專利名稱：工況檢測方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工況檢測技術(shù)，尤其涉及一種帶式輸送機(jī)的非接觸式工況檢測方法、 裝置及系統(tǒng)；屬于自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
如今，作為一種重要的傳輸設(shè)備，帶式輸送機(jī)的應(yīng)用極為廣泛，但由于帶式輸送機(jī) 的工作環(huán)境和工作條件相當(dāng)復(fù)雜，難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的突發(fā)事故。為了保證帶式輸送機(jī) 正常工作，少出乃至不出事故，或者在出現(xiàn)事故時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并給予修復(fù)，對帶式輸送機(jī)的 實(shí)時(shí)工況監(jiān)測與故障診斷技術(shù)提出了越來越高的要求，特別是針對跑偏、堆煤、異物、縱向 撕帶、火災(zāi)等常見重大事故的在線監(jiān)測與綜合保護(hù)技術(shù)，這些技術(shù)基于分別安裝相應(yīng)的傳 感器，監(jiān)控特定的工況。 例如在帶式輸送機(jī)工作過程中，由于大塊異物如尖角矸石、煤塊及長條鐵等落到 輸送帶上卡住而造成輸送帶縱向撕裂，其撕裂部分主要在給料點(diǎn)，必須加以保護(hù)，目前常用 的幾種撕裂檢測裝置有棒型檢測器、漁線式檢測裝置、測振式檢測裝置等等。又例如用于 防偏保護(hù)的DXM型防偏裝置、礦用跑偏開關(guān)(KPT1)型防偏裝置，用于煙霧保護(hù)的CY1型煙 檢裝置，用于堆煤保護(hù)的帶有防漏環(huán)的煤位電極式傳感器和帶觸頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)碰撞式傳感 器。 以上檢測與保護(hù)裝置種類雖多，但其基本工作原理卻非常相似，即通過各種傳感 器、信號處理器和周圍環(huán)境信號進(jìn)行交換，然后再提供給控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、判斷和決策， 但由于應(yīng)用環(huán)境與條件復(fù)雜，傳感器在實(shí)際應(yīng)用中往往靈敏度不高，可靠性較低，壽命亦較 短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種工況檢測方法、裝置及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對帶式輸送機(jī)的各種 工況進(jìn)行高可靠性地實(shí)時(shí)檢測。 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種工況檢測方法，該方法包括采集帶式輸送機(jī)的圖像信 息；對上述圖像信息進(jìn)行分析處理，判斷出上述帶式輸送機(jī)的工況。 本發(fā)明實(shí)施例提供了 一種工況檢測裝置，該裝置包括采集單元，用于采集帶式輸 送機(jī)的圖像信息；處理單元，用于對上述圖像信息進(jìn)行分析處理；檢測單元，用于根據(jù)處理 單元處理后的信息，判斷出上述帶式輸送機(jī)的工況。 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種工況檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括工況檢測裝置和帶式輸送 機(jī)，其中工況檢測裝置用于采集上述帶式輸送機(jī)的圖像信息，對上述圖像信息進(jìn)行分析處 理，并根據(jù)分析處理后的信息判斷出上述帶式輸送機(jī)的工況。 上述工況檢測方法、裝置及系統(tǒng)，通過采集帶式輸送機(jī)的圖像信息，并對上述圖像 信息進(jìn)行分析處理以判斷帶式輸送機(jī)的工況，避免了設(shè)置多個(gè)傳感器的復(fù)雜性，提高了檢 測的可靠性和靈敏性。



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1為本發(fā)明工況檢測 2為本發(fā)明工況檢測 3為本發(fā)明工況檢測 4為本發(fā)明工況檢測 5為本發(fā)明工況檢測 6為本發(fā)明工況檢測 7為本發(fā)明工況檢測 8為本發(fā)明工況檢測 9為本發(fā)明工況檢測 10為本發(fā)明工況檢《 11為本發(fā)明工況檢i 12為本發(fā)明工況檢i 13為本發(fā)明工況檢《 14為本發(fā)明工況檢i 15為本發(fā)明工況檢《
方法實(shí)施例的流程方法實(shí)施例中輸送帶在tn—工時(shí)刻的圖像示意圖； 方法實(shí)施例中輸送帶在tn時(shí)刻的圖像示意圖； 方法實(shí)施例中輸送帶未跑偏時(shí)的圖像示意圖； 方法實(shí)施例中輸送帶跑偏時(shí)的圖像示意圖； 方法實(shí)施例中輸送帶未縱向撕裂時(shí)的圖像示意圖； 方法實(shí)施例中輸送帶縱向撕裂時(shí)的圖像示意圖； 方法實(shí)施例中不存在堆料時(shí)的圖像示意圖； 方法實(shí)施例中存在堆料時(shí)的圖像示意圖； 卯方法實(shí)施例中不存在異物時(shí)的圖像示意圖； 卯方法實(shí)施例中存在異物時(shí)的圖像示意圖； 卯方法實(shí)施例中帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的圖像示意圖 卯方法實(shí)施例中帶式輸送機(jī)超載運(yùn)行時(shí)的圖像示意圖 卯裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 卯系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案。
如圖1所示，為本發(fā)明工況檢測方法實(shí)施例的流程圖，該方法包括
步驟101、采集帶式輸送機(jī)的圖像信息； 步驟102、對上述圖像信息進(jìn)行分析處理，判斷出上述帶式輸送機(jī)的工況。 上述步驟101中，采集帶式輸送及的圖像信息可以通過在帶式輸送機(jī)上方設(shè)置多
個(gè)攝像頭來實(shí)現(xiàn)；上述步驟102中，帶式輸送機(jī)的工況包括很多參數(shù)，例如帶式輸送機(jī)的運(yùn)
行速度、跑偏程度、輸送帶的縱向撕裂程度、煙霧與灰塵的區(qū)分、堆料的檢測、異物的檢測和
超載的檢測等等，下面分別針對這些參數(shù)信息來闡明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程，其中，圖2-圖13
中的B均表示輸送帶 1、判斷帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度 通過定時(shí)采集到的相鄰兩幅圖像中特征點(diǎn)，并對上述特征點(diǎn)的位移進(jìn)行計(jì)算得 到；例如，本實(shí)施例中通過采集圖2中輸送帶B在tn—工時(shí)刻的特征點(diǎn)A和圖3中輸送帶B在 tn時(shí)刻的特征點(diǎn)A間的位移L，根據(jù)如下公式計(jì)算帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度v : "丄xa A 其中，A t = tn_tn—i ;L為兩幅圖像中特征點(diǎn)A的位移；A t表示帶式輸送機(jī)的運(yùn)行 時(shí)間，a為幾何修正系數(shù)。 另外，如圖2、圖3所示，輸送帶上的特征點(diǎn)可以設(shè)置多個(gè)，具體個(gè)數(shù)根據(jù)需要設(shè) 置，但通常情況下，特征點(diǎn)可以分為輸送帶或物料固有的局部幾何點(diǎn)組合和人工預(yù)先在輸 送帶邊緣做的標(biāo)記兩種。
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2、判斷帶式輸送機(jī)是否跑偏通過將所述帶式輸送機(jī)的實(shí)時(shí)圖像與本地保存的標(biāo) 準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，計(jì)算帶式輸送機(jī)輸送帶的跑偏偏移量。例如，可以通過記錄輸送機(jī)正常運(yùn) 行時(shí)如圖4中所示的輸送帶左邊緣與圖像左邊緣的間距1。，實(shí)時(shí)測量采集圖5中輸送帶左 邊緣與圖像左邊緣的間距L，來計(jì)算輸送帶的偏移量Al :
<formula>formula see original document page 5</formula>
其中，當(dāng)A 1 > 0時(shí)為左跑偏；反之則為右跑偏。 3、判斷帶式輸送機(jī)是否存在縱向撕裂帶式輸送機(jī)工作過程中，由于大塊異物如 尖角矸石、煤塊及長條鐵等落到輸送帶上卡住而造成輸送帶縱向撕裂。由于異物卡在裂縫 中，使皮帶變寬。通過測量圖像中輸送帶的寬度是否變寬，可以判定輸送帶是否縱向撕裂。 圖6中的x。表示輸送帶未縱向撕裂即正常時(shí)的寬度、圖7中的Xl表示輸送帶縱向撕裂后的 寬度，當(dāng)x。 < Xl時(shí)，可以認(rèn)定輸送帶發(fā)生縱向撕裂現(xiàn)象。 4、煙霧檢測由于機(jī)械原因，輸送帶與托滾發(fā)生摩擦生熱，產(chǎn)生煙霧，進(jìn)而發(fā)生火 災(zāi)，通過對煙霧的監(jiān)測可以防止發(fā)生火災(zāi)。通過圖像判斷煙霧與通過圖像判斷圖像中有粉 塵的方法比較接近；但由于煙霧的顏色發(fā)青，而粉塵的顏色與物料的顏色基本相同，所以通 過對圖像中不同顏色的分析，可以區(qū)分出煙霧和粉塵。 5、堆料檢測堆料現(xiàn)象主要發(fā)生在輸送機(jī)機(jī)頭或其他卸料點(diǎn)；通過分析采集來的 卸料點(diǎn)的圖像，監(jiān)視料堆的輪廓大小，當(dāng)料堆的輪廓超過預(yù)定值時(shí)，則判斷發(fā)生堆料現(xiàn)象。 上述料堆的預(yù)定值可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，例如，可以將圖8中料堆C的輪廓大小設(shè)為預(yù)定 值，當(dāng)圖9中料堆C的輪廓大小大于上述預(yù)定值時(shí)，則可以確認(rèn)圖9中發(fā)生了堆料現(xiàn)象。
6、異物檢測異物檢測主要是檢測輸送帶上是否有影響輸送機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的物品， 如棍棒、長形鐵、人等。因輸送機(jī)主要運(yùn)載的是散裝物料，其形狀與異物有明顯區(qū)別，所以 通過實(shí)時(shí)分析采集來的圖像，可以發(fā)現(xiàn)異物，例如通過將圖IO和圖11的圖像中的輸送帶上 的物料和棍棒D的形狀進(jìn)行比較，判斷出D為異物。 7、超載檢測對散裝物料而言，輸送機(jī)是否超載，可以根據(jù)其料流寬度來判斷。通 過圖像處理測量出圖12中的料流E的寬度為yl，圖13中的料流E的寬度為y2，當(dāng)y2大于 yl時(shí)，判斷為超載運(yùn)行。另外，經(jīng)過標(biāo)定或通過已知物料的動(dòng)堆積角和堆密度，還可以計(jì)算 出輸送量的大小。 上述工況檢測方法，通過采集帶式輸送機(jī)的圖像信息，并對上述圖像信息進(jìn)行分 析處理以判斷帶式輸送機(jī)的工況，避免了在輸送帶的多個(gè)位置設(shè)置多個(gè)傳感器，降低了檢 測的復(fù)雜性，提高了檢測的可靠性和靈敏性。 如圖14所示，為本發(fā)明工況檢測裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括采集單
元ll，用于采集帶式輸送機(jī)的圖像信息；處理單元12，用于對上述圖像信息進(jìn)行分析處理；
檢測單元13，用于根據(jù)處理單元12處理后的信息，判斷出上述帶式輸送機(jī)的工況。 其中，上述采集單元可以和處理單元及檢測單元嵌入在一個(gè)實(shí)體中，當(dāng)然，也可以
根據(jù)需要分開設(shè)置在不同的實(shí)體中，但無論哪種設(shè)置方式，只要其包括上述采集單元、處理
單元及檢測單元所具有的功能，都屬于本發(fā)明要保護(hù)的技術(shù)方案。 上述工況檢測裝置，通過采集單元采集帶式輸送機(jī)的圖像信息，通過處理單元對 上述圖像信息進(jìn)行分析處理，并通過檢測單元來判斷帶式輸送機(jī)的工況，避免了在輸送帶 的多個(gè)位置設(shè)置多個(gè)傳感器，降低了檢測的復(fù)雜性，提高了檢測的可靠性和靈敏性。
如圖15所示，為本發(fā)明工況檢測系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括工況檢 測裝置1和帶式輸送機(jī)2，其中工況檢測裝置1用于采集上述帶式輸送機(jī)2的圖像信息，對 上述圖像信息進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析處理后的信息判斷出上述帶式輸送機(jī)2的工況。
上述工況檢測系統(tǒng)，通過采集帶式輸送機(jī)的圖像信息，并對上述圖像信息進(jìn)行分 析處理以判斷帶式輸送機(jī)的工況，避免了在輸送帶的多個(gè)位置設(shè)置多個(gè)傳感器，降低了檢 測的復(fù)雜性，提高了檢測的可靠性和靈敏性。 最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡 管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然 可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
一種工況檢測方法，其特征在于包括采集帶式輸送機(jī)的圖像信息；對所述圖像信息進(jìn)行分析處理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況檢測方法，其特征在于所述采集帶式輸送機(jī)的圖像信息 包括定時(shí)采集帶式輸送機(jī)的相鄰兩幅圖像中的特征點(diǎn)信息； 所述對所述圖像信息進(jìn)行分析處理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況包括 通過對所述相鄰兩幅圖像中的特征點(diǎn)的位移進(jìn)行計(jì)算得到帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況檢測方法，其特征在于所述對所述圖像信息進(jìn)行分析處 理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況包括將所述帶式輸送機(jī)的實(shí)時(shí)圖像與本地保存的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，計(jì)算帶式輸送機(jī)輸送 帶的跑偏偏移量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況檢測方法，其特征在于所述對所述圖像信息進(jìn)行分析處 理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況包括通過比較帶式輸送機(jī)圖像中的輸送帶的寬度，確定帶式輸送機(jī)的輸送帶是否縱向撕裂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況檢測方法，其特征在于所述對所述圖像信息進(jìn)行分析處 理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況包括通過對帶式輸送機(jī)圖像中的不同顏色進(jìn)行分析，區(qū)分出煙霧和灰塵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況檢測方法，其特征在于所述對所述圖像信息進(jìn)行分析處 理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況包括識別出帶式輸送機(jī)中堆料點(diǎn)的位置，并對所述位置處的圖像輪廓進(jìn)行分析； 當(dāng)所述圖像輪廓大于預(yù)定值，則確認(rèn)所述位置處的物料發(fā)生堆料現(xiàn)象。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況檢測方法，其特征在于所述對所述圖像信息進(jìn)行分析處 理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況包括對帶式輸送機(jī)上的料流圖像形狀進(jìn)行分析，識別出異物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工況檢測方法，其特征在于所述對所述圖像信息進(jìn)行分析處 理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況包括通過對帶式輸送機(jī)上的料流寬度進(jìn)行測量，計(jì)算出料流輸送量的大小，判斷出是否超 載運(yùn)行。
9. 一種工況檢測裝置，其特征在于包括 采集單元，用于采集帶式輸送機(jī)的圖像信息； 處理單元，用于對所述圖像信息進(jìn)行分析處理；檢測單元，用于根據(jù)處理單元處理后的信息，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況。
10. —種工況檢測系統(tǒng)，包括工況檢測裝置和帶式輸送機(jī)，其特征在于所述工況檢測裝 置，用于采集所述帶式輸送機(jī)的圖像信息，對所述圖像信息進(jìn)行分析處理，并根據(jù)分析處理 后的信息判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例涉及一種工況檢測方法、裝置及系統(tǒng)，其中，上述工況檢測方法包括采集帶式輸送機(jī)的圖像信息；對所述圖像信息進(jìn)行分析處理，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況。工況檢測裝置包括采集單元，用于采集帶式輸送機(jī)的圖像信息；處理單元，用于對所述圖像信息進(jìn)行分析處理；檢測單元，用于根據(jù)處理單元處理后的信息，判斷出所述帶式輸送機(jī)的工況。上述工況檢測方法、裝置及系統(tǒng)，通過采集帶式輸送機(jī)的圖像信息，并對上述圖像信息進(jìn)行分析處理以判斷帶式輸送機(jī)的工況，避免了設(shè)置多個(gè)傳感器的復(fù)雜性，提高了檢測的可靠性和靈敏性。
文檔編號G01D21/02GK101738224SQ20081022552
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者任安祥, 孫靜, 田柏林 申請人:任安祥;田柏林;孫靜