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北京凌天世纪自动化技术有限公司
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产品详细资料:-> 钢丝绳芯带式输送机检测装置
钢丝绳芯带式输送机全断面透视检测探伤装置 的详细说明:

    钢丝绳芯带式输送机,具有抗张强度高、伸长率小、体柔软、设备紧凑,使用寿命长,耐曲挠疲劳,抗冲击性能好,运输能力大,启动平稳,运行安全等优点,在长距离运输时,具有其它运输设备不可替代的优势,被广泛应用于港口、煤矿、钢厂、电厂、船厂、冶矿等各重要行业的生产中。

    随着煤矿工业的迅猛发展,综合机械化程度的提高,生产能力的增大,皮带输送机使用量也日益增加,一条龙的煤炭输送、提升系统的矿井已屡见不鲜,例如,山西某煤业集团,从80年代中期,开始大规模使用钢丝绳芯强力带式输送机,至今在籍已有皮带输送机792部,运输长度52万m,随着开拓的延深,皮带输送机还在不断增加,已成为煤炭运输不可替代的设备。

    然而,随着皮带运输机使用量的不断增加,运输皮带断裂事故,对煤矿也造成了极其严重的负面影响,直接影响生产与人身安全。 大同煤业集团,从1989年至1995年,发生7 次皮带断带事故,共影响生产400h,影响产量达30万t,不仅影响生产和效益,还严重地破坏了其它生产用的重要设备。

    据不完全统计,平煤集团自1992年到目前,共发生断带事故24起。

1994年5月20日和7月31日,山东省七五煤矿连续2次发生断带事故,每次均造成直接经济损失约9.8万元,间接损失达250余万元。

    2003年7月22日,华亭煤业集团公司砚北煤矿主井输送带发生断带事故,造成停产,整整用了lO天处理事故。

    皮带输送机使用环境恶劣,经常处于腐蚀、磨损、日晒水淋等环境中,给皮带机的安全使用带来极大的隐患,如何预防钢丝绳芯强力运输带的断裂,已经成为保证煤炭生产的重要课题,由于没有完备的检测手段,只能凭经验检测,正确率和精确度很差,往往会造成超期使用或超前更换,据统计,更换下来的强力皮带有70%仅有很少强度损耗。因此,研究开发钢丝绳芯强力皮带机检测技术,既确保皮带机的安全使用,又能减少因过早报废而造成的浪费,是具有极重要的经济价值的。 

一、钢丝绳芯强力皮带机无损检测技术

    强力输送带内部钢丝绳芯无损检测,理论上探讨过很多方法,包括超声波、声发射、电涡流、射线、光学及磁检测法等,只有磁检测法得到实践和推广;其它方法,或因检测信号易受干扰,检测结果难以记录;或因设备费用太高,检测局限性太大,均未推广应用,目前主要采用下列几种方法:

㈠ 人工探伤
    所谓人工探伤,就是现场机电维修人员用眼睛直接观察皮带外形,看是否有鼓泡,在皮带接头处刻上记号,每天用钢尺测量,判断皮带接头有否伸长,再辅助使用X光照相的方法,对皮带的坏损进行检测, 一般皮带机的长度为 1000~5000 m 左右,此方法,操作繁琐,测量周期长,只能在可疑部位局部实现重点检测,人身安全保障差。

㈡ 超声波、红外线探伤
    在国外,如德国、澳大利亚、原苏联、英国和美国等采用过超声波探伤、红外线探伤等,但都不成熟。

㈢ X--射线在增强屏上成像

    德国技术监测服务公司利用X射线照射在增强屏上成像,用摄像机、电视记录仪、电视监视器等组成一个系统,实时观察带内钢丝绳芯的图像,由于增强屏屏幕尺寸小,每次也只能观察到皮带横截面的局部图像,由于没有微机处理图像功能效果不理想,而且价格昂贵,国内某煤矿想从国外购置这类装置,开发费用报价80万美元。“德国技术监测服务公司”就该技术已经申报了专利。中国矿大(北京)1993年就这项技术完成了前期研制,但只能用于0.6m/s带速的皮带输送机。

㈣ 电磁感应探伤
    澳大利亚学者A?哈里森首先采用电磁感应原理,研制出“CBM强力输送带钢绳芯探伤装置”。而后各国都有类似设备出现,国内各科研院所,如:中科院力学所、煤科总院抚顺分院、中国矿大(徐州)、原阜新矿院、原山西矿院等单位,也都研制出类似的探伤装置。

    电磁感应就是弱磁检测技术,采用漏交联谐振放大器或叫漏磁放大器对钢丝绳芯上剩磁信号进行检测,但由于钢丝绳中剩磁随时间变化很大,稳定的剩磁是很小的,如此小的剩磁,很容易被其它钢丝所屏蔽和磁短路,又很容易受到周围磁场的影响,此种情况下检测到的剩磁强度、剩磁分布,能否反映钢丝绳的缺陷程度?检测仪器的基础:①必须基于成熟的传感技术。②必须有可靠的理论为依据,再智能化也不可能解决原理带来的先天不足,智能化只是让操作使用更方便,减少人为因素而已。

    另外该方法不能全面直观地看到皮带内钢丝绳芯的图像,只能测试出几条曲线(类似心电图),对皮带接头伸长错位检测效果不佳,不能对胶带内部钢丝绳芯状况进行全面直观地了解,不能对胶带接头伸长定量计算,不直观。  

二、钢丝绳芯输送带全断面透视监测探伤装置

    采用X-射线透视及计算机图形处理技术,对钢丝绳芯透视成像,再通过计算机图形技术:识别、判断、鉴别分析透视图形,对钢丝绳芯强力皮带机进行检测,不能不说是一种可行、可靠,信息量丰富的方法。该检测方法有充实的基础理论为依据,可直接移植的成熟技术非常丰富,被广泛应用于医疗、安检、质检、交通、环境保护等领域。 

    中国矿业大学(北京),研制的“钢丝绳芯输送机皮带横向X-射线透视探伤监测装置”,通过专家鉴定。鉴定意见:“在钢丝绳芯强力输送带的维护、安全监测与质量检测等技术领域取得了重大突破;实用性强,具有极大的经济和社会效益。”为了更好地提高稳定性与可靠性,达到经济实用的目的,结合我国国情,引进国际先进水准,技术含量高的x-射线采集板卡等关键部件,消化吸收及二次开发,研制成功具有先进水平的 “钢丝绳夹芯输送带横向断裂透视探伤监测装置”,解决了钢丝绳芯在线定量检测的技术难题。

㈠ X-射线透视探伤监测装置硬件
    钢丝绳夹芯输送带横向断裂透视探伤监测装置原理,如图(1) 所示,当X射线通过强力输送胶带,照射到X光射线的接收板上(简称板(1)),板(1)上有晶体覆盖着的一维光电二极管阵列 S3804,将胶带内钢丝绳芯的X射线透视映射图像,转换为电流信号,经过放大和采集,形成离散的模拟象素信号,送到图像象素控制板(简称板(2)),板(2)的A/D转换器件,将模拟量信号转换为16位(bit)数字信号,送到象素采集接口板(简称板(3)),板(3)把数字图像信号上传, 完成钢丝绳透视图像,按帧幅上传计算机的传输工作;计算机检测部分:实现对输入信号的采集、分析、处理、输出,并得到相应的结果;透视检测的过程实时、直观、准确、快速,可随机采集一帧图像存入微机,以供再现分析计算,对故障超标进行声响报警和信息提示。
图(2)为使用钢丝绳夹芯输送带横向断裂透视探伤监测装置,检测的输送带钢丝绳芯的图像。  

探测部分 

  计算机系统

图(1) 钢丝绳芯输送带全断面透视监测探伤装置的结构原理

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 (合格的钢丝绳芯)

(白色空白处为被锈腐断裂的钢丝绳) (输送带中钢丝绳芯接头不合格) 
图(2) 钢丝绳芯输送带全断面透视监测探伤装置的结果图像

㈡ X-射线透视探伤监测装置操作软件
    Microsoft公司推出的Visual C++开发程序包,有着运行速度快、可移植能力强等特点,提供了丰富的图像处理的函数。X-射线透视探伤监测装置系统操作软件,运行于windows98、windows NT、windows2000、 windowsXP等系列操作平台上,软件由用户窗口、检测图像窗口和信息管理窗口等组成。软件的操作界面友好,操作方式简单,运行状况稳定可靠。

    操作软件用VC++6.0开发的,主要由两个后台模块(XdasOptModule)、(ImageCalculateModule),一个前台用户操作模块(UserOptModule)组成: 

①底层硬件驱动(XdasOptModule)模块:采集图像,形成数据文件操作。
②用户界面(UserOptModule)模块:装置操作,图像数据库操作。
③图形识别(ImageCalculateModule)模块:用于计算机图像识别、整形、比较及显示,打印输出。

    三个功能模块的逻辑关系,如图(3),用户界面 (UserOptModule) 的主要作用,操作者通过点击Menu上的命令条,调用(XdasOptModule)模块功能,操作驱动XDAS采集X-Ray板卡功能,达到采集X射线穿透皮带的透视图像;通过点击Menu上的命令条,调用 (ImageCalculateModule) 模块进行输出、识别、计算皮带参数;因此,用户界面 (UserOptModule)模块是前台程序,而底层硬件驱动模块(XdasOptModule),及图象识别、整形、比较及显示(ImageCalculateModule)模块是后台程序。 

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图(3)软件功能逻辑结构图 

㈢ 钢丝绳芯输送带全断面透视监测探伤装置的技术指标 

①输送机胶带宽度 800~2000mm,带速0?10m/s。
②对接头抽动及钢丝绳断头损伤判断准确率达90%以上,横向定位距离误差小于50mm,可判断接头距离小于10mm。
③随机存储以帧为单位的图像,可事后再现,数倍放大、漫游、计算。
④对皮带图象进行强度计算,当钢丝绳芯坏损或锈蚀强度降低到原带的10%以上报警,由屏幕再现或打印输出。
⑤可对皮带接头图像进行伸长计算,伸长大于10mm时,进行报警,可由屏幕再现或打印输出。
⑥透视图像的传输距离在100m内,采用多芯电缆;距离在5km以内,采用光纤无中继远程传输。
⑦装置总功耗小于2kVA。
⑧使用寿命:取决于X射线管的寿命,一般为800h以上,按10?计损,其使用为720h;如检测一次需两小时计,每周检测一次,每年检测54次,故可使用6年以上,X射线管失效后,更换X射线管,即可继续使用。
⑨X-射线源的漏泄剂量,大大低于国家标准允许的范围内,探测器周围5cm,漏泄剂量小于0.5mR/h,而且操作人员在远离X射线10m以外作业。  

三、钢丝绳芯输送带全断面透视监测探伤装置的关键技术 

⑴性能优越的X-射线线性扫描模块化板卡
型号:XDAS-40:选用英国性能可靠稳定,超大规模集成设计,将模拟信号采集、运放、模/数转换及数据暂存为一体,速度快,精度高,可将多块板卡集成智能控制,共同使用,在无损检测领域是非常成熟的国际化品牌,在中国安全检查,食品卫生,厚度测量,骨密度仪领域已经得到成功应用。

⑵实用的图形识别(ImageCalculateModule)模块
装置的图形识别程序模块,在借鉴其它领域成熟的图形处理技术基础上,用VC++6.0语言开发的图像识别、整形、比较及打印程序包。计算机图形处理技术已成为信号处理、通信系统、模式识别、机器人视觉、机电一体化、遥感与军事侦察、农业工程、生物医学工程等研究的主攻对象。

⑶检测过程中的磁条定位
利用计算机磁条码识别技术,将初始位置的某一接头,贴上磁条码,在检测过程中,就可以用计算机识别,当贴磁条码的接头经过时,此接头为1号接头,其后接头为2号、3号…n号。 

四、系统成套性:
该系统为非防爆型,本地计算机控制的钢丝绳芯输送带横向断裂透视探伤监测装置;不包括通讯系统;为单机装置的配置,如表(1) 
表(1) 钢丝绳芯输送带全断面透视监测探伤装置

组件名称

序号

产品名称

产品型号

数量

X射线发生与发射部分

1

X射线发生器

T-140/1

1

2

X光发射源控制箱

29寸标准机箱

1

3

供电电源

 

1

X射线接收、采集与传输部分

4

X射线线性扫描采集卡

XDAS-40

6

5

RS485-TTL电平转化卡

XDAS-485-TTL

1

6

X射线模块卡电源线

LINXPOWER10M

10M

7

X射线线性扫描采集卡联接电缆

SCSI-2 10M/10

10M

8

防X射线铅装配壳

 

1

透视计算机图象处理、显示输出部分

9

计算机CPU2.0G/内存512M/硬盘40G

便携式/嵌入触

摸屏式

1

10

并行高速数据I/O卡

PCI-7300A

1

11

软件开发费

XDAS V3.0

 

外壳体

12

外壳、集成安装调试

 

 

测速识别

13

识别磁条和读码器,测速传感器

HQSD-A

1

 

14

运输费、现场安装费

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 

 

    

 

 

 



 

 


 

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