本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的输送带在线监测系统，用于输送带跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障的实时检测，包括：图像采集模块，利用线阵摄像机在线采集输送带运行的图像信息；图像传输模块，用于将图像采集模块采集的输送带图像通过以太网络传输到计算机；图像处理模块，用于实时处理传输到计算机的输送带图像；故障诊断与报警模块，用于识别输送带的运行状态，若诊断出跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障，及时报警；支架，用于将图像采集模块固定到输送带的合适位置。本发明专利技术所提供的监测系统可以提升输送带状态监测的水平，达到企业减人增效的目的。本发明专利技术还公开了一种包括上述监测系统的输送带在线监测方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种输送带在线监测系统和方法，具体地涉及，属于设备状态监测领域。
技术介绍
输送带是矿山、港口码头、化工、冶金、电力、水泥等众多行业带式输送机的重要部件，它已成为继轮胎之后的第二大橡胶工业产品。中国是全球第一大输送带生产与消费国， 据报道，2003-2008年的6年间中国输送带的产量复合增长率在20%以上，到2008年已达 2. 3亿平方米，占全球年输送带6-7亿平方米总市场规模的三分之一左右。工作过程中，输送带经常会出现跑偏、表面损伤和纵向撕裂等故障，不仅容易引发设备故障，造成经济损失，严重时还会造成安全事故，严重威胁企业的安全生产。以煤矿为例，据国家安全生产管理总局发布的统计数据，2004-2005年全国煤矿共发生煤炭运输提升事故1065起，死亡1142人，而据《中国煤矿事故暨专家点评集》统计，截止到1995年，全国煤矿运输提升事故死亡19871人，占煤矿事故死亡总人数的15. 06%，仅次于顶板和瓦斯事故，是煤炭系统第三大灾难事故。在安全工作领域，著名的海恩法则“每1起严重的事故背后都有四次轻微事故，有300起未遂先兆，有1000起事故隐患”和墨菲定律“只要存在发生事故的原因，事故就一定会发生”就鲜明的揭示了及早发现设备异常的重要性。经过几十年的发展已有多种输送带监测技术和方法，比如漏料检测、电磁传感器检测、超声波检测、X射线检测等方法。但是，目前常见的检测装置要么结构简单无法准确捕捉输送带故障信号，容易产生漏报、误报，要么结构复杂、价格昂贵、维护难度大，不易推广使用，X光检测还易对人体造成危害。而且，大多数方法功能单一，只针对跑偏或撕裂一种故障而设计，缺乏多种故障的综合检测能力。另外，目前的监测系统缺乏故障预测能力， 同时这些方法受限于本身的检测原理在实际应用中均存在一定的局限性。因此可以说，目前尚无一种准确、可靠的监测系统和方法，能够对输送带的跑偏、表面损伤和纵向撕裂等故障进行实时综合检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有输送带故障检测缺乏综合检测的问题，提供，用于输送带跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障的实时在线检测。本专利技术的一种基于机器视觉的输送带在线监测系统，该监测系统包括图像采集模块、图像传输模块、图像处理模块、故障诊断与报警模块和支架。图像采集模块用于在线采集输送带运行的图像信息。图像传输模块用于将图像采集模块采集的输送带图像信息通过以太网络传输到计算机。图像处理模块用于实时处理传输到计算机的输送带图像。故障诊断与报警模块用于识别输送带的运行状态，诊断出输送带运行过程出现的跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障，并及时报警。支架用于将图像采集模块固定到输送带的合适位置，以便于输送带图像的稳定采集。上述基于机器视觉的输送带在线监测系统的监测方法，该方法的原理为用线阵摄像机获取输送带运行的图像信息，通过以太网络将摄取的输送带运行图像传输到计算机，利用计算机对输送带运行图像进行处理，提取必要的故障特征信息，再根据提取的故障特征信息来诊断输送带运行过程中出现的跑偏、表面损伤、纵向撕裂故障，若发现故障，及时报警。有益效果本专利技术利用机器视觉技术监测输送带的运行状态，实现输送带跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障的综合在线无损检测。本专利技术的监测系统可以提升输送带状态监测的水平， 提高企业生产的自动化水平，实现输送带的安全可靠运行，达到企业减人增效的目的。本专利技术的方法不仅可以降低人工检测的劳动强度，提高检测效率和精度，还能够及早发现输送带出现的故障，有助于实现输送带的预知维修，及时制止故障的蔓延。附图说明图1为本专利技术的基于机器视觉的输送带在线监测系统示意图；图2为本专利技术的图像传输模块的以太网络实现方式一；图3为本专利技术的图像传输模块的以太网络实现方式二 ；图4为本专利技术的图像传输模块的以太网络实现方式三；图5为本专利技术的图像处理模块流程图；图6为本专利技术的故障诊断与报警模块流程图；图7为本专利技术的基于机器视觉的输送带在线监测方法结构框图；图8为本专利技术的跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障的诊断过程结构框图；图9为本专利技术的具体实施方式中基于机器视觉的输送带在线监测系统示意图。具体实施例方式本专利技术的基于机器视觉的输送带在线监测系统示意图如图1所示。本专利技术的基于机器视觉的输送带在线监测系统，该监测系统包括图像采集模块， 用于在线采集输送带运行的图像信息；图像传输模块，用于将图像采集模块采集的输送带图像通过以太网络传输到计算机；图像处理模块，用于实时处理传输到计算机的输送带图像；故障诊断与报警模块，用于识别输送带的运行状态，诊断出输送带运行过程出现的跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障，并及时报警；支架，用于将图像采集模块固定到输送带的合适位置。图像采集模块包括线形光源、线阵摄像机和摄像机防护罩。线形光源为线阵摄像机提供高亮光源。线阵摄像机用于采集输送带的运行图像。摄像机防护罩用于保护线阵摄像机，具有降温、加温、防雨、防雪、防尘的功能，并且对于防暴环境，还具有防暴功能。图像传输模块由以太网络来实现，以太网络的具体实现可采用但不局限于如下三种方式中的一种实现方式一，线阵摄像机与以太网卡通过网线直接连接，如图2所示；实现方式二，线阵摄像机与以太网卡分别通过网线与集线器相连，如图3所示；实现方式三，线阵摄像机与以太网卡分别通过网线与交换机相连，如图4所示。图像处理模块的流程图如图5所示，该模块包括图像预处理、图像形态学处理和图像二值化处理。故障诊断与报警模块的流程图如图6所示，该模块包括故障特征提取、故障诊断和故障报警。工作过程中，当高亮度线形光源发射的光线照射在输送带表面时产生漫反射，线阵摄像机通过线扫描感应漫反射光来摄取输送带图像，通过以太网将输送带图像信息传输到计算机，利用计算机进行图像处理，提取故障特征信号后来识别输送带的运行状态，若检测到输送带的跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障，及时报警。上述的基于机器视觉的输送带在线监测系统的监测方法结构图如图7所示。该方法具体包括如下步骤步骤1，对于待检测的输送带，利用线阵摄像机采集该输送带运行的图像信息。对于输送带某一个位置的监测，线阵摄像机可以是一台，也可以是多台。若采用多台线阵摄像机沿输送带宽度方向并排放置，需要一个控制器来控制这些线阵摄像机同步工作。步骤2，通过以太网络将步骤1的输送带图像信息传输至计算机。为了有效传输大容量的图像信息，需要配置相应性能的以太网卡。以太网卡需要根据每秒钟所传输的图像数据量来选择。步骤3，在步骤2的基础上，利用计算机对输送带图像进行处理，经过图像处理后， 输送带图像变为了二值图像。图像处理过程包括图像预处理、图像形态学处理、图像二值化处理。图像预处理方法可以是几何处理、图像平滑、图像锐化、图像滤波和直方图增强的一种或多种方法组合使用。步骤4，在步骤3的基础上，提取输送带故障特征信息进行故障诊断，若发现故障， 及时报警。输送带的跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障的诊断过程结构框图如图8所示。对于跑偏故障，需要首先识别输送带的边缘，然后根据输送带边缘来提取跑偏特征信息，根据提取的跑偏特征信息来判断输送带是否跑偏，若出现跑偏故障，就进行跑偏报警。对于表面损伤故障，首先对表面损伤进行定位与标示，然后提取表面损伤特征，再根据表面损伤特征信息来判断是否出现表面损伤，若本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于机器视觉的输送带在线监测系统，其特征在于：该监测系统包括：图像采集模块，用于在线采集输送带运行的图像信息；图像传输模块，用于将图像采集模块采集的输送带图像信息通过以太网络传输到计算机；图像处理模块，用于实时处理传输到计算机的输送带图像；故障诊断与报警模块，用于识别输送带的运行状态，诊断出输送带运行过程出现的跑偏、表面损伤和纵向撕裂故障，并及时报警；支架，用于将图像采集模块固定到输送带的合适位置，以便于输送带图像的稳定采集。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苗长云，杨彦利，李现国，李杰，仲为亮，曲敏晶，
申请(专利权)人：天津工业大学，天津市恒一机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：12
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