[发明专利]传输机皮带损伤状况的光电一体智能检测装置

说明书

本发明公开了一种传输机皮带损伤状况的光电一体智能检测装置，主要解决现有技术不能对传输机皮带运行过程中发生的撕裂损伤情况进行实时监测的问题.其包括线形激光发生器(1)、高速工业相机(2)和测试箱(3)),线形激光发生器放于所要检测的皮带下方，激光器发出的线形激光横向照射皮带；高速工业相机位于皮带斜下方，用以捕捉皮带上线性激光的实时变化情况；测试箱控制相机并获取实时视频图像，并通过其内的专用图像处理模块对所拍图像进行处理，检测出在传输机运行过程中皮带发生的撕裂损伤情况。本发明整体装置结构简单，检测效率高,成本低，便于维护，易于工业实现,可用于冶金、高炼及煤矿工业中对传输皮带的实时检测。

技术领域

本发明属于检测仪器技术领域，特别涉及一种光电一体智能检测装置，可用于机械传动过程中皮带损伤状况的检测。

背景技术

在众多的冶金厂、高炼厂以及煤矿工业厂中，皮带传输无疑是一种较为普遍且被大量使用的货物运输方式，而且运输距离之长、所载货物之重使得皮带面临着较大的破损以及撕裂风险。而运输皮带一旦发生撕裂，将会造成巨大数量的物资损坏，带来严重的经济损失，所以必需要对损伤后的皮带做安全检测和相关维修。而传统的损伤状况检测方法过于单一和机械化，在成本、检测时间、检测精准度、实时性、可调性等诸多方面存在明显的不足和纰漏。目前国内的皮带检测以及监测系统，主要分为以下三类：

第一类是在长距离、大运输系统中用人工巡检，劳动强度大，且存在漏检的问题；

第二类是检测系统的控制部分多为人为控制的人机交互模式，容易使整个系统存在超负荷运作的情况，从而带来安全隐患；

第三类是采用机械接触式检测装置，譬如磁式传感器，压力测试装置等，此类装置一个最为致命的不足便是它们的检测是出现在事故发生之后的，不能够提前去预判皮带的运作情况，缺乏实时性，且检测设备的维修任务较为繁重，难以更换相关的参数部件，给检修人员的工作带来困难。

在上述现有技术的基础上，有关以计算机视觉为基础，通过高速工业相机获取目标图像，以完成对现实目标的数字转化，采用有效的检测算法来检测图像中的信息，进而反映实际的皮带运行状况和趋势，实现整个装置所要达到的目标功能的工作，国内已有多人做出尝试。程悦等人在“皮带撕裂的视觉检测”(《机械工程与自动化》2018年3期)一文中提出视觉辅助检测的方法来判断皮带是否有裂纹或者撕裂，从而使系统发出警报或者停止运行。该方的的思路是：为获得高质量的皮带工作面图像，使用专用照明光源对皮带工作面进行照明，使得相机视场范围内光线均匀。智能相机采集到皮带图像后，经图像处理、特征提取及BP网络判断，对皮带的表面状况进行识别。当发现有疑似裂纹时及时发出警报，提醒工作人员做进一步确认处理；当发现有皮带撕裂现象时，报警的同时应切断皮带输送机工作电源，避免事故的进一步扩大。此文中，作者使用Canny边缘检测算子来检测皮带裂纹边缘，将检测结果送入BP神经网络，由网络来分析裂纹特征，从而判断皮带的损伤状况。该方法采取视觉辅助，具有智能化。但该方法仍存在两方面的不足：一是BP网络对所采集到的图像依赖性过高，若图像采集过程中发生光源照射不均匀或整个系统发生抖动，则会对网络的评估带来不利的影响；二是在皮带运行速度过快或者过慢时，检测准确度不是很高。

陈勇波等人申请的专利“基于图像处理的皮带撕裂检测装置”(公告号CN205151047 U,公告日2016.04.13，申请日2015.08.26)公开了一种基于图像处理的皮带撕裂检测装置，该装置采用面阵相机和旋转编码器来采集完整皮带图片数据，图像处理平台通过IP地址访问面阵相机读取图片，对其进行预处理、缺陷检测、特征计算等一系列分析，最终判断皮带是否存在撕裂或其他的缺陷。该装置虽然维护方便，避免了传统的传感器检测误检率高等问题，但若要使相机扫描完全匹配皮带运行速度，无疑会增加系统结构的复杂度；同时由于该装置在检测算法上面没有特别突出的优化，影响检测速度和精度的提高。

发明内容