專利名稱：一種煤礦井下輸送帶透射檢測(cè)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線透視技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是涉及一種煤礦井下輸送帶透射檢測(cè)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
目前X射線技術(shù)在煤礦皮帶安全檢測(cè)中有著比較廣泛的應(yīng)用，通過(guò)X射線透視圖像能夠清楚地看到皮帶內(nèi)部鋼絲的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)鋼絲是否存在斷裂和銹蝕，進(jìn)而對(duì)于比較嚴(yán)重的斷裂區(qū)域，能夠及時(shí)采取相應(yīng)的修補(bǔ)措施，降低皮帶發(fā)生斷裂的可能性。目前現(xiàn)有的煤礦皮帶檢測(cè)系統(tǒng)普遍是通過(guò)光纖將遠(yuǎn)程控制處理PC與檢測(cè)裝置連接起來(lái)，以達(dá)到能進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的作用，但這種檢測(cè)裝置在實(shí)際部署中，鋪設(shè)成本比較大，且由于煤礦環(huán)境特殊，每天用于實(shí)際安裝和調(diào)試的時(shí)間較短，導(dǎo)致系統(tǒng)安裝周期較長(zhǎng)。而這種檢測(cè)裝置對(duì)于井下輸送帶檢測(cè)來(lái)說(shuō)，上述問(wèn)題更加突出。首先是井下環(huán)境復(fù)雜，不是任何區(qū)域都適合安裝X射線探測(cè)裝置，在合適安裝探測(cè)裝置區(qū)域可能沒(méi)有井下網(wǎng)絡(luò)或者光線線，如果從井下鋪設(shè)光線到井上，整個(gè)工程的成本更大且時(shí)間更長(zhǎng)；即使存在網(wǎng)絡(luò)接口，但由于井下多為百兆網(wǎng)，而皮帶透射數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)量較大，一條皮帶的實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)量能夠達(dá)到50Mbit/s，現(xiàn)有百兆網(wǎng)并不能保證傳輸?shù)目煽啃裕绕洚?dāng)多條皮帶同時(shí)測(cè)試時(shí)，對(duì)帶寬要求更高，同時(shí)當(dāng)皮帶檢測(cè)系統(tǒng)占據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬時(shí)，也會(huì)影響井下正常網(wǎng)絡(luò)的通訊，給井下工作帶來(lái)安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤礦井下輸送帶透射檢測(cè)系統(tǒng)和方法，以減少井下光纖鋪設(shè)成本，克服現(xiàn)有煤礦皮帶檢測(cè)系統(tǒng)占據(jù)網(wǎng)絡(luò)寬帶大，影響井下正常網(wǎng)絡(luò)通訊，給井下工作安全隱患的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)系統(tǒng)，其包括
數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于井下輸送帶數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，其進(jìn)一步包括射線箱，其具有可對(duì)皮帶發(fā)射X射線的射線源，用于產(chǎn)生X射線；探測(cè)盒，所述探測(cè)盒能夠獲取穿透皮帶后的X射線并進(jìn)行采集，得到一定射線源強(qiáng)度的數(shù)字信息；控制箱，所述控制箱用于對(duì)射線源進(jìn)行控制，同時(shí)用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行交互；數(shù)據(jù)采集盒，所述數(shù)據(jù)采集盒與控制箱連接，用于啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集，并且將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)部存儲(chǔ)單元；以及電源模塊，所述電源模塊用于探測(cè)盒、控制箱和射線箱的供電；以及
數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)能夠讀取數(shù)據(jù)采集盒中存儲(chǔ)單元的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，定位皮帶中的接頭和鋼絲異常區(qū)域，通過(guò)圖像方式直觀的呈現(xiàn)皮帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，其進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于讀取數(shù)據(jù)采集盒中的圖像數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊將數(shù)據(jù)傳輸模塊讀取的圖像數(shù)據(jù)按照文件方式進(jìn)行存儲(chǔ)起來(lái)；數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，定位鋼絲斷裂區(qū)域和接頭異常區(qū)域；以及數(shù)據(jù)顯示模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊將數(shù)據(jù)分析模塊得到的皮帶透射數(shù)據(jù)通過(guò)圖像方式顯示出來(lái)。所述數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)之間通過(guò)數(shù)據(jù)采集盒進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；所述數(shù)據(jù)采集盒中內(nèi)置有內(nèi)部存儲(chǔ)單元，能夠?qū)崟r(shí)存儲(chǔ)透射數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)采集盒上設(shè)有數(shù)據(jù)接口，能夠通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)連接。一種煤礦井下 輸送帶X射線透射檢測(cè)方法，包括以下步驟
步驟一操作員在把數(shù)據(jù)采集盒攜帶到數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)處，把數(shù)據(jù)采集盒與控制箱相連，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；且操作員可以在數(shù)據(jù)采集盒中選擇待檢測(cè)皮帶編號(hào)，同一個(gè)數(shù)據(jù)采集盒可以用于多條皮帶的數(shù)據(jù)采集。步驟二 利用數(shù)據(jù)采集盒將數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集到的透射數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)采集盒的內(nèi)部存儲(chǔ)單元中；
步驟三透射數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，操作員把數(shù)據(jù)采集盒帶到數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)處；把數(shù)據(jù)采集盒與數(shù)據(jù)分析和顯示系統(tǒng)相連，傳輸透射數(shù)據(jù)；以及
步驟四數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)讀取傳輸過(guò)來(lái)的透射數(shù)據(jù)，分析透射數(shù)據(jù)異常，顯示透射圖像。本發(fā)明的有益效果為可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦井下皮帶檢測(cè)，不要鋪設(shè)井下到井上的傳輸光纜，整個(gè)系統(tǒng)容易部署，操作方便，一套數(shù)據(jù)分析和顯示系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多條井下皮帶檢測(cè)數(shù)據(jù)的管理。


下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I是發(fā)明實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)的系統(tǒng)框 圖2是發(fā)明實(shí)施例所述的數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)的系統(tǒng)框 圖3是發(fā)明新型實(shí)施例所述的一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)方法的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)，其包括
射線箱，所述射線箱具有可對(duì)皮帶發(fā)射X射線的射線源X光機(jī)，可產(chǎn)生X射線；
探測(cè)盒，所述探測(cè)盒中包括X射線探測(cè)板裝置和采集模塊，X射線探測(cè)板裝置能夠獲取X射線穿透皮帶后的模擬信號(hào)，采集模塊能夠把探測(cè)板輸出的信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)。控制箱，所述控制箱里面包括一些電氣裝置和控制系統(tǒng)，能夠與射線箱進(jìn)行通信，控制射線源的打開和關(guān)閉；
數(shù)據(jù)采集盒，所述數(shù)據(jù)采集盒里面包括控制系統(tǒng)和存儲(chǔ)模塊，能與控制箱進(jìn)行信息交互，通知控制箱啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)采集和采集的時(shí)間長(zhǎng)度，并把采集到的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡中；以及
電源模塊，所述電源模塊為探測(cè)盒和控制箱提供供電，其中探測(cè)盒為本安電源供電，控制箱為井下127V電源供電；由于數(shù)據(jù)采集盒體積小，方便隨身攜帶，所以可使用電池進(jìn)行供電；
在實(shí)施過(guò)程中，為了適應(yīng)井下環(huán)境需要，射線箱和控制箱設(shè)計(jì)為防爆箱體，探測(cè)盒和數(shù)據(jù)采集盒為本安箱體，滿足煤安標(biāo)準(zhǔn)要求。且控制箱和射線箱兩個(gè)防爆模塊之間通過(guò)阻燃電纜進(jìn)行連接，連接線中包括控制箱中的開關(guān)電源為射線箱的提供的電源線以及與射線進(jìn)行通信的232數(shù)據(jù)線。探測(cè)盒與控制箱的連接線為光纖，用于傳輸圖像數(shù)據(jù)，在控制箱中把圖像數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)融合后通過(guò)雙模光纖融合后與外部的數(shù)據(jù)采集盒相連。數(shù)據(jù)采集盒與外部的接口包括一個(gè)光纖接口和一個(gè)USB接口，光纖接口主要用于與控制箱的通訊與傳輸，USB接口用于井上與數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)采集盒使用FPGA對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析，并且把解析后的數(shù)據(jù)按格式存儲(chǔ)到CF存儲(chǔ)卡中，CF卡體積小，讀取速度快，功耗低。數(shù)據(jù)采集盒配備一個(gè)LCD液晶屏，顯示設(shè)備工作狀態(tài)信息，方便井下環(huán)境的調(diào)試和操作。
在開始采集時(shí)，操作員通過(guò)數(shù)據(jù)采集盒上的控制按鈕啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)采集信息前，由于數(shù)據(jù)采集盒可以預(yù)存了多條檢測(cè)皮帶信息，如編號(hào)、長(zhǎng)度、運(yùn)行速度等信息，所以操作員可先選擇出檢測(cè)對(duì)應(yīng)的皮帶編號(hào)，然后在通過(guò)數(shù)據(jù)采集盒根據(jù)所選擇的皮帶編號(hào)，通知控制箱采集數(shù)據(jù)時(shí)間，并且在圖像數(shù)據(jù)中增加皮帶編號(hào)，便于數(shù)據(jù)分析模塊知道采集的數(shù)據(jù)來(lái)之哪一條被檢皮帶。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種煤礦皮帶透視檢測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)，其通過(guò)與數(shù)據(jù)采集盒相連，獲取數(shù)據(jù)采集盒中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和處理顯示，其包括
數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊通過(guò)USB接口和數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)采集盒連接，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡中的數(shù)據(jù)讀取出來(lái)，并由上位機(jī)存儲(chǔ)模塊用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)數(shù)據(jù)傳輸模塊讀取的信息按文件方式進(jìn)行存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)分析模塊，所述數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行分析，定位皮帶中鋼絲斷裂和接頭異常區(qū)域，數(shù)據(jù)分析結(jié)果信息；以及
數(shù)據(jù)顯示模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊將數(shù)據(jù)分析模塊得到的圖像數(shù)據(jù)和分析結(jié)果顯示出來(lái)，為操作員提供直觀的圖像信息。數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)為一套工控機(jī)設(shè)備，安裝在管理人員的操作室中，當(dāng)操作員在井下完成數(shù)據(jù)采集時(shí)，把數(shù)據(jù)采集盒帶到控制室，可以通過(guò)數(shù)據(jù)采集盒上的USB接口與電腦相連，采集系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡中的數(shù)據(jù)，分析異常信息，并通過(guò)圖像直觀的顯示皮帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如果圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)方法，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，包括以下步驟
步驟一操作員把數(shù)據(jù)采集盒攜帶到井下待測(cè)皮帶區(qū)域，通過(guò)光纖與控制箱相連； 步驟二 選擇皮帶編號(hào)，確定待檢測(cè)皮帶的長(zhǎng)度、運(yùn)行速度等參數(shù)信息；
步驟三數(shù)據(jù)采集盒與控制箱進(jìn)行通訊，通知控制箱采集射線打開和數(shù)據(jù)采集時(shí)間； 步驟四控制箱通知射線箱打開X射線，同時(shí)把X射線狀態(tài)告知數(shù)據(jù)采集箱；
步驟五探測(cè)盒把采集到的透射數(shù)據(jù)通過(guò)光纖傳遞到數(shù)據(jù)采集盒；
步驟六數(shù)據(jù)采集盒根據(jù)射線狀態(tài)決定是否存儲(chǔ)探測(cè)盒傳遞過(guò)來(lái)的圖像數(shù)據(jù)；步驟七數(shù)據(jù)采集完成后，控制箱通知數(shù)據(jù)采集盒停止采集，并斷開數(shù)據(jù)采集盒和井下控制箱連接；
步驟八操作員把數(shù)據(jù)采集盒帶到數(shù)據(jù)分析和顯示系統(tǒng)處，通過(guò)連接線把采集盒與數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)相連；
步驟九數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)采集盒中的數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，自動(dòng)定位皮帶接頭盒鋼絲異常區(qū)域，顯示透射圖像；以及
步驟十操作員根據(jù)圖像分析結(jié)果，判斷是否要對(duì)井下被測(cè)皮帶進(jìn)行檢修。本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)，其特征在于 所述數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于井下輸送帶數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，其進(jìn)一步包括 射線箱，其具有可對(duì)皮帶發(fā)射X射線的射線源，用于產(chǎn)生X射線； 探測(cè)盒，所述探測(cè)盒能夠獲取穿透皮帶后的X射線并進(jìn)行采集，得到一定射線源強(qiáng)度的數(shù)字信息； 控制箱，所述控制箱用于對(duì)射線源進(jìn)行控制，同時(shí)用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行交互； 數(shù)據(jù)采集盒，所述數(shù)據(jù)采集盒中內(nèi)置有內(nèi)部存儲(chǔ)單元，用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)透射數(shù)據(jù)，且數(shù)據(jù)采集盒上設(shè)有數(shù)據(jù)接口，通過(guò)數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)連接，所述數(shù)據(jù)采集盒與控制箱連接，用于啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集，并且將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到內(nèi)部存儲(chǔ)單元；以及電源模塊，所述電源模塊用于探測(cè)盒、控制箱和射線箱的供電； 所述數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)用于讀取數(shù)據(jù)采集盒中存儲(chǔ)單元的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，所述數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)進(jìn)一步包括 數(shù)據(jù)傳輸模塊，其用于用于讀取數(shù)據(jù)采集盒中的圖像數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，其用于將數(shù)據(jù)傳輸模塊讀取的圖像數(shù)據(jù)按照文件方式進(jìn)行存儲(chǔ)起來(lái)；數(shù)據(jù)分析模塊，其用于對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，定位鋼絲斷裂區(qū)域和接頭異常區(qū)域；以及 數(shù)據(jù)顯示模塊，其用于將數(shù)據(jù)分析模塊得到的皮帶透射數(shù)據(jù)通過(guò)圖像方式顯示出來(lái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)之間通過(guò)數(shù)據(jù)采集盒進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
3.一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一操作員在把數(shù)據(jù)采集盒攜帶到數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)處，把數(shù)據(jù)采集盒與控制箱相連，啟動(dòng)數(shù)據(jù)米集子系統(tǒng)； 步驟二 利用數(shù)據(jù)采集盒將數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集到的透射數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)采集盒的內(nèi)部存儲(chǔ)單元中； 步驟三透射數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，操作員把數(shù)據(jù)采集盒帶到數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)處；將數(shù)據(jù)采集盒與數(shù)據(jù)分析和顯示系統(tǒng)連接，傳輸透射數(shù)據(jù)；以及 步驟四數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)讀取傳輸過(guò)來(lái)的透射數(shù)據(jù)，分析透射數(shù)據(jù)異常，顯示透射圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)方法，其特征在于所述步驟一中，操作員在數(shù)據(jù)采集盒中選擇待檢測(cè)皮帶編號(hào)，同一個(gè)數(shù)據(jù)采集盒用于多條皮帶的數(shù)據(jù)采集。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤礦井下輸送帶X射線透射檢測(cè)系統(tǒng)，其包括采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)子系統(tǒng)用于井下輸送帶數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)能夠讀取采集盒中存儲(chǔ)單元的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，定位皮帶中的接頭和鋼絲異常區(qū)域，通過(guò)圖像方式直觀的呈現(xiàn)皮帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息；所述方法是把數(shù)據(jù)采集盒與控制箱相連，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；將采集到的透射數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)采集盒的內(nèi)部存儲(chǔ)單元中；存儲(chǔ)后，將數(shù)據(jù)采集盒與數(shù)據(jù)分析和顯示子系統(tǒng)連接，傳輸透射數(shù)據(jù)；讀取透射數(shù)據(jù)，分析透射異常，顯示透射圖像。本發(fā)明的有益效果為可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦井下皮帶檢測(cè)，減少井下光纖鋪設(shè)成本。
文檔編號(hào)G01N23/04GK102621168SQ20121010341
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者向霞, 朱鵬, 楊奎, 王東方, 王滿倉(cāng) 申請(qǐng)人:上海瑞示電子科技有限公司