[发明专利]连续带式传送机监测系统和方法

说明书

本发明涉及连续带式传送机监测系统和方法。测量移动带的厚度的一种在线实时方法使用红外热影像技术以连续并且无创地测量橡胶覆盖区域的厚度并检测损坏。该技术解决了技术问题并实现了潜在的收益，诸如在规划传送带的维护/更换时提高效率；为囤积备用传送带提供合理化和先进的规划；提供点严重磨损的预测，以避免过早磨损或带损耗；每次更换带后生成产生磨损的历史，具有寿命预测和早期规划获取以及停止操作以进行更换；并且提供预警系统集成。

技术领域

该技术涉及监测和测量，并且更具体地涉及通过使用热(红外)成像分析执行带在线厚度测量并且使用热影像测量连续地或持续地实时确定传送带覆盖区域的厚度来连续地监测带式传送机的无创系统和方法。

背景技术

由于其安全、可靠的操作和适应性，带式传送机已被工业广泛采用。示例用途包括将原材料和/或输入物运输到生产过程。带式传送机具有很多应用，诸如采矿、冶金、制造和发电等。

与大多数机械件一样，传送带可能会磨损并最终断裂。连续损坏的传送带的过度磨损或断裂会导致相当大的经济损失。严重损坏的带可能会损坏结构平台、发动机、电机或与之相关联的设备，或者甚至会对工人造成身体伤害。

为了确保有效地使用带式传送机，可以通过测量并且验证由于操作期间的磨损导致的带厚度的减小来监测带式传送机费结构完整性。很多这样的带利用钢丝绳或织物加强，但依靠橡胶材料来保持结构完整性。通常通过使用超声波探头进行手动厚度测量来沿着带的长度定期检查橡胶覆盖层。

为了执行这种手动测量，通常有必要停止带式传送机。这种手动厚度测量经常涉及所谓的橡胶“覆盖区域”，其例如覆盖带内的内部织物或钢丝绳加强元件。目前采用的技术进行点厚度测量(例如，从在长度方向上每隔50或100米在带的横向方向上的15到18个点)。带的橡胶覆盖区域可以例如具有在12到14mm之间的标称厚度。具有最大磨损的带区域可能是带的中心，在带的中心处存在或可能存在装载累积(charge buildup)。如果定期执行这种手动测量，则通常可以在故障发生之前检测到带磨损

更详细地，图1示出了示例性钢加强橡胶传送带10的横截面视图。带10包括橡胶覆盖区域12、钢丝绳(或其它加强件)区域14和橡胶返回区域16。在目前的技术中，带10停止并且超声波感测探头18被手动放置在橡胶返回区域16的表面20上。超声波感测探头18发射高频音频脉冲，该高频音频脉冲穿过橡胶覆盖区域12，被带内的钢丝区域14反射并且返回到传感器18。感测探头18或其相关联的设备测量超声波脉冲传播延迟时间(即，通过比较脉冲发射的时间与其返回的时间)以确定覆盖区域12的厚度。较长的延迟时间指示较厚的覆盖区域12，而较短的延迟时间指示较薄的覆盖区域。基于通过不同材料的声音传播延迟的众所周知的计算可以从这些技术推导精确的厚度测量。在沿着带10间隔开的不同的点位置处重复超声波测量，以检测带覆盖区域12的最薄部分。参见例如http://www.olympus-ims.com/en/applications/thickness-testing-rubber-con veyor-belt。

如果橡胶覆盖区域12的厚度接近“零”mm厚度(即，钢丝绳14几乎暴露)，则由于所导致的较低的带拉伸强度而存在事故(例如，带断裂)的风险。经常定期进行测量以确定停止设备以进行带更换的最佳时间。更换带的最佳时间可能是在最大限度地降低断裂风险但寻求最大限度地利用资产的时间。

通常，当覆盖区域12已经磨损至1mm厚或更小的厚度时，工业更换带。移除具有2或3mm的剩余橡胶覆盖区域12的带可能意味着资产的使用不足。更换带的次数超过必要时，生产或传送线会停止更多次来更换带，从而导致生产目标和效率可能受到影响，这取决于更换何时发生。

在预测停止并且测量带和/或更换带的时间方面的改进功效和更好的测量精度可以导致降低对工业的成本影响，和其它的优点。

发明内容

本发明提供了一种用于监测传送带的系统，其包括：