[發明專利]傳輸機皮帶損傷狀況的光電一體智能檢測裝置

在審

• 申請號: 202010513740.0
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111591716A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 王琳;楊恒;成孝孝;張坤;陳大秀;張興國;席國博
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: B65G43/02
• 分類號: B65G43/02
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

本發明公開了一種傳輸機皮帶損傷狀況的光電一體智能檢測裝置，主要解決現有技術不能對傳輸機皮帶運行過程中發生的撕裂損傷情況進行實時監測的問題.其包括線形激光發生器(1)、高速工業相機(2)和測試箱(3)),線形激光發生器放于所要檢測的皮帶下方，激光器發出的線形激光橫向照射皮帶；高速工業相機位于皮帶斜下方，用以捕捉皮帶上線性激光的實時變化情況；測試箱控制相機并獲取實時視頻圖像，并通過其內的專用圖像處理模塊對所拍圖像進行處理，檢測出在傳輸機運行過程中皮帶發生的撕裂損傷情況。本發明整體裝置結構簡單，檢測效率高,成本低，便于維護，易于工業實現,可用于冶金、高煉及煤礦工業中對傳輸皮帶的實時檢測。

技術領域

本發明屬于檢測儀器技術領域，特別涉及一種光電一體智能檢測裝置，可用于機械傳動過程中皮帶損傷狀況的檢測。

背景技術

在眾多的冶金廠、高煉廠以及煤礦工業廠中，皮帶傳輸無疑是一種較為普遍且被大量使用的貨物運輸方式，而且運輸距離之長、所載貨物之重使得皮帶面臨著較大的破損以及撕裂風險。而運輸皮帶一旦發生撕裂，將會造成巨大數量的物資損壞，帶來嚴重的經濟損失，所以必需要對損傷后的皮帶做安全檢測和相關維修。而傳統的損傷狀況檢測方法過于單一和機械化，在成本、檢測時間、檢測精準度、實時性、可調性等諸多方面存在明顯的不足和紕漏。目前國內的皮帶檢測以及監測系統，主要分為以下三類：

第一類是在長距離、大運輸系統中用人工巡檢，勞動強度大，且存在漏檢的問題；

第二類是檢測系統的控制部分多為人為控制的人機交互模式，容易使整個系統存在超負荷運作的情況，從而帶來安全隱患；

第三類是采用機械接觸式檢測裝置，譬如磁式傳感器，壓力測試裝置等，此類裝置一個最為致命的不足便是它們的檢測是出現在事故發生之后的，不能夠提前去預判皮帶的運作情況，缺乏實時性，且檢測設備的維修任務較為繁重，難以更換相關的參數部件，給檢修人員的工作帶來困難。

在上述現有技術的基礎上，有關以計算機視覺為基礎，通過高速工業相機獲取目標圖像，以完成對現實目標的數字轉化，采用有效的檢測算法來檢測圖像中的信息，進而反映實際的皮帶運行狀況和趨勢，實現整個裝置所要達到的目標功能的工作，國內已有多人做出嘗試。程悅等人在“皮帶撕裂的視覺檢測”(《機械工程與自動化》2018年3期)一文中提出視覺輔助檢測的方法來判斷皮帶是否有裂紋或者撕裂，從而使系統發出警報或者停止運行。該方的的思路是：為獲得高質量的皮帶工作面圖像，使用專用照明光源對皮帶工作面進行照明，使得相機視場范圍內光線均勻。智能相機采集到皮帶圖像后，經圖像處理、特征提取及BP網絡判斷，對皮帶的表面狀況進行識別。當發現有疑似裂紋時及時發出警報，提醒工作人員做進一步確認處理；當發現有皮帶撕裂現象時，報警的同時應切斷皮帶輸送機工作電源，避免事故的進一步擴大。此文中，作者使用Canny邊緣檢測算子來檢測皮帶裂紋邊緣，將檢測結果送入BP神經網絡，由網絡來分析裂紋特征，從而判斷皮帶的損傷狀況。該方法采取視覺輔助，具有智能化。但該方法仍存在兩方面的不足：一是BP網絡對所采集到的圖像依賴性過高，若圖像采集過程中發生光源照射不均勻或整個系統發生抖動，則會對網絡的評估帶來不利的影響；二是在皮帶運行速度過快或者過慢時，檢測準確度不是很高。

陳勇波等人申請的專利“基于圖像處理的皮帶撕裂檢測裝置”(公告號CN205151047 U,公告日2016.04.13，申請日2015.08.26)公開了一種基于圖像處理的皮帶撕裂檢測裝置，該裝置采用面陣相機和旋轉編碼器來采集完整皮帶圖片數據，圖像處理平臺通過IP地址訪問面陣相機讀取圖片，對其進行預處理、缺陷檢測、特征計算等一系列分析，最終判斷皮帶是否存在撕裂或其他的缺陷。該裝置雖然維護方便，避免了傳統的傳感器檢測誤檢率高等問題，但若要使相機掃描完全匹配皮帶運行速度，無疑會增加系統結構的復雜度；同時由于該裝置在檢測算法上面沒有特別突出的優化，影響檢測速度和精度的提高。

發明內容