煤礦鋼絲繩芯輸送帶檢測系統(tǒng)
0引言
鋼絲繩芯輸送帶在煤礦生產中承擔主要運輸任務。煤礦井下環(huán)境惡劣，煤炭運輸壓力較大，鋼絲繩芯輸送帶在日常使用過程中容易出現(xiàn)以下問題[+]：
①井下主井或大巷帶式輸送機長期處于高負荷運行狀態(tài)，在帶式輸送機轉載點、落煤點等區(qū)域容易出現(xiàn)大塊煤沖擊帶面、砸傷輸送帶接頭等問題。②如果鋼絲繩芯輸送帶硫化接頭工藝不過關，會造成輸送帶接頭因受力過大而抽動、伸長甚至斷裂。③鋼絲繩芯輸送帶運行年限過長，鋼絲繩芯受水的侵蝕而銹蝕，容易提前到達疲勞極限，造成斷帶事故，導致礦井長時間停產和嚴重的經濟損失，甚至可能造成人員傷亡。因此，對鋼絲繩芯輸送帶進行檢測對于煤礦實現(xiàn)安全、高效運輸具有重要意義。目前鋼絲繩芯輸送帶檢測技術分為四類：①人工檢測。依靠人員觸摸、觀察來檢測，存在檢測時間長、勞動強度大、容易漏檢等問題。②便攜式X光機檢測[?？汕宄吹戒摻z繩芯輸送帶內部鋼絲的情況，檢測準確度有很大提升，但需要在鋼絲繩芯輸送帶停止狀態(tài)下進行檢測，且每次檢測范圍只有半徑5~7cm的區(qū)域，時效性差，同時長時間的X光照射對人體傷害較大。③電磁式在線檢測[]。通過漏磁原理檢測缺陷，可在鋼絲繩芯輸送帶正常運行狀態(tài)下進行實時檢測，不影響正常生產，但受電磁干擾嚴重，而且電磁信號最終以模擬曲線的形式呈現(xiàn)，不能直觀、準確判斷鋼絲繩芯輸送帶缺陷，對鋼絲繩芯輸送帶斷裂判斷的準確性較差，對接頭抽動的判斷幾乎失效。④X光在線檢測[~1]?？汕逦?、直觀地觀察鋼絲繩芯輸送帶內部圖像，實現(xiàn)斷頭、抽動、銹蝕等定量檢測，但數據采集速度、準確率有待提高。
筆者研發(fā)了基于X射線的鋼絲繩芯輸送帶檢測系統(tǒng)，可及時檢測鋼絲繩芯的運行狀況，具有對輸送帶內鋼絲繩的接頭抽動、斷頭等異常情況進行高速掃描、智能分析、缺陷識別等功能，可為輸送帶維護、檢修等工作提供可靠數據支持。
1系統(tǒng)方案
1.1設計要求
為保證鋼絲繩芯輸送帶檢測數據及時、準確，鋼絲繩芯輸送帶檢測系統(tǒng)需滿足以下設計要求[-]。
（1）能在鋼繩芯輸送帶正常運行狀態(tài)下檢測鋼絲繩芯輸送帶內部斷裂、銹蝕、膠皮脫落和接頭抽動等缺陷。
（2）能夠對運行或靜止的鋼絲繩芯輸送帶進行內部透視成像，整體成像效果應該保證清晰、直觀，鋼絲繩芯輸送帶內部的微小缺陷應清晰可見。
（3）能自動對鋼絲繩芯輸送帶內部所有缺陷進行分析檢測，并分類羅列各缺陷的詳細信息，
（4）對檢測到的缺陷結果應能準確定性、定量，包括缺陷類別、大小、所在位置等信息，方便檢修人員對缺陷進行有針對性的及時維護或維修。
（5）智能化程度高，操作簡便。
（6）可實現(xiàn)遠程操作，人員無需到達設備現(xiàn)場。
1.2實現(xiàn)功能
基于X射線的鋼絲繩芯輸送帶檢測系統(tǒng)主要由主機、X射線接收箱、X射線發(fā)射箱組成，如圖1所示，其他監(jiān)
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實現(xiàn)顯示共享
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制輸出制輸入
圖1鋼絲繩芯輸送帶檢測系統(tǒng)組成鋼絲繩芯輸送帶檢測系統(tǒng)實現(xiàn)功能如下。
（1）探傷檢測。能在鋼絲繩芯輸送帶靜止或運行時，對其內部進行實時成像，并將所產生的圖像經過指定接口傳輸至遠端計算機的軟件中顯示，當鋼絲斷裂超過1.6mm或抽動超過3mm時，在顯示界面可清晰顯示。
（2）損傷定位。能對探測到的缺陷進行定位，方便檢修人員進行維修：縱向缺陷定位以離缺陷最近的接頭為基準，誤差為士500mm；橫向缺陷定位以從鋼絲繩芯輸送帶運行方向看的左側為基準，誤差為士50mm。
（3）高速采集。采用線陣采集單元、高速AD轉換電路和USB2.0高速傳輸模式等技術可實現(xiàn)實時、在線對鋼絲繩芯輸送帶進行連續(xù)透視拍照，線陣采集單元可實現(xiàn)對X射線能量的快速響應，大大減少了傳感器感光時間：高速AD轉換電路實現(xiàn)對傳感器模擬信號的快速數模轉換；USB2.0高速傳輸模式可實現(xiàn)480Mbit/s的傳輸速率。
（4）數據處理。具有原始數據存檔、長期保存，歷史數據回看，圖像輸出等功能。
（5）運程控制?？赏ㄟ^上位機軟件中的開/關總電源按鈕實現(xiàn)對系統(tǒng)電源的通斷控制；可通過開/
關射線源按鈕實現(xiàn)對射線源的開關控制；可通過開啟采集實現(xiàn)X射線接收箱啟動功能.
（6）缺陷識別.可對所存儲的鋼絲繩芯輸送帶圖像進行自動識別，并對圖像中斷頭、接頭抽動及其他異常狀態(tài)進行自動識別。
（7）自動報警，按照鋼絲繩芯輸送帶實際運行時的張力，考慮安全系數后，軟件自動設置報警界限，當鋼絲繩芯輸送帶強度低于報警界限，自動實現(xiàn)聲光報警。
（8）圖文報告.檢測完成后，只需點擊“報告按鈕”，軟件會自動將檢測過程中識別的缺陷圖像、缺陷位置、缺陷大小等信息自動排序，并自動生成圖文報告。
2系統(tǒng)應用
在神東煤炭集團大柳塔煤礦活雞兔井主井運輸膠帶安裝使用鋼絲繩芯輸送帶檢測系統(tǒng)，鋼絲繩芯輸送帶長度為3500m、寬度為1.6m、運行速度為
4.5m/s。鋼絲繩芯輸送帶檢測設備連接如圖2所示。
3結語
3結語
采用鋼絲繩牽引智能巡檢機器人代替巡檢工定時定點巡檢帶式輸送機，真正實現(xiàn)可靠的帶式輸送機無人值守，降低了人員勞動強度，具有故障智能判斷、隱患預警等功能，實現(xiàn)了帶式輸送機安全、穩(wěn)定、高效運行，降低了煤礦企業(yè)運營成本，為煤礦智能化、無人化發(fā)展奠定了堅實基礎。
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