钢丝绳芯输送带无损检测系统研究与应用

王文亚

（平煤股份一矿，河南 平顶山 467000）

改进后使用方便，灵活，省时省力保证了高强胶带机的安全运转，减少了材料消耗及资源浪费，减少了皮带持续损伤，给胶带机安全运转工作创下了良好的条件，确保了我矿出煤系统安全运转,又保证了安全。

一、检测系统的介绍

该设备针对钢丝绳芯输送带难以全面实时监测的难题，研究了将钢丝绳芯输送带在任何工况状态下的内部结构，以X光照片的形式实时上传至计算机，经过专用的软件分析，对输送带内钢丝绳的断头、接头状况及输送带强度进行准确判断方面取得了实破和技术创新。

二、当前存在问题

我矿的高强皮带机大多都采用钢丝绳芯输送带，钢丝绳芯输送带的日常检查维护十分重要，钢丝绳的完好决定着我们高强皮带的安全运转，而我们通常采用的是SMKX-YT便携式钢丝绳芯皮带检测仪检测钢丝绳芯输送带钢丝绳的完好情况，此设备具有一定的局限性，不能实时监测，而且不能全面的监测检查整部高强皮带带况，特别是高强皮带在运转过程中如果发生特殊情况不能及时的发现，容易造成安全隐患，发生撕带、断带事故。经过分析对比，决定采用矿用钢丝绳芯输送带无损检测系统来检测钢丝绳芯输送带的完好情况。

三、改进思路

主要科技创新之一：研究了钢丝绳芯输送带无损检测系统的远程操作、实时显示、全息储存、自动识别、录像回放、缺陷定位、高倍放大、精确测距、强度计算、自动报警、图文报告、无人值守等技术，增加钢丝绳芯输送带全面监测检查的全面性。

1.远程操作：设备操作人员可在离设备安装位置120Km处，进行开关电源、开关射线、采集图像和设备状态监视等操作，无需人员到现场就能完成所有设备操作和状态监测的工作。

2.实时显示：皮带运行状态实时显示在电脑屏幕，像放电影一样让用户观看。

3.全息存储：采集的胶带数据通过多线程和特殊的磁盘操作方式，完整的存储到硬盘，保证在处理和回看时，能得到与实际胶带基本没有差别的胶带图像。

4.自动识别：利用频域和值域两种算法对胶带数据进行自动分析，无需人员辅助，完成对整条胶带数据中的断裂、异常和接头抽动的情况的识别，并将各种缺陷分类罗列，方便用户针对性维修。

5.录像回放：重现整条胶带运行全过程，且可以对胶带运行速度进行调整，以便用户进行详细的查看，双击任何一个缺陷能自动跳转到对应的缺陷图像位置，减少用户翻阅时间。

6.缺陷定位：利用像素数据，精确对识别到的每个缺陷所在位置进行定位，并将位置信息显示在观察窗口和报告中。

7.高倍放大：利用放大镜原理，实现对各类缺陷进行细微观察，包括劈丝、锈蚀等。

对照组采用0.7mm×19mm蝶翼针头穿刺，直接至患者床旁工作，抽有造影剂高压注射器（美国数控注射器，型号：MEDRADENVISON CTTM）上连接蝶翼针，排尽注射器内空气实施常规静脉穿刺即可。研究组采用24Gx0.75静脉留置针（生产企业：苏州碧迪医疗器械有限公司）穿刺，首先穿刺前尽量选择粗直静脉血管，同时穿刺部位上方需加止血袋，常规局部消毒，保持15～30°角逐步穿刺至患者血管，见回血将套管逐步进入血管内部，针头固定且将针芯抽出，最后适量注入生理盐水即可[1]。

8.精确测距：通过简单操作，可对胶带内任意两点进行距离测量，精确单位达到1mm。

9.强度计算：根据分析结果，结合GB/T 9770-2001中的规定，对胶带进行强度分析计算。

10.自动报警：按照胶带实际运行时的张力、GB/T 9770-2001、考虑安全系数后，软件自动设置报警界限，当胶带强度低于报警界限后，自动实现报警提示。

11.图文报告：检测完成后，只需点击“报告按钮”，软件会自动将本次测试过程中识别到的缺陷图片、缺陷位置、缺陷大小等信息自动排序，并自动生成图文报告。

12.无人值守：通过操作主界面中的“无人值守”按钮可实现整个检测过自动完成，无需人员看守。

主要科技创新之二：研究了钢丝绳芯输送带无损检测系统的安装条件、管理操作、辐射范围、适用条件等。

1.产品模块化。设备可拆分为四部分独立的箱体，便于长途运输与设备下井；硬件模块化，便于安 装、调试、维修、更换。

2.设备开、停机及监控均可在地面工控机上远程操作，方便操作。

3.设备可在输送带正常工作状态下进行实时检测，无需停机，不影响生产。

4.采用光纤通讯，可保证20公里以内的数据传输。此外，还可使用以太网、CAN等多种通讯方式进行数据传输。

5.现场使用的系统设备均集成在一个组合箱体内，便于现场标准化管理。

6.设备高度可调，可适用于任何高度的胶带设备。

7.只需要接入127V输入和光纤，现场安装简便、快捷。

8.设备有多种规格可供选择，防爆等级有隔爆和本安两种，可根据生产现场不同需求选取适宜型号的设备。

9.X射线源漏泄剂量大大低于国家标准允许的范围内，设备周围5cm漏泄剂量小于0.5 mR/h。

10.机壳为钢结构，适应现场恶劣的使用条件。

主要科技创新之三：研究了研究了钢丝绳芯输送带无损检测系统的功能特点和性能参数

1.钢绳芯输送带在0~9m/s速度工作运行中，可实时显示输送带内钢绳芯清晰的X光透视图像。

2.适用于宽度2.4m以下，任意高度的输送带设备。

3.可识别0.8mm以上的钢丝绳断头，识别位移距离1.6mm以上的接头抽动。

4.对断头的判断准确率达99%，对接头抽动的判断准确率达98%。

5.对钢丝绳芯缺陷定位的横向误差≤1cm，纵向误差≤5cm。

6.随机存储以帧为单位的图像，可图像回看、放大、处理。

7.依据X光图像，对输送带强度进行智能计算、分析、评估，当其强度值低于安全值时实施自动报警。

四、工作原理：

矿用钢丝绳芯输送带无损检测系统通过X射线穿透胶带，采集电路采集穿透胶带后的射线束，产生图像信号传输至计算机实时显示，并存储图像数据，软件自动进行缺陷分析。

系统组成：本系统主要由现场检测部分和控制/数据处理部分组成。

五、总结：

戊一二部安装矿用钢丝绳芯输送带无损检测系统后，可以实时监测钢丝绳芯输送带的运转情况，对输送带内钢丝绳的断头、接头状况及输送带强度进行准确判断，并及时预警，确保了戊一二部高强皮带的安全运转，并且减少了验带工的劳动强度。