专利详情

专利权人	西安电子科技大学
专利名称	一种传输机皮带损伤状况的光电一体智能检测装置
专利简介（摘要）	本实用新型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。本实用新型整体装置结构简单，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。
专利类型	发明专利
专利号	ZL202021034069.3	申请日	2020-6-8	有效期限	20年
技术领域	高新技术改造传统产业,
解决的技术问题	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	本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种传输机皮带损伤状况的光电一体智能检测装置，结合激光照射和基于视觉的图像处理，以实现对运行中皮带损伤状况的实时监控和检测，提高检测速度和精度。为实现上述目的，本实用新型的传输机皮带损伤状况的光电一体智能检测装置，包括：线形激光发生器、高速工业相机和测试箱。所述线形激光发生器，装载于待测皮带下方，用于产生绿色激光束，使其均匀地照射在待测皮带上，作为系统检测的标志线；所述高速工业相机，装载在便于拍摄绿色激光束的位置，以采集连续图像帧和获取实时视频显示；所述测试箱，其与高速工业相机和线形激光发生器相连接，用于分别对高速工业相机和线形激光发生器进行实时控制，并读取高速工业相机中的视频流，处理和检测视频流中显示的图像样本，实时向用户反馈皮带状态。进一步，所述线形激光发生器包括：激光源、开关控制电路和工作状态反馈电路；该激光源产生线形绿色激光束；该开关控制电路通过测试箱对激光开关进行控制；该工作状态反馈电路，实时检测激光工作状态，并反馈到测试箱。进一步，所述高速工业相机包括：USB3.0高速传输传输接口、高品质1/4英寸图像传感器和防护罩外壳，该USB3.0高速传输传输接口的像素不低于100万，帧频不低于30帧/秒；该高品质1/4英寸图像传感器采用能进行精准抓拍的全局快门；该防护罩的外壳设计为IP67 级工业防护，可防水防尘，且自带雨刷系统，用于清除积尘。进一步，所述测试箱中设有视频流处理系统，该系统包括：控制模块，用于控制线形激光发生器1以及高速工业相机2的工作状态，且兼有参数设置功能；通讯模块，用于向远程主控服务器实时反馈当前皮带的工作状态以及检测结果，同时接受服务器的控制指令；图像处理模块，用以对采集的图片样本实时进行处理与检测，依据所得图像中激光光束的变化情况判断皮带的损伤状况。
技术效果	第一，本实用新型由于采用激光作为参考目标线，弥补了当前皮带检测领域检测方式单一的不足，使得皮带损伤检测简易化，便于实时快速检测。第二，本实用新型整体结构简单，便于安装，并且可以实时反馈皮带损伤状况，具有初步物联网雏形；第三，检测结果精确高。目前皮带检测领域中的检测手段多为常见的警报信号检测抑或是人工检修，实现过程耗时且复杂；本实用新型的采用检测装置，能够快速地对皮带运行中的情况进行实时的检测，且检测结果精确。
专利交易方式	转让
预计交易额	5万元
联系人	王老师		电话	029-88382398
邮箱			QQ
备注