[发明专利]一种输送带纵向撕裂视觉检测与预警的系统及应用方法

说明书

技术领域

一种输送带纵向撕裂视觉检测与预警的系统及应用方法，属于煤矿设备在线测试技术领域。是一种利用红外视觉传感器系统与基于ARM架构的嵌入式系统平台结合的方式进行检测，精确对输送带正在进行的纵向撕裂故障与隐含的危险源判断，从两个层面对输送带进行检测与预警，保证输送带安全作业的系统及应用方法的技术方案。

背景技术

在煤矿企业生产过程中，输送带纵向撕裂是带式输送机三大灾害之一，输送带作为输送机的重要组成部分，其费用约占整个输送机成本40%。然而，由于输送带长期运转及各种意外因素，输送带事故时有发生，其中纵向撕裂事故输送带事故的70%以上，如不能及时发现输纵向撕裂事故并停住输送带，就会使输送带持续损坏，价值数万元甚至上百万元的输送带在几分钟内就会全部毁坏，造成巨大经济损失，严重时还会毁坏机架、减速器、电动机等相关设备，甚至人员伤亡。纵向撕裂事故中，危险源又是其产生的主要原因，因此能及时发现危险源（金属、矸石等）可以有效避免纵撕事故的发生。

目前国内外输送带纵向撕裂检测方法很多，有输送机异常电流检测法，导电体嵌入皮带检测法，托辊受力异常检测法，无线发射传感检测法。但这些检测方法存在以下问题：检测方法不成熟，实时性差，中间环节多，造价高；采用机械装置动作可靠性低，误动作次数太多，无法正常组织生产。对于危险源的检测几乎没有，目前对于危险源的处理比较常用的为除铁器，但是除铁器无法将体型较大的铁块以及矸石等非磁性危险源吸除出来。因此亟待找到一种兼顾危险源识别与输送带纵向撕裂故障诊断的检测手段。

发明内容

本发明一种输送带纵向撕裂视觉检测与预警的系统及应用方法的目的在于：为了有效识别出运输煤料中隐藏的危险源以及正在发生的纵向撕裂故障，从而公开一种输送带纵向撕裂视觉检测及预警系统。

本发明一种输送带纵向撕裂视觉检测与预警的系统，其特征在于是一种用红外视觉传感器系统同步采集输送带下部用以检测纵向撕裂的红外图像以及输送带上部用以检测危险源的红外图像，将采集到的红外图像传输到基于ARM架构的嵌入式系统平台下，用实现安装好的红外图像处理软件对红外图像进行处理，一旦判定处理后的红外图像存在危险源或发生纵向撕裂，立即发出警报的系统，该系统包括：第一红外视觉传感器A、第二红外视觉传感器B、第三红外视觉传感器C、第四红外视觉传感器D、上防爆护罩1、下防爆护罩2、上防爆云台3、下防爆云台4、防爆控制箱5、基于ARM架构的嵌入式系统平台6、CAN总线7和支架8，第一红外视觉传感器A、第二红外视觉传感器B、第三红外视觉传感器C、第四红外视觉传感器D为相同传感器，第一红外视觉传感器A位于上防爆护罩1内通过CAN总线7与基于ARM架构的嵌入式系统平台6连接，ARM架构的嵌入式系统平台6由S3C2440、6个USB HOST、SDRAM 64MB、NAND FLASH Memory 64MB、LCD显示屏8英寸液晶屏分辨率640×480、时钟及复位电路、电机驱动模块和ADC组成，上防爆护罩1安装在上防爆云台3上，构成红外视觉传感器组件α，红外视觉传感器组件α安装于距离输送带上方1m-1.5m支架8上，由第二红外视觉传感器B、第三红外视觉传感器C和第四红外视觉传感器D按照1×3矩阵并排安装，构成红外视觉传感器阵列γ，红外视觉传感器阵列γ位于下防爆护罩2内通过CAN总线7与基于ARM架构的嵌入式系统平台6连接，下防爆护罩2安装在的下防爆云台4上，构成阵列组件β，阵列组件β安装于位于煤仓落料口处下输送带的下方沿输送带运行方向略靠后的输送带大架上，基于ARM架构的嵌入式系统平台6操作系统为Linux，内装有红外图像处理软件，安装在防爆控制箱5中，防爆控制箱5安装在巷道壁上，防爆壳体按照国家煤矿安全标准GB3836.2-2000设计，电气部分采用符合《煤矿安全规程》要求的本安型国家标准GB3836.4-2000设计，

供电系统：基于ARM架构的嵌入式系统平台：+5VDC

          四个红外视觉传感器：+12VDC

测温范围：-40℃-120℃

工作温度：-40℃-60℃

检测准确率：98%

像素：320×240

测量精度：±2℃

成像帧频：30帧/s

输送带宽度：0.6-2.4m

检测输送带运行速度：≤6m/s。

防爆标准：GB3836.2-2000    GB3836.4-2000。