[发明专利]皮带垂度检测方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测皮带运行状态的方法，特别是一种能定量检测皮带下垂程度的方法，本发明还涉及运用该方法的实用检测装置。

背景技术

由于皮带秤的输送带(通称皮带)是由橡胶、塑料等非刚性材料制成的，输送机皮带托辊又有一定的间距，故而皮带会因其自重及所输送物料的重力作用发生下垂；从而使原本用于张紧皮带的切向张力分解出与皮带秤所称量物料的重力同向的法向分力，于是对计量形成干扰。同时皮带的张力在皮带秤的不同位置和不同工作时段会随机变化，因此无法用确定的量值来修正。如果能在线测得皮带的垂度，就有可能推算出皮带张力的分力大小，从而对皮带秤进行实时补偿。

本发明申请人曾以“带下沉量、下垂量、垂度、弛度、矢高，droop、sag、sagitta、sagittarius、deflection、slack、prolapse、prolapsus、ptosis”等作为关键词，多次对中国专利库与包括美、英、法、德、瑞士、俄、欧专、日、PCT组织等外国专利库进行了检索，直到本申请文件完成时还未查到有已公开的相关技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能对皮带秤输送带的垂度在线定量实时检测的装置。据现场实测经验数据，皮带秤输送带从空载到满载时的下垂量变化范围一般在3～50mm，预期的测量分辨力须达到0.1mm或更高精度。考虑到检测过程中任何接触皮带的测量方法都可能影响到皮带秤的准确计量，又考虑到非接触方式中的电涡流位移测量法的线性度一般较低，且要求被测对象为不导磁的导体，不适用于皮带；而电容位移测量法的精度虽高但量程一般小于1mm，不能满足皮带下垂量的变化范围；为了解决该技术问题，本发明人采用了如下的技术方案：

本发明所述皮带垂度检测方法，系一种基于激光反射与接收的非接触式检测方法；其特征在于包括下列步骤：(一)位于靠近输送机进程皮带垂度最大处的下方设置激光发生器与接收器；(二)激光光束由下而上投向进程皮带的非受料面形成光斑，皮带垂度变化时，光斑跟激光发生器与接收器的距离也发生改变，测到的光信号强度也随之不同；(三)激光接收器将获得的信息通往有电脑支持的数据处理和分析系统求得垂度。

本发明所述皮带垂度检测装置，包括下位机、上位机和通讯网络，其下位机由现场信号发生与采集模块、数据处理模块组成，负责测量皮带低于基准线的距离并将数据发送至串口，其上位机由数据分析模块、数据显示模块组成，使处理数据与标准值进行相减计算皮带垂度，通讯模块将下位机和上位机相互连接为数据传输网络；其特征在于：所述信号发生与采集模块包含一个或几个激光光源与激光捕捉器，放在现场输送机相邻两托辊之间中部，位于皮带非受料面的下方，与输送带不接触；所述激光捕捉器对于所述激光光源在输送带非受料面上投射出的光斑予以采集，所测量到的皮带最低点与预设基准线的距离为皮带垂度量值信号。

若以沿皮带输送机纵梁的方向为Y轴，沿横梁的方向为X轴，Z轴垂直于坐标平面XOY；皮带运行时沿Y轴方向前进，跑偏则反映在X轴方向，而下垂量表现在Z轴方向。从理论上讲，皮带的最大下垂量发生在相邻两组托辊间的投影面中心下，因而激光发生与捕捉器一般宜安置在此处(参见图2)，激光发生与捕捉器的安装支架上设有丝杆，可在Z轴方向调节激光发生与捕捉器的高低；由于皮带在运行中会发生跑偏，所输送物料的重心也可能未均匀分布在皮带中线的两侧，如果沿X轴同时安装若干个激光发生与捕捉器(参见图3)，比较各激光捕捉器采集到的信号，可以在一定程度上弥补前一种方式的不足；倘若把激光发生与捕捉器安装在沿X轴方向的导轨上(参见图4)，使其能够在步进电机的驱动下来回移动，并且不断的采集与皮带非受料面之间的距离信号，就可能在一定的测量时间内，通过测量多组数据求出最低点；进一步考虑到惯性的作用，皮带及其所输送物料的重心沿Y轴方向也会偏离相邻托辊组的间距中央，因此还可以再增加一根Y轴方向的导轨(参见图5)，从而将最大下垂量位置纳入到检测区域之中。以上四种方案各有所长，可以根据检测要求和现场情况选用；其中，方案一最为简单可靠，但检测到的垂度很可能不是最大值；方案四能检测到垂度的最大值，但机构较为复杂。