
[0011]长度计算：滤波处理后的信号输入主控制器，得出金属异物信号，此时结合编码器对金属异物信号进行记录为C1，当检测不到金属异物信号后记录为C2，此时该金属异物的长度C＝C2
‑
C1，以上为一只上金属检测传感器检测到的数据，上矩阵金属检测器拥有多个上金属检测传感器，得到多组数据后，将这一数据采取中位值平均滤波法进行长度计算，方法：连续采样n个数据，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算n
‑
2个数据的算术平均值；
[0012]宽度计算：传感器检测直径记为D1，传感器之间间距记为L1，
[0013]金属异物通过x只上金属检测传感器，且上述传感器检测到金属异物的长度相同或相差不大，即金属异物完全通过x只上金属检测传感器，金属异物宽度W：
[0014]W＝(x
‑
1)*L1+x*D1
[0015]金属异物通过x只上金属检测传感器，且上述传感器检测到金属异物的长度差别较大，即金属异物的端部部分通过所在处的上金属检测传感器，金属异物端部通过所在处的上金属检测传感器时，在传感器检测圆面上所经过的弦长记为L2，半弦长为L3，传感器检测半径为R1，此时弦长L2与传感器检测圆面的交点记为A、B，圆心记为O，角BAO设为a，由以上数据求得
[0016]cos(a)＝L3/R1
[0017]sin 2
(a)＝1
‑
cos2(a)
[0018]弦心距为H1，H1＝R1* sin (a)
[0019]N1为金属异物经过传感器检测圆面的宽度部分，N1＝R1
‑
H1，同理可以求出金属异物另一端部分通过所在处上金属检测传感器的宽度部分N2、H2，
[0020]金属异物宽度W：
[0021]W＝(x
‑
1)*L1+x*D1
‑
H1
‑
H2
[0022]当金属异物只有一端部分通过所在处的上金属检测传感器时H2＝0；
[0023]角度计算：x是矩阵中一排上金属检测传感器中任意两个上金属检测传感器之间的距离，y是金属异物先后通过上述两个上金属检测传感器的距离，以x和y作为直角三角形的两个直角边，z记为上述直角三角形的斜边，z和x之间的夹角记为α，
[0024]tanα＝y/x
[0025]α＝arctanα
[0026]＝arc y/x
[0027]得到金属异物的角度α；
[0028]5)计算完长度、宽度、角度后，对金属异物的外形尺寸进行评估，以判断其摆放位置，摆放状态能否安全通过运行段，如判断不能通过，输出信号，输送机停机。
[0029]本专利技术所述的金属异物的长度为金属异物沿皮带运行方向的距离，金属异物的宽度为金属异物垂直于皮带运行方向的距离。
[0030]本专利技术的上金属检测传感器为矩阵排列，从皮带一侧向另一侧，形成多个互不干扰且检测范围覆盖整个皮带的检测区域，通过检测金属异物先后通过了哪些上金属检测传感器，即可知晓金属异物在皮带上的位置、长度、宽度和角度。
[0031]本专利技术的上金属检测传感器为涡流传感器，其本质是铜质线圈，通过被检测金属异物产生的涡流对线圈阻抗的影响得到金属异物的性状信息。
[0032]本专利技术的金属检测控制器是由stc32单片机、线圈振荡电路、检测线圈和信号反馈电路构成，功能是：检测线圈下部是否有金属异物经过，并将检测信号经过处理后传送到主控制器的装置。stc32单片机的程序写入以及与上金属检测传感器之间信号连接，均为本领域技术人员的常规技术手段。
[0033]本专利技术的主控制器是由stc32单片机、信号通讯接口、脉冲输入接口、显示面板、键输入接口和报警输出接口构成，功能是：收集各个上金属检测控制器传送过来的信号，并对
这些信号进行计算，即可以检测金属异物的长度、宽度、角度，输出报警信息。stc32单片机的程序写入以及与金属检测控制器之间信号连接，均为本领域技术人员的常规技术手段。
[0034]由于管带机形状、运行方式和传感器的安装位置所限制，加之皮带本身的震动，会导致皮带上的物体自发地向中间靠拢，金属异物一定会通过上矩阵金属检测器中间的传感器。即中间的传感器一定会检测到信号。
[0035]如果出现特殊情况，在中间传感器未检测到数据的情况下，两边的传感器检测到数据，判定为皮带上有异物，且异物已经嵌入皮带内部，此时主控制器发出报警信号，皮带停机。
[0036]通过金属异物通过了矩阵中哪些传感器，可以判断金属异物的位置。
[0037]对于金属异物是否能放行，是根据主控制器的参数设置实现的，例如设置的宽度报警为500mm，只要所过的金属异物宽度不超过500mm均放行，不报警本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于管状带式输送机的矩阵式金属探测方法，其特征在于步骤如下：1)在运行段之前的展开段由平铺向卷曲处过度的部分上方安装指向皮带的上矩阵金属检测器，上矩阵金属检测器包括多个矩阵排列的上金属检测传感器，上金属检测传感器的检测直径互不叠加干扰，在皮带上安装编码器，上矩阵金属检测器、编码器均与金属检测控制器信号连接；2)皮带运行，上矩阵金属检测器检测到金属异物后将信号传递给金属检测控制器，同时将此刻编码器记载的数据也传递给金属检测控制器；3)金属检测控制器对上矩阵金属检测器检测到的信号进行滤波处理；4)经过滤波预处理的信号，传送到主控制器进行长度、位置、角度、宽度计算：长度计算：滤波处理后的信号输入主控制器，得出金属异物信号，此时结合编码器对金属异物信号进行记录为C1，当检测不到金属异物信号后记录为C2，此时该金属异物的长度C＝C2
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C1，以上为一只上金属检测传感器检测到的数据，上矩阵金属检测器拥有多个上金属检测传感器，得到多组数据后，将这一数据采取中位值平均滤波法进行长度计算，方法：连续采样n个数据，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算n
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2个数据的算术平均值；宽度计算：传感器检测直径记为D1，传感器之间间距记为L1，金属异物通过x只上金属检测传感器，且上述传感器检测到金属异物的长度相同或相差不大，即金属异物完全通过x只上金属检测传感器，金属异物宽度W：W＝(x
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1)*L1+x*D1金属异物通过x只上金属检测传感器，且上述传感器检测到金属异物的长度差别较大，即金属异物的端部部分通过所在处的上金属检测传感器，金属异物端部通过所在处的上金属检测传感器时，在传感器检测圆面上所经过的弦长记为L2，半弦长为L3，传感器检测半径为R1，此时弦长L2与传感器检测圆面的交点记为A、B，圆心记为O，角ABO设为a，由以上数据求得cos(a)＝L3/R1sin2(a)＝1
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cos2(a)弦心距为H1，H1＝R1*sin(a)N1为金属异物经过传感器检测圆面的宽度部分，N1＝R1
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H1，同理可以求出金属异物另一端部分通过所在处上金属检测传感器的宽度部分N2、H2，金属异物宽度W：W＝(x
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘鹏程，夏圣雨，林泽宇，潘二亮，陈瑞，
申请(专利权)人：中安联合煤化有限责任公司山东华资电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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