一、鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統概述：

1. 鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統產品特點

鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統適用于對強力鋼繩芯膠帶內的鋼絲繩斷繩、接頭抽動進行安全監(jiān)測，模塊化的系統具有可靠性強、靈敏度高、安裝調試簡單、上位機人機界面友好、操作系統易掌握等特點。

1.1   傳感器

鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統采用當前國外的鋼絲繩探傷檢測技術itunes，傳感器密集布置、免維護、測量穩(wěn)定性高、抗抖動性好、環(huán)境適應性強。

1.2  數據采集模塊

鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統多CPU構架的數據采集、通訊設計，保證了系統的實時性和信號的完整性。

1.3 通訊系統

鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統采用的現場總線通訊方式，具有實時性強、抗干擾性能好、誤碼率低等特點，并可兼容其它多種通訊方式。

1.4 上位計算機監(jiān)控軟件

模擬膠帶實際運行工況，膠帶接頭編號和實際一致，掃描獲得的接頭、斷頭數據以圖形方式在地面計算機上直觀顯示，使用超級照相機功能可以實現當前數據和基礎數據、當前數據和歷史數據、歷史數據和歷史數據之間的任意比較，從而使對斷頭變化、接頭抽動有了判斷依據和參照標準itunes；軟件自動報警功能可以及時提醒操作人員，避免發(fā)生斷帶事故。

2. 鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統用途和適用范圍

鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統可適用于各類礦山、港口、碼頭、電廠、水泥廠等使用強力鋼繩芯膠帶的場所。

鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統系統在淋水、潮濕、高低溫、強磁場等各種復雜惡劣的環(huán)境下均可以正常工作，適合于各種形式的強力膠帶，如防縱撕膠帶等。

3.鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統組成

表1：系統組成設備表

4. 適用條件

（1）工作溫度：-20℃～40℃；

（2）相對濕度：≤98％；

（3）大氣壓力：80 Kpa～110 Kpa；itunes

（4）含有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下；

（5）貯存溫度：-40℃～60℃。

二、鋼繩芯輸送帶在線無損監(jiān)測系統結構特征

1．ZSC127-Z探傷主機

ZSC127-Z探傷主機由3臺探傷傳感器箱、3組數據采集/通訊模塊組成。每臺探傷傳感器箱內置16個探傷傳感器，由1組數據采集/通訊模塊進行數據采集、存儲，并將數據傳輸到地面中心站計算機，所有部件布置在不銹鋼箱體內，然后再使用不銹鋼護罩進行防護。雙層不銹鋼防護保證了主機在煤礦惡劣的工作環(huán)境下能夠正常工作。

探傷主機略寬于膠帶寬度，以保證在皮帶跑偏的情況下仍然能夠實現對膠帶全寬度范圍的鋼絲繩進行檢測。

    探傷主機的高亮度LED指示燈用于顯示工作狀態(tài)。三個蘭色LED亮表示電源正常、三個黃色LED亮表示主機工作正常、三個紅色LED任意一個亮表示出現故障，三個白色LED任意一個亮表示膠帶接頭或斷頭通過主機箱。

2．ZSC127D-K隔爆兼本安控制主機

電源箱的主要部件包括：隔爆外殼、三組12V/0.8A本安電源模塊、一組遠程停送電控制模塊、1個電源變壓器、一個電源濾波器、二組接線端子排等部件。

隔爆殼內的所有部件均集成在機芯上，可以整體抽出，便于檢修和維護。

3．通訊接口結構

通訊接口為礦用一般兼本質安全型，安裝在地面監(jiān)控中心。

除通訊轉換電路外，耐壓達3000V的光耦和DC/DC轉換電路將計算機的非本安輸出和itunes通訊接口的本安輸出隔離開來，從而保證了通往井下的通訊線路的本質安全性能。

 通訊接口有電源指示、通訊狀態(tài)指示及故障指示燈。

三、工作原理

探傷主機內置的標準型傳感器箱密集布置了48組傳感器，每組傳感器監(jiān)測1~2根鋼絲繩，膠帶以正常速度運行的狀況下，各組傳感器對膠帶內的鋼絲繩進行不間斷的掃描檢測。

探傷主機的寬度大于皮帶寬度100mm以上，以保證在皮帶跑偏的情況下，探傷主機仍然能夠覆蓋所有鋼絲繩。

傳感器的探傷原理是通過探測鋼絲繩的導磁性能來判斷鋼絲繩的受損情況，以及接頭是否發(fā)生抽動。

如圖4所示，無損傷、連續(xù)的鋼絲繩導磁性能良好，通過探傷主機安裝位置時，傳感器不會產生任何信號。

當膠帶內的鋼絲繩出現斷頭、銹蝕等情況時，鋼絲繩的導磁性能變差，傳感器檢測到信號的變化后，經過信號處理電路，將信號轉換成方波。

傳感器輸出的方波信號寬度和鋼絲繩斷口大小成正比，斷口小，方波信號則窄，反之，方波信號就寬；同時，與鋼絲繩斷口到傳感器的距離成反比，距離越大，方波信號越窄。

傳感器具有很高的靈敏度，當一根鋼絲繩受損時，附近布置的幾個傳感器都會感應出信號。

鋼絲繩斷口，在該斷口左右布置的傳感器C1~C4都檢測到了該斷口，因此都有信號輸出。由于傳感器C2、C3到斷口的距離L2、L3小，所以輸出的方波信號寬，傳感器C1、C4到斷口的距離L1、L4大，輸出的方波信號就窄。

數據采集/通訊模塊采集到傳感器輸出的方波信號后，將數據傳輸至地面計算機。地面計算機截取出方波的寬度，以紅色或者綠色線條表現方波的寬窄。每個線條對應一個傳感器輸出的信號，線條的長短和傳感器輸出的方波信號的寬窄相對應。

典型的斷頭信號在計算機上顯示的圖形如圖5所示。該圖說明：在斷頭附近布置的4個傳感器都檢測到了該斷頭，短線條表示傳感器距離斷頭遠，線條越長，則斷頭距該傳感器越近。

四、信號特征及斷頭、接頭抽動判斷

1．斷頭、銹蝕、劈絲等檢測圖形特征

1.1  鋼絲繩有明顯的斷頭時，通常連續(xù)的3~4個傳感器都有信號輸出，檢測圖形的特征為中間大、上下小。

1.2  鋼絲繩有銹蝕、劈絲等情況時，檢測圖形要比斷頭圖形小，且無明顯的斷頭圖形特征，如圖7所示。

1.3  傳感器輸出的信號有以下特征：

（1）鋼絲繩斷口間距≤80mm，斷口間距增大時，信號大小（方波寬度）隨著增大，如圖6.1、圖6.2所示。

（2）鋼絲繩斷口間距≥80mm時，信號分為2個。

當出現鋼絲繩有銹蝕、劈絲等情況時，實際中往往采取補膠、背鋼絲繩等措施，無論采取哪種措施itunes，斷頭仍然是存在的，因此，反映在計算機上的信號也仍然存在。但斷頭變大時，檢測圖形也會增大，以此可以判斷斷頭的變化。

2．接頭檢測圖形特征

2．1 標準硫化接頭

不同接法的硫化接頭，接頭內的鋼絲繩是對接或搭接的，并有以下規(guī)律：

 （1）一級接頭鋼絲繩全部為搭接，沿膠帶寬度方向形成2列斷點；二級接頭鋼絲繩一對一搭，沿膠帶寬度方向形成3列斷點；三級接頭二對一搭，沿膠帶寬度方向形成4列斷點。

（2）無論對接口或搭接口，都呈傾斜布置。

根據傳感器的工作原理，當接頭內的各列斷點通過傳感器箱安裝位置時，所有傳感器都會出現信號，相應地，檢測結果也應該出現2列信號、3列信號、4列信號；并應該正確地顯示接頭接法——對接口或搭接口的傾斜方向。

接頭有規(guī)律地形成3列斷點，兩者之間的區(qū)別是對接口或搭接口的傾斜方向相反。

2.3接頭抽動的判斷

   接頭發(fā)生抽動時，軟件會自動報警。還可以通過人工分析接頭的變化，系統軟件有圖形拍攝功能，可以將當前接頭圖形拍攝成照片，和基礎數據圖形進行對比。

   當接頭發(fā)生抽動后，檢測結果圖形會發(fā)生變化，圖12itunes顯示了一個典型的接頭抽動案例。發(fā)生抽動后的接頭圖形，和正常接頭相比，信號變大并有斷裂，發(fā)生了明顯變化。

五、實現的功能及性能特點

1．實現的功能

（1） 對鋼絲繩芯膠帶的斷繩、銹蝕、損傷等狀況進行在線實時監(jiān)測，并能準確定位。

（2） 實現硫化接頭抽動、接頭脫膠、接頭內斷繩、損傷的在線實時監(jiān)測。

（3） 模擬X光機檢測方式，整條皮帶的接頭、斷繩、銹蝕、損傷等狀況以全圖形化方式顯示、儲存；操作軟件可以隨意打開多個窗口，調出基礎數據、當前數據、歷史數據任意比較分析；的圖形拍照功能，極大地方便了現場操作人員對接頭、斷繩、銹蝕、損傷等圖形的變化情況進行分析比較。

（4） 斷頭變化、接頭抽動自動報警功能。監(jiān)控軟件采用數據分析和圖形比較二種計算方法，使得自動報警更加可靠。

（5） 計算機顯示的接頭編號和膠帶實際編號一致，新增接頭可由用戶自定義。

（6） 檢測結果實時打印功能。

（7） 遠程停送電功能。打開監(jiān)控軟件開始檢測時，系統自動上電，皮帶停止運行，系統自動斷電。

（8） 檢測結果可通過Internet遠傳至制造廠，由制造廠專家進行itunes檢測結果分析。

2．性能特點

（1）探傷主機具有抗皮帶抖動性能。

（2）探傷傳感器無需調整工作點，免維護，信號大小始終一致。

（3）工作原理與國內類似設備有本質上的不同，無振蕩電路，從根本上消除了傳感器的自激干擾、實現了傳感器的密集布置及單箱體結構。

（4）三組CPU并行工作，保證了皮帶在高速運行狀態(tài)下采集數據不丟失。

（5）優(yōu)異的抗干擾性能——大功率除鐵器、大功率電機等強磁場干擾環(huán)境不影響正常工作。

（6）即安即測，無需磁化鋼絲繩。

六、主要技術參數

1． 適應膠帶寬度：800~2500mm。

2． 膠帶運行速度：0.5~6m/s。

3． 實時采集的接頭數據重復率≥96%，斷頭數據重復率≥98%。

4． 皮帶內鋼絲繩斷頭、損傷、銹蝕判斷準確率：100％。

5． 硫化接頭抽動分辨率≤1mm。

6.  鋼絲繩斷頭、損傷、銹蝕定位：縱向距離誤差±300mm， 橫向距離誤差±10mm。

7． 通訊方式：CAN總線、RS485、以太網任意選擇。

8． 通訊媒介：通訊電纜、光纜、電話線任意選擇。

9． 計算機工作環(huán)境溫度：0℃~45℃，傳感器工作環(huán)境溫度：-20℃~45℃。

10．電源電壓：127V/220V，頻率50Hz，功率≤150W。

11．通訊距離≥10km；傳輸速率：10~200kbps。

12．軟件操作界面：Windows XP/NT/9x itunes。