專利名稱：一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及皮帶運(yùn)輸機(jī)上料流的自動(dòng)檢測(cè)與控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及皮帶運(yùn)輸機(jī)上有物料和無(wú)物料的檢測(cè)系統(tǒng)，是一種基于機(jī)械放大信號(hào)分離原理的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
大型鋼鐵企業(yè)皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)具有流程多、運(yùn)輸線長(zhǎng)及作業(yè)頻繁的特點(diǎn)。目前，各家鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)在其煉鐵廠的原料供應(yīng)中，通常采用原燃料基地式的供應(yīng)方式，其主要設(shè)備就是皮帶輸送機(jī)，占到了總設(shè)備量的90%以上。所以，對(duì)于鋼鐵企業(yè)的爐料運(yùn)輸系統(tǒng)，沒(méi)有可靠的料流跟蹤檢測(cè)，就很難準(zhǔn)確把握更換料種時(shí)的料斗翻斗時(shí)間，容易導(dǎo)致流程混料、上錯(cuò)料和堆料等事故，對(duì)于安全生廣管理和提聞生廣節(jié)奏，都有很大的限制。現(xiàn)有的皮帶機(jī)系統(tǒng)通常只采集各皮帶機(jī)的電機(jī)運(yùn)行信號(hào)并連鎖控制，只要流程中各電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)即認(rèn)為皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。而皮帶機(jī)上有無(wú)物料、料流的料頭料尾具體到了什么位置卻沒(méi)有可靠和有效的檢測(cè)方法，因而國(guó)內(nèi)皮帶機(jī)運(yùn)輸企業(yè)普遍沒(méi)有可靠的低成本料流跟蹤系統(tǒng)。大多數(shù)皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)一般依靠有限的幾個(gè)工業(yè)攝像頭觀察估計(jì)，或者在需要換料時(shí)段靠人工觀察，并通過(guò)對(duì)講機(jī)通知換料或翻斗時(shí)間，這樣無(wú)法做到料流自動(dòng)檢測(cè)和跟蹤。目前，也有安裝在皮帶機(jī)上使用的料流檢測(cè)裝置，各家原料廠安裝在皮帶輸送機(jī)上進(jìn)行物料流量檢測(cè)的裝置主要有二種一種是計(jì)量電子稱，其主要作用就是對(duì)輸送的物料進(jìn)行計(jì)量，但是由于其設(shè)備結(jié)構(gòu)較大，精度要求較高，投入的成本也相對(duì)較高，不適用于普通的物流監(jiān)控，目前主要是用于對(duì)所輸送的物料進(jìn)行計(jì)量；而另一種就是刮板式料流檢測(cè)裝置，其主要作用就是對(duì)物料的流量變化進(jìn)行監(jiān)控，該刮板式料流檢測(cè)裝置一般安裝在尾車皮帶上方，當(dāng)物料在皮帶機(jī)上進(jìn)行傳送時(shí)，物料和刮板式料流檢測(cè)裝置的刮板接觸，使得刮板傾斜，壓迫檢測(cè)裝置的觸點(diǎn)，表明皮帶機(jī)帶料運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)刮板自然垂直向下時(shí)，刮板和檢測(cè)裝置觸點(diǎn)不接觸，表明皮帶機(jī)處于空運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，但是現(xiàn)有技術(shù)中的刮板式料流檢測(cè)裝置存在的問(wèn)題有(1)當(dāng)皮帶機(jī)上物料流量過(guò)低或皮帶機(jī)上料流斷斷續(xù)續(xù)時(shí)，刮板式料流檢測(cè)裝置的檢測(cè)效果就相當(dāng)不精確，從而影響到對(duì)皮帶機(jī)作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的監(jiān)控效果；
(2)該刮板式料流檢測(cè)裝置因長(zhǎng)期運(yùn)行容易失靈而可靠性較低，故障率高，使用壽命短，維護(hù)成本和強(qiáng)度都很大，目前已使用很少。目前也有部分皮帶機(jī)采用在皮帶機(jī)支架上安裝振動(dòng)加速度傳感器檢測(cè)皮帶機(jī)上料流信息的嘗試，但由于無(wú)法可靠有效的分離有料和無(wú)料信息，振動(dòng)加速度傳感器只能安裝在物料落料口下方，依靠物料落下時(shí)的沖擊獲得有無(wú)料物料落到該傳輸皮帶上的信息，繼而判斷估算料流在皮帶上的狀態(tài)。該方法由于不是直接檢測(cè)皮帶上物料的狀態(tài)信息，難以適用于所有皮帶機(jī)，尤其是遠(yuǎn)距離的較長(zhǎng)皮帶機(jī)，也難于滿足運(yùn)輸斷續(xù)物料狀態(tài)下的料流實(shí)時(shí)檢測(cè)及顯示的需要。此外，中國(guó)專利號(hào)ZL200920208710. 8，授權(quán)公告日為2010年5月26日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為非接觸式轉(zhuǎn)軸料流檢測(cè)器，該申請(qǐng)案涉及一種非接觸式轉(zhuǎn)軸料流檢測(cè)器，與皮帶機(jī)噴淋灑水控制系統(tǒng)配合，包括箱體；轉(zhuǎn)輪，其中心連接一第一轉(zhuǎn)軸，該第一轉(zhuǎn)軸另一端位于箱體內(nèi)；磁性輪，連接于第一轉(zhuǎn)軸的另一端；金屬環(huán)，環(huán)內(nèi)徑與磁性輪外徑匹配，并套設(shè)于磁性輪外,磁性輪的中心線高于金屬環(huán)的中心線,兩中心線在重力面上保持平行,磁性輪表面頂部與金屬環(huán)內(nèi)孔頂部為線接觸；四角架，設(shè)呈90度均分的4個(gè)支架，該4個(gè)支架連接于金屬環(huán)，四角架中心連接一第二轉(zhuǎn)軸；擺動(dòng)桿，連接于第一轉(zhuǎn)軸的另一端，呈白由下垂?fàn)?；第一、第二觸片，平行、垂直向下設(shè)置，與擺動(dòng)桿保持一間距，第二觸片與第一觸片平行保持同一間距，兩觸片一端各自固定在箱體內(nèi)部，并分別通過(guò)引線分別與噴淋灑水控制系統(tǒng)電磁閥正極、負(fù)極連接；第一、第二轉(zhuǎn)軸上分別設(shè)置軸承，該兩個(gè)軸承分別固定于箱體兩腹板。該申請(qǐng)案能夠檢測(cè)皮帶有載或空載運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)灑水裝置按需進(jìn)行，但是該申請(qǐng)案結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中皮帶機(jī)料流檢測(cè)的精度及穩(wěn)定性的不足，提供一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，該皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)裝設(shè)偏心托輥，將有無(wú)料流時(shí)引起的皮帶機(jī)支架振動(dòng)信號(hào)明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)，加裝該偏心托輥后可以使皮帶上有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)幅度相差十?dāng)?shù)倍以上，再通過(guò)振動(dòng)傳感器檢測(cè)該振動(dòng)信息，經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)綜合處理，實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示皮帶運(yùn)輸機(jī)的料流，實(shí)現(xiàn)高可靠性的料流自動(dòng)跟蹤，并通過(guò)以太網(wǎng)在中控終端屏幕上在線實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)該料流檢測(cè)方法，可以實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)料流的高可靠性間接檢測(cè)，維護(hù)成本低，使用方便，檢測(cè)準(zhǔn)確。技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為
本發(fā)明的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，包括輸送皮帶、側(cè)邊托輥、水平托輥和皮帶機(jī)支架，該側(cè)邊托輥和水平托輥固連于皮帶機(jī)支架的上方，輸送皮帶位于側(cè)邊托輥和水平托輥的上方，皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥中至少有一個(gè)為偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥，或該偏心托輥為圓形托輥的外周表面設(shè)置有偏心塊，其偏心塊與圓形托輥之間圓弧過(guò)渡；上述安裝偏心托輥的皮帶機(jī)支架上固連有振動(dòng)傳感器，該振動(dòng)傳感器與數(shù)據(jù)采集工作站相連，數(shù)據(jù)采集工作站通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接至工控機(jī)，工控機(jī)與顯示器相連接。更進(jìn)一步地，所述的偏心塊的橫截面為中間厚兩邊薄的月牙形，該月牙形偏心塊的中間厚度與圓形托輥直徑的比為1:10(Γ5:100。優(yōu)選的，所述的月牙形偏心塊的中間厚度與圓形托輥直徑的比為2 :100。通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)月牙形偏心塊的中間厚度與圓形托輥直徑的比為2 100時(shí)，輸送皮帶有物料和無(wú)物料引起的皮帶機(jī)支架振動(dòng)信號(hào)能被振動(dòng)傳感器明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)，且偏心塊對(duì)輸送皮帶的磨損較小。 更進(jìn)一步地，所述橢圓輥橫截面的離心率為O. 05、. 20。優(yōu)選的，所述橢圓輥橫截面的離心率為O. 10。通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)橢圓輥橫截面的離心率為O. 10時(shí)，輸送皮帶有物料和無(wú)物料引起的皮帶機(jī)支架振動(dòng)信號(hào)能被振動(dòng)傳感器明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)，且偏心塊對(duì)輸送皮帶的磨損較小。
更進(jìn)一步地，所述皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中的所有水平托輥均為偏心托輥；所述的振動(dòng)傳感器為振動(dòng)加速度傳感器或振動(dòng)速度傳感器。對(duì)于所有的水平托輥均采用偏心托輥，使得整條輸送皮帶上各位置的有無(wú)物料情況均被檢測(cè)出來(lái)，尤其適合于斷續(xù)物料的料流檢測(cè)。本發(fā)明的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其步驟為
(1)產(chǎn)生料流振動(dòng)信號(hào)皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥中至少有一個(gè)為偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥 ，或該偏心托輥為圓形托輥的外周表面設(shè)置有偏心塊，其偏心塊與圓形托輥之間圓弧過(guò)渡，輸送皮帶上的物料經(jīng)過(guò)偏心托輥的上方，偏心托輥產(chǎn)生料流振動(dòng)信號(hào)，該料流振動(dòng)信號(hào)傳遞至皮帶機(jī)支架；
(2)檢測(cè)料流振動(dòng)信號(hào)安裝在皮帶機(jī)支架上的振動(dòng)傳感器檢測(cè)步驟(I)中產(chǎn)生的料流振動(dòng)信號(hào)；
(3)料流振動(dòng)信號(hào)的采集與顯示數(shù)據(jù)采集工作站采集步驟(2)中振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的料流振動(dòng)信號(hào)，該料流振動(dòng)信號(hào)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)傳輸至工控機(jī)，工控機(jī)對(duì)料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳送至顯示器顯示。優(yōu)選的，步驟(I)中皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥均為偏心托輥，其中偏心塊的橫截面為中間厚兩邊薄的月牙形，該月牙形偏心塊的中間厚度與圓形托輥直徑的比為 I :100 5 :100。優(yōu)選的，步驟(I)中皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥均為偏心托輥，其中橢圓輥橫截面的離心率為O. 05、. 2。優(yōu)選的，步驟(3)中工控機(jī)對(duì)料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)的具體過(guò)程如下工控機(jī)對(duì)每個(gè)振動(dòng)傳感器采集的料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行暫存，對(duì)于同一個(gè)振動(dòng)傳感器采集的料流振動(dòng)信號(hào)值連續(xù)2次或2次以上的平均值未超過(guò)無(wú)料流設(shè)定值，則判定該振動(dòng)傳感器對(duì)應(yīng)的輸送皮帶處無(wú)物料；對(duì)于同一個(gè)振動(dòng)傳感器采集的料流振動(dòng)信號(hào)值連續(xù)2次或2次以上的平均值超過(guò)有料流設(shè)定值，則判定該振動(dòng)傳感器對(duì)應(yīng)的輸送皮帶處有物料，并將上述處理數(shù)據(jù)通過(guò)顯示器予以實(shí)時(shí)顯示。本發(fā)明的原理為
皮帶機(jī)上不安裝偏心托輥時(shí)，在支撐輥托住皮帶滾動(dòng)運(yùn)行時(shí)，不論有無(wú)物料，所引起的振動(dòng)是滾動(dòng)磨察引起較均勻機(jī)械振動(dòng)，振動(dòng)速度幅值較小。本發(fā)明的運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，在皮帶機(jī)支架上某一個(gè)或多個(gè)不同位置上的安裝偏心托輥，用以明顯分離有無(wú)料流時(shí)的振動(dòng)信息，并在該偏心托輥下方附近安裝振動(dòng)傳感器，用于檢測(cè)該振動(dòng)信號(hào)，再通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集不同皮帶上不同振動(dòng)傳感器的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理來(lái)判別皮帶機(jī)上的料流信息，實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)多流程多皮帶機(jī)的料流跟蹤顯示。當(dāng)采用偏心托輥后，偏心托輥托住皮帶滾動(dòng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上下托舉的運(yùn)動(dòng)，因有物料時(shí)皮帶很重，這個(gè)托舉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖量很大，導(dǎo)致皮帶機(jī)支架產(chǎn)生的振動(dòng)速度幅值大大增加，橢圓輥橫截面的離心率越大，或者月牙形偏心塊的中間厚度越厚，引起的振動(dòng)信號(hào)幅值也越大。因此，采用偏心托輥后，可以非常明顯地將皮帶上有無(wú)物料的信息區(qū)分開(kāi)來(lái)。有益效果
采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下顯著效果
(I)本發(fā)明的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)裝設(shè)偏心托輥，偏心托輥托住皮帶滾動(dòng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上下托舉的運(yùn)動(dòng)，使得皮帶機(jī)支架產(chǎn)生的振動(dòng)速度幅值大大增力口，使得皮帶上有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)幅度相差十?dāng)?shù)倍以上，有無(wú)料流時(shí)引起的支架振動(dòng)信號(hào)可以被明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)；
(2)本發(fā)明的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，采用振動(dòng)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和料流數(shù)據(jù)，采用工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可靠性高，維護(hù)容易，成本低，可以實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和料流跟蹤管理；
(3)本發(fā)明中采用的偏心塊的橫截面為中間厚兩邊薄的月牙形，當(dāng)該月牙形偏心塊的中間厚度與圓形托輥直徑的比為I :10(Γ5 100時(shí)，有無(wú)料流時(shí)引起的皮帶機(jī)支架振動(dòng)信號(hào)能夠明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)，實(shí)踐證明，有物料和無(wú)物料時(shí)振動(dòng)信號(hào)的平均速度比值為10倍左右； (4)本發(fā)明中采用的橢圓輥橫截面的離心率為O.05^0. 20時(shí)，有無(wú)料流時(shí)引起的皮帶機(jī)支架振動(dòng)信號(hào)能夠明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)，實(shí)踐證明，有物料和無(wú)物料時(shí)振動(dòng)信號(hào)的平均速度比值為10倍左右。


圖I為本發(fā)明的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)的截面示意 圖2為本發(fā)明中偏心托棍的截面圖,其中圖(a)為橢圓棍結(jié)構(gòu)，圖(b)為圓形托棍外設(shè)偏心塊結(jié)構(gòu)；
圖3為本發(fā)明中采用工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建的檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-輸送皮帶；2_側(cè)邊托輥；3_水平托輥；301-偏心塊；302-圓形托輥；303_橢圓輥；4_皮帶機(jī)支架；5_振動(dòng)傳感器；6_數(shù)據(jù)采集工作站；7_工業(yè)以太網(wǎng)；8_工控機(jī)；9_顯不器。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。結(jié)合圖I、圖2和圖3，本發(fā)明的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，包括輸送皮帶I、側(cè)邊托輥2、水平托輥3和皮帶機(jī)支架4，該側(cè)邊托輥2和水平托輥3固連于皮帶機(jī)支架4的上方，輸送皮帶I位于側(cè)邊托輥2和水平托輥3的上方，本專利的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥3中至少有一個(gè)為偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥303，橢圓輥303的橫截面結(jié)構(gòu)如圖2 Ca)所示，橢圓輥303橫截面的離心率為O. 05、. 20，或該偏心托輥為圓形托輥302的外周表面設(shè)置有偏心塊301，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖2 (b)所示，偏心塊301與圓形托輥302之間圓弧過(guò)渡，該偏心塊301的橫截面為中間厚兩邊薄的月牙形，該月牙形偏心塊301的中間厚度與圓形托輥302直徑的比為I :10(Γ5 100 ;上述安裝偏心托輥的皮帶機(jī)支架4上固連有振動(dòng)傳感器5，振動(dòng)傳感器5為振動(dòng)加速度傳感器或振動(dòng)速度傳感器，該振動(dòng)傳感器5與數(shù)據(jù)采集工作站6相連，數(shù)據(jù)采集工作站6通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)7連接至工控機(jī)8，工控機(jī)8與顯示器9相連接，該采用工業(yè)以太網(wǎng)7構(gòu)建的檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖3所
/Jn ο下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例I
本實(shí)施例的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，適合用于連續(xù)物料的料流檢測(cè)。它包括輸送皮帶I、側(cè)邊托輥2、水平托輥3和皮帶機(jī)支架4，該側(cè)邊托輥2和水平托輥3固連于皮帶機(jī)支架4的上方，輸送皮帶I位于側(cè)邊托輥2和水平托輥3的上方，皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥3間隔裝設(shè)偏心托輥，本實(shí)施例中是每間隔兩個(gè)現(xiàn)有的圓形水平托輥3安裝一個(gè)偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥303，橢圓輥303的橫截面結(jié)構(gòu)如圖2 Ca)所示，橢圓輥303橫截面的離心率為O. 10，上述安裝偏心托輥的皮帶機(jī)支架4上固連有振動(dòng)傳感器5，振動(dòng)傳感器5采用振動(dòng)加速度傳感器，該振動(dòng)傳感器5與數(shù)據(jù)采集工作站6相連，數(shù)據(jù)采集工作站6通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)7連接至工控機(jī)8，工控機(jī)8與顯示器9相連接，該采用工業(yè)以太網(wǎng)7構(gòu)建的檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖3所示。本實(shí)施例的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其步驟為 (1)產(chǎn)生料流振動(dòng)信號(hào)皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中間隔裝設(shè)的偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥303，輸送皮帶I上的物料經(jīng)過(guò)偏心托輥的上方，偏心托輥托住輸送皮帶I滾動(dòng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上下托舉的運(yùn)動(dòng)，因有物料時(shí)輸送皮帶I很重，這個(gè)托舉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖量很大，導(dǎo)致皮帶機(jī)支架4產(chǎn)生的振動(dòng)速度幅值大大增加，該料流振動(dòng)信號(hào)傳遞至皮帶機(jī)支架4 ；
(2)檢測(cè)料流振動(dòng)信號(hào)安裝在皮帶機(jī)支架4上的振動(dòng)傳感器5檢測(cè)步驟(I)中產(chǎn)生的料流振動(dòng)信號(hào)；
(3)料流振動(dòng)信號(hào)的采集與顯示數(shù)據(jù)采集工作站6采集步驟(2)中各個(gè)振動(dòng)傳感器5檢測(cè)到的料流振動(dòng)信號(hào)，該料流振動(dòng)信號(hào)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)7傳輸至工控機(jī)8，工控機(jī)8對(duì)料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理來(lái)判別皮帶機(jī)上的料流信息，實(shí)現(xiàn)多流程多皮帶機(jī)的料流跟蹤顯示，數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳送至顯示器9顯示。本實(shí)施例中工控機(jī)8對(duì)料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)的具體處理過(guò)程為工控機(jī)8對(duì)每個(gè)振動(dòng)傳感器5的采集的振動(dòng)加速度值取進(jìn)行暫存，對(duì)于同一個(gè)振動(dòng)傳感器5采集的振動(dòng)加速度值取連續(xù)2次的平均值未超過(guò)無(wú)料流設(shè)定值IOm/S2,則判定該振動(dòng)傳感器5對(duì)應(yīng)的輸送皮帶I處無(wú)物料；對(duì)于同一個(gè)振動(dòng)傳感器5采集的振動(dòng)加速度值連續(xù)2次的平均值超過(guò)有料流設(shè)定值30 m/s2,則判定該振動(dòng)傳感器5對(duì)應(yīng)的輸送皮帶I處有物料，由于皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行速度是固定的，根據(jù)上述數(shù)據(jù)處理結(jié)果，通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件在顯示器9上以動(dòng)畫方式顯示料流的狀態(tài)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)不同的皮帶機(jī)系統(tǒng)，無(wú)料流設(shè)定值和有料流設(shè)定值的具體值可能會(huì)有不同，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行標(biāo)定。具體實(shí)施時(shí)，可以根據(jù)不同的皮帶機(jī)設(shè)備狀況和橢圓輥303橫截面的離心率不同，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。本實(shí)施例的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，間隔裝設(shè)的偏心托輥，適合連續(xù)物料的皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)使用，輸送皮帶I上有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)幅度相差10倍左右，有無(wú)料流時(shí)引起的皮帶機(jī)支架4振動(dòng)信號(hào)可以被明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)，采用工業(yè)以太網(wǎng)7構(gòu)建檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可靠性高，維護(hù)容易，成本低，可以實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和料流跟
蹤管理。實(shí)施例2
本實(shí)施例的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，適合用于斷續(xù)物料的料流檢測(cè)。它包括輸送皮帶I、側(cè)邊托輥2、水平托輥3和皮帶機(jī)支架4，該側(cè)邊托輥2和水平托輥3固連于皮帶機(jī)支架4的上方，輸送皮帶I位于側(cè)邊托輥2和水平托輥3的上方，皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥3均為偏心托輥，偏心托輥為圓形托輥302的外周表面設(shè)置有偏心塊301，其橫截面結(jié)構(gòu)如圖2 (b)所示，偏心塊301與圓形托輥302之間圓弧過(guò)渡，該偏心塊301的橫截面為中間厚兩邊薄的月牙形，該月牙形偏心塊301的中間厚度與圓形托輥302直徑的比為2 :100，在安裝偏心托輥下方的皮帶機(jī)支架4上安裝有振動(dòng)傳感器5，振動(dòng)傳感器5采用上海測(cè)振自動(dòng)化儀器有限公司CZ9300系列的震動(dòng)速度傳感器，該振動(dòng)傳感器5與數(shù)據(jù)采集工作站6相連，數(shù)據(jù)采集工作站6通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)7連接至工控機(jī)8，工控機(jī)8與顯示器9相連接，該采用工業(yè)以太網(wǎng)7構(gòu)建的檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖3所示。本實(shí)施例的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其步驟為
(1)產(chǎn)生料流振動(dòng)信號(hào)皮 帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中裝設(shè)的偏心托輥，該偏心托輥為圓形托輥302的外周表面設(shè)置有偏心塊301，其偏心塊301與圓形托輥302之間圓弧過(guò)渡，輸送皮帶I上的物料經(jīng)過(guò)偏心托輥的上方，偏心托輥托住輸送皮帶I滾動(dòng)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上下托舉的運(yùn)動(dòng)，因有物料時(shí)輸送皮帶I很重，這個(gè)托舉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖量很大，導(dǎo)致皮帶機(jī)支架4產(chǎn)生的振動(dòng)速度幅值大大增加，該料流振動(dòng)信號(hào)傳遞至皮帶機(jī)支架4 ；
(2)檢測(cè)料流振動(dòng)信號(hào)安裝在皮帶機(jī)支架4上的振動(dòng)傳感器5檢測(cè)步驟(I)中產(chǎn)生的料流振動(dòng)信號(hào)；
(3)料流振動(dòng)信號(hào)的采集與顯示數(shù)據(jù)采集工作站6采集步驟(2)中各個(gè)振動(dòng)傳感器5檢測(cè)到的料流振動(dòng)信號(hào)，該料流振動(dòng)信號(hào)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)7傳輸至工控機(jī)8，工控機(jī)8對(duì)料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)，經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理來(lái)判別皮帶機(jī)上的料流信息，實(shí)現(xiàn)多流程多皮帶機(jī)的料流跟蹤顯示，數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳送至顯示器9顯示。本實(shí)施例中將同一個(gè)振動(dòng)傳感器5采集的振動(dòng)速度值取連續(xù)10次的平均值與無(wú)料流設(shè)定值和有料流設(shè)定值進(jìn)行比較，無(wú)料流設(shè)定值和有料流設(shè)定值可以根據(jù)不同的皮帶機(jī)設(shè)備狀況和月牙形偏心塊301的中間厚度與圓形托輥302直徑的比值不同，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)定的數(shù)據(jù)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，其他步驟同實(shí)施例1，然后將數(shù)據(jù)處理結(jié)果，通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件在顯示器9上以動(dòng)畫方式顯示料流的狀態(tài)，這樣數(shù)據(jù)的檢測(cè)精度和可靠性更高。本實(shí)施例的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，所有的水平托輥3均為偏心托輥，從而可以對(duì)整條皮帶上各點(diǎn)的有無(wú)物料情況作出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，適合斷續(xù)物料的皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)使用，輸送皮帶I上有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)幅度相差10倍左右，有無(wú)料流時(shí)引起的皮帶機(jī)支架4振動(dòng)信號(hào)可以被明顯區(qū)分開(kāi)來(lái)，采用工業(yè)以太網(wǎng)7構(gòu)建檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可靠性高，維護(hù)容易，成本低，可以實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和料流跟蹤管理。實(shí)施例3
本實(shí)施例的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方法同實(shí)施例1，不同之處在于本實(shí)施例中皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中只有一個(gè)水平托輥3為偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥303，的橢圓輥303橫截面的離心率為O. 05，通過(guò)這一個(gè)橢圓輥303產(chǎn)生的物料振動(dòng)信號(hào)，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)該輸送皮帶I上是否有物料，該離心率可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況做微小調(diào)整，直到檢測(cè)到的有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)足以被振動(dòng)傳感器5區(qū)分開(kāi)。實(shí)施例4
本實(shí)施例的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方法同實(shí)施例1，不同之處在于本實(shí)施例中的橢圓輥303橫截面的離心率為O. 20，該離心率可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況做微小調(diào)整，直到檢測(cè)到的有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)足以被振動(dòng)傳感器5區(qū)分開(kāi)。實(shí)施例5
本實(shí)施例的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方法同實(shí)施例2，不同之處在于本實(shí)施例中的月牙形偏心塊301的中間厚度與圓形托輥302直徑的比為I :100，該月牙形偏心塊301的具體尺寸可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況做微小調(diào)整，直到檢測(cè)到的有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)足以被振動(dòng)傳感器5區(qū)分開(kāi)。實(shí)施例6
本實(shí)施例的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和檢測(cè)方法同實(shí)施例2，不同之處在于本實(shí)施例中的月牙形偏心塊301的中間厚度與圓形托輥302直徑的比為5 :100，該月牙形偏 心塊301的具體尺寸可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況做微小調(diào)整，直到檢測(cè)到的有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)足以被振動(dòng)傳感器5區(qū)分開(kāi)。以上示意性的對(duì)發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，包括輸送皮帶(I )、側(cè)邊托輥(2)、水平托輥(3 )和皮帶機(jī)支架(4)，該側(cè)邊托輥(2 )和水平托輥(3 )固連于皮帶機(jī)支架(4)的上方，輸送皮帶(I)位于側(cè)邊托輥(2)和水平托輥(3)的上方，其特征在于皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥(3)中至少有一個(gè)為偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥(303)，或該偏心托輥為圓形托輥(302)的外周表面設(shè)置有偏心塊(301)，其偏心塊(301)與圓形托輥(302)之間圓弧過(guò)渡；上述安裝偏心托輥的皮帶機(jī)支架(4)上固連有振動(dòng)傳感器(5)，該振動(dòng)傳感器(5)與數(shù)據(jù)采集工作站(6)相連，數(shù)據(jù)采集工作站(6)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)(7)連接至工控機(jī)(8)，工控機(jī)(8)與顯示器(9)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的偏心塊(301)的橫截面為中間厚兩邊薄的月牙形，該月牙形偏心塊(301)的中間厚度與圓形托輥(302)直徑的比為I :100 5 =IOO0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述橢圓輥(303)橫截面的離心率為0. 05、. 20。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的月牙形偏心塊(301)的中間厚度與圓形托輥(302)直徑的比為2 :100。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述橢圓輥(303)橫截面的離心率為0. 10。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中的所有水平托輥(3)均為偏心托輥；所述的振動(dòng)傳感器(5)為振動(dòng)加速度傳感器或振動(dòng)速度傳感器。
7.一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其步驟為 (1)產(chǎn)生料流振動(dòng)信號(hào)皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥(3)中至少有一個(gè)為偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥(303)，或該偏心托輥為圓形托輥(302)的外周表面設(shè)置有偏心塊(301)，其偏心塊(301)與圓形托輥(302 )之間圓弧過(guò)渡，輸送皮帶(I)上的物料經(jīng)過(guò)偏心托輥的上方，偏心托輥產(chǎn)生料流振動(dòng)信號(hào)，該料流振動(dòng)信號(hào)傳遞至皮帶機(jī)支架(4); (2)檢測(cè)料流振動(dòng)信號(hào)安裝在皮帶機(jī)支架(4)上的振動(dòng)傳感器(5)檢測(cè)步驟(I)中產(chǎn)生的料流振動(dòng)信號(hào)； (3)料流振動(dòng)信號(hào)的采集與顯示數(shù)據(jù)采集工作站(6)采集步驟(2)中振動(dòng)傳感器(5)檢測(cè)到的料流振動(dòng)信號(hào)，該料流振動(dòng)信號(hào)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)(7)傳輸至工控機(jī)(8)，工控機(jī)(8)對(duì)料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳送至顯示器(9)顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于步驟(I)中皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥(3)均為偏心托輥，其中偏心塊(301)的橫截面為中間厚兩邊薄的月牙形，該月牙形偏心塊(301)的中間厚度與圓形托輥(302)直徑的比為I:100 5 =IOO0
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于步驟(I)中皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)中所有的水平托輥(3)均為偏心托輥，其中橢圓輥(303)橫截面的離心率為0.05 0. 2。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8或9所述的一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于步驟(3)中工控機(jī)(8)對(duì)料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)的具體過(guò)程如下工控機(jī)(8)對(duì)每個(gè)振動(dòng)傳感器(5)采集的料流振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行暫存，對(duì)于同一個(gè)振動(dòng)傳感器(5)采集的料流振動(dòng)信號(hào)值連續(xù)2次或2次以上的平均值未超過(guò)無(wú)料流設(shè)定值，則判定該振 動(dòng)傳感器(5)對(duì)應(yīng)的輸送皮帶(I)處無(wú)物料；對(duì)于同一個(gè)振動(dòng)傳感器(5)采集的料流振動(dòng)信號(hào)值連續(xù)2次或2次以上的平均值超過(guò)有料流設(shè)定值，則判定該振動(dòng)傳感器(5)對(duì)應(yīng)的輸送皮帶(I)處有物料，并將上述處理數(shù)據(jù)通過(guò)顯示器(9 )予以實(shí)時(shí)顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種運(yùn)輸物料的皮帶機(jī)料流檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，屬于皮帶運(yùn)輸機(jī)上料流的自動(dòng)檢測(cè)與控制領(lǐng)域。該發(fā)明包括輸送皮帶、側(cè)邊托輥、水平托輥和皮帶機(jī)支架，其中所有的水平托輥中至少有一個(gè)為偏心托輥，該偏心托輥為橢圓輥，或該偏心托輥為圓形托輥的外周表面設(shè)置有偏心塊，其偏心塊與圓形托輥之間圓弧過(guò)渡；上述安裝偏心托輥的皮帶機(jī)支架上固連有振動(dòng)傳感器，該振動(dòng)傳感器與數(shù)據(jù)采集工作站相連，數(shù)據(jù)采集工作站通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)連接至工控機(jī)，工控機(jī)與顯示器相連接。通過(guò)本發(fā)明的料流檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法，皮帶上有物料和無(wú)物料時(shí)的振動(dòng)信號(hào)幅度相差十?dāng)?shù)倍以上，從而實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)料流的高可靠性間接檢測(cè)，維護(hù)成本低，使用方便，檢測(cè)準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)B65G43/08GK102633094SQ201210130589
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者葉金杰, 張國(guó)莉, 李紹銘, 楊波, 章家?guī)r 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)