[发明专利]皮带跑偏定量检测方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测皮带运行状态的方法，特别是一种能定量检测皮带跑偏程度的方法，本发明还涉及运用该方法的实用检测装置。

背景技术

由于种种原因，皮带秤的输送带(通称皮带)在运行过程中难免会偏离前进方向往左侧或右侧横向移动，而这种跑偏现象是增大皮带秤计量误差的重要因素之一，尤其对于高准确度等级皮带秤更不容忽视。为此，有些皮带秤设计成带有监视或纠正跑偏的装置，在跑偏量超过一定限度时采取人工或机械干预。这类装置的跑偏量通常由皮带两侧的挡边轮或行程开关来控制，挡边轮或行程开关往往与皮带之间要有较大的间隙，因此只有在跑偏量超过上述间隙时才会起作用，当跑偏程度尚不足上述间隙宽度时这类装置无法获得实际跑偏量的定量值，不便于探索跑偏量对计量误差的影响究竟存在怎样的函数关系。此外，皮带跑偏时挡边轮或行程开关频繁阻挡皮带侧边还会加速皮带的损耗，并对皮带秤称重传感器带来非预期的干扰力。

公开号为CN 101634582A、公开日2010-01-27的一项发明“用于称重给料机的皮带跑偏检测装置”，在皮带下方的某个位置安装接近开关作为皮带位置传感器，在皮带的非承载面上镶有沿皮带运行方向的两个以上相互平行的感应条，每个感应条由一块以上的感应块组成。该项发明的不足之处是镶在皮带内的感应条所含有的感应块数量受到限制，镶多了不仅工程量大，而且会影响皮带的强度；镶少了则会影响检测精度。另一项授权公告号CN 201438107U、授权公告日2010-04-14的实用新型，介绍了一种主要由红外激光发生器与CCD摄像头组成的皮带跑偏监测装置。该装置采用光学监测方式提高了对皮带跑偏量的分辨能力，但由于它的激光发生器与摄像头都安装在皮带承载面的上方，摄像头捕捉的信号是皮带的反射光，由于皮带所输送的物料表面形状复杂且随机变化，会造成反射方向的失真和不稳定，而且皮带或物料表面的反射效率欠佳，因此监测结果不可靠。

发明内容

针对现有技术的固有缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种能对皮带跑偏量定量精确检测，且不会对称重传感器带来干扰力的检测方法及相应装置。为了解决上述技术问题，本发明人采用了如下的技术方案：

本发明所述皮带跑偏定量检测方法，系一种基于光电效应的非接触式皮带跑偏量检测方法；其特征在于包括下列步骤：(一)在现场输送机进程皮带的上方设置光源；(二)在现场输送机进程皮带的下方，靠近皮带边缘的一侧(单边检测方式)或两侧(双边检测方式)设置光敏器件阵列，阵列中相邻光敏器件的列间距d不大于所需的检测分辨力(参见图1)，光敏器件阵列的总宽度不小于皮带最大允许跑偏量，单边检测方式的光敏器件阵列宽度，相当于双边检测方式中两边的光敏器件阵列宽度之和；(三)将获得的信息通往有电脑支持的数据处理和分析系统求得跑偏量。

本发明按光敏器件的工作条件可分为曝露式测量和遮覆式测量两种方式：在双边检测时，曝露式测量方式(参见图2)光敏阵列的大部分器件放在皮带的正下方被皮带所掩盖，皮带在正常位置时处于熄灭状态，当皮带任何一边跑偏时都会有部分光敏器件曝露出来被光照亮，以被照亮光敏器件的多寡反映跑偏量的大小；遮覆式测量方式(参见图3)光敏阵列的大部分器件放在皮带边缘外侧的下方，皮带在正常位置时处于点亮状态，当皮带任何一边跑偏时都会有部分光敏器件被皮带掩盖而熄灭，以熄灭光敏器件的多寡反映跑偏量的大小。在单边检测时(参见图4)，光敏阵列的器件一半放在皮带的正下方被皮带所覆盖，另一半器件放在皮带边缘外侧的下方曝露在光照下，当皮带向安装光敏器件阵列的一边跑偏时，被掩盖的光敏器件增多；当皮带背离安装光敏器件阵列的一边跑偏时，被照亮的光敏器件增多，以此可检测跑偏量的大小，并判别皮带跑偏的方向。简言之，本发明的检测原理是以曝露于光照或被皮带所掩盖的光敏器件多寡来反映跑偏量大小的。

本发明所述皮带跑偏定量检测装置，包括现场光源、下位机、上位机和通讯网络，其下位机由数据采集模块与数据处理模块组成，其上位机由数据分析模块与数据显示模块组成，通讯模块将下位机和上位机相互连接为数据传输网络；其特征在于：所述光源置于现场输送机皮带的上方，所述数据采集模块的输入级具有多个光敏器件，所述光敏器件排布成阵列，置于现场输送机皮带的下方，靠近皮带边缘的一侧或两侧。

为避免环境可见光线的干扰，光源的发光器件可采用发红外光的LED或射灯，或单独构成点光源，或与聚焦镜共同构成平行光源。两种方法相比，在平行光方法下，需要配置直径不小于预定最大跑偏量的凹面镜或凸透镜(参见图5)，成本较高；在点光源方法下，光的最大入射角较大，精度稍差，但成本较低，且容易调整。