目 錄一 概述 1二 技術指標 1三 設計原理 2四 探傷儀組成及功能 3五 探傷儀特點 4六 探傷儀安裝 4七 電氣線路架設 5八 探傷儀軟件及設備的調試 5九 今后多皮帶檢測實現 7十 技術服務與培訓 8一、 概論1.1 設計的目的和意義 一座現代化的大型礦井，年生產能力幾百萬噸。井下運輸主要以膠帶運輸為主，鋼繩芯輸送帶又占到很大比例，它在運行過程中，膠帶接頭受力過大而抽動，或膠帶鋼絲繩因受外力的沖擊而被砸斷，或者因膠皮破損受水的銹蝕造成斷繩或銹蝕。這些問題的出現會給膠帶的安全運行帶來極大的隱患，甚至造成重大的傷亡事故。由于井下環境的特殊性，我們設計出了電磁感應式、非接觸式強力皮帶綱繩芯在線檢測儀。 l、采用現代高新技術,實現膠帶的實時在線檢測,減少停機時間,增加生產能力。 2、采用現代檢測手段,把工人從繁重、不利于身體健康的工作環境中解放出來，實現膠帶接頭和斷頭的全自動檢測。 3、實現早期診斷、預測，避免重大事故的發生。4、實現故障報警和數據的貯存。5、實現數據共享，通過局域網可以在任何一臺計算機上查看皮帶情況。1.2 設計的主要內容及創新點1.2.1 主要內容 本安型磁感傳感器的研制； 本安電源的設計； 下位機數據采集模塊的軟硬件設計； 數據通訊模塊的研制； 上位機數據處理及控制單元的軟硬件設計。1.2.2 創新點 研制出了獨有的本安型自感式高靈敏度傳感器； 有效地解決了快速并行數據采集和串行數據傳輸相銜接的問題； 實現了數據的等空間采集技術，具有數據避錯、容錯以及自動校零功能； 獨有的算法，智能地判斷接頭脫膠及抽動的變化趨勢曲線； 獨有的模糊還原算法，智能地反映膠帶接頭局部對繩、搭接繩的變化情況； 獨立模塊化設計，根據煤礦井下不同的網絡，選擇電話線、光纖或以太網進行數據遠距離傳輸。二、 本探傷儀的技術指標 膠帶硫化接頭等級： 一級至四級 膠帶寬度： 8002000 mm 膠帶運行速度： 0.56 m/s 計算機工作溫度： 035 傳感器工作環境溫度： -540 工作環境相對濕度： 953%（25時） 海拔高度： -1000m3000m 本檢測儀應安裝在無嚴重淋水和滴水的位置 電源電壓： AC127V，50Hz 最大功率： 300W 傳感器箱與電源控制箱距離： 100m 檢測接頭和斷繩準確率90%以上，斷繩位置誤差：縱向距離誤差0.3m，橫向距離誤差50mm三、 設計原理該探傷儀主要是基于電磁感應原理，利用鋼絲繩芯輸送帶已有的靜態磁場以及輸送帶接頭脫膠、抽動和鋼絲繩銹繩、斷繩時引起的鋼絲繩磁場變化的特性，通過我公司研制的獨有的“自感式高靈敏度磁感傳感器”該傳感器結合了強磁和弱磁（剩磁）優點，屬于復合型傳感器，傳感器將磁場變化量轉變成數字信號，該數字信號經中央處理計算機進行處理后，一路信號傳至顯示窗口顯示；另一路數字信號通過通訊發送器傳至地面計算機內，由專用軟件處理后最終得到鋼絲繩芯輸送帶接頭、銹繩、斷繩的實際變化情況及接頭變化曲線趨勢圖。如下圖為探傷儀工作原理圖：四、 探傷儀組成及功能 系統組成的結構框圖如下圖所示：打印機顯示器主機220V電源電源控制箱速度傳感器A傳感器B傳感器C傳感器調節箱該探傷儀共有以下幾部分組成:計算機監測部分：實現對輸入的信號的采集、分析、處理、輸出，并得出結果。礦用隔爆兼本安電源控制箱： 完成傳感器信號的采集；數據編碼傳輸以及提供本安電源；傳感器部分：完成鋼絲繩芯輸送帶接頭和斷頭信號的拾取。調節箱：完成對探測傳感器工作狀態的調節及顯示；測距傳感器：完成對輸送帶長度的測量，對判斷出銹繩、斷繩的位置準確定位。功能:1、完成對鋼絲繩芯輸送帶接頭脫膠、抽動、接頭內銹蝕、接頭內斷繩的無損在線檢測及數據后處理， 并能用圖形反映出膠帶接頭局部對口、搭接口的變化情況，智能的繪出接頭脫膠及抽動變化趨勢曲線，清晰的反映出輸送帶接頭的變化狀況。 2、完成對鋼絲繩芯輸送帶中鋼絲繩的銹蝕、斷繩的無損在線檢測及數據后處理，智能判斷出銹繩、斷繩的情況并準確定位，準確率達100%。3、實現計算機實時顯示接頭、銹繩、斷繩的運行狀況并貯存數據。4、實現對接頭、斷繩、銹繩的異常報警。5、實現數據共享，通過局域網可以在任何計算機上查看皮帶狀況。 6、通過電話線或光纖實現數據的遠距離通信。 7、實現接頭、繡繩、斷繩數據的日、月、歷史數據報表及圖形的打印，數據保存時間長達8年。 8、產品操作簡單，使用方便，對人體無任何損害，完全可以替代X光機檢測裝置，大大降低工人的勞動強度，縮短檢測時間。 9、探頭與皮帶之間距離由原來的35mm提高到50-70mm，防止異物卡在探頭與皮帶之間對探頭及皮帶造成損傷。 五、 探傷儀的特點該探傷儀實現了對膠帶無損傷，在線式實時監測，Windows界面，操作簡單，使用方便。對人體無任何損害。它可以完全取代現用光機檢測裝置。可大大降低工人的勞動強度，改善其勞動工作條件，縮短檢測時間，節省能源，明顯提高了經濟效益。六、 探傷儀的安裝傳感器的安裝：傳感器位置的選定：傳感器的安裝位置要盡量遠離強磁場，不易受砸的場合，另外還要考慮安裝維護方便和信號傳輸距離。注意:本傳感器信號傳輸最大距離為：100米。傳感器的安裝： 選好位置后，4個傳感器箱應安放于下輸送帶的上部，為確保信號平穩，應使傳感器覆蓋下的輸送帶變為平帶。4個傳感器箱到輸送帶的垂直距離及A、B、C三箱之間的距離跟據現場的情況再確定。具體安裝如下圖所示： 說明：具體安裝尺寸須根據現場條件，安裝調試后確定。測距傳感器安裝 測距傳感器安裝時，要選擇輸送帶抖動很小、最好輸送帶下面有平托棍的地方，使磨擦輪壓緊輸送帶。調節箱的安裝選擇距離傳感器箱較近、抖動很小的大架上，最好安裝到墻上。礦用隔爆兼本安電源控制箱的安裝電源控制箱應安裝于距傳感器較近無震動的地方，要求易于觀察，易于接線。說明：如果地面安裝，電源控制箱可以選用非防爆電源箱。電源控制器的安裝 電源控制器和計算機系統放置在一起，它的電源由UPS電源提供。探傷儀電纜線的接線所有電纜線在與各裝置連接時，必須使得電纜線上的標志與各裝置上的標志相一致。 以上設備安裝，需礦方組織相關的人員安裝，由我方技術人員負責現場指導。計算機系統的安裝首先把主機、顯示器、打印機和計算機主機箱后的數據采集接口（即九針插口）連接起來，各連接線應與各自插口相對應，不能插錯（計算機后插口處有說明）。連接時注意它們的電源都應由UPS電源提供。UPS電源輸入電壓為交流220V。然后試機，即按下計算機電源（Power鈕）及打印機電源，啟動計算機，看它是否能正常啟動及打印機自檢是否正常，開機順序： 打開UPS電源開計算機開打印機；如無故障可繼續安裝下去，如有故障，排除后，再繼續安裝。當計算機安裝調試通過后，方可把所有傳輸電纜相連接。電纜連接時應按照插座的標志和指示相連，絕對不允許接錯。所有部件都應按安裝說明來安裝，安裝完畢后，應仔細檢查、校對是否有安裝錯誤，確認無誤后方可上電進行系統的下一步調試。七、 電氣線路架設 主要是指連接各傳感器和電源控制箱的電纜線，所用電纜為0.3mm216芯的礦用阻燃屏蔽電纜線，距離不大于100米；電源控制箱與計算機之間的通訊線，根據距離遠近，可選用電話線或光纖，若用電話線最大距離不大于8000千米，建議，距離大于4000千米最好選用光纖傳輸。由于距離較遠，布線較為困難，中間需要穿線管與走電纜橋架。具體布線需我礦派人負責安裝、敷線。八、 探傷儀軟件及設備的調試 軟件處理的運行環境是在windowsXP下，數據庫支持軟件是SQL Server，該軟件已預裝到計算機中，設備安裝完成，檢查無誤后，就可以調試設備。具體界面如下： 主參數設置界面 區分接斷頭界面8.1 系統設置這里的所有設置必須由廠家的工作人員來修改，用戶不能直接修改，第一次使用必須先進行系統設置（這里包含系統正確運行的參數）。一主參數設置1 名稱：在報表打印時所要打印的報表名稱。2 傳感器數：所安裝的傳感器箱中的傳感器總數。3 鋼絲繩數：輸送帶中的鋼絲繩數量。4 最后一個頭距初位的距離：皮帶的總長度。 5 毛刺信號：這樣的信號將在數據分析過程中忽略不計。 6. 文件位數：保存的數據是五位還是四位。 7. 設備是井下用的還是井上用的。二接頭查詢顯示 顯示臺階圖形選擇：選中的臺階將在接頭查詢中顯示，沒選中的將不顯示。顯示臺階數據設置：把搭接頭和臺階對應起來，把對接頭和臺階對應起來。 接頭查詢顯示界面 斷頭查詢顯示界面8.2接頭查詢： 基礎數據：可以在列表中選擇要顯示的基礎數據項目。實時采集數據：可以在列表中選擇要顯示的實時數據項目。接頭：可以在列表中選擇要顯示的接頭號。接頭信號可以通過上個傳感器和下個傳感器來瀏覽。接頭搭接圖形顯示：顯示輸送帶接頭的搭接圖形，經過查看距初位的距離、信號大小與基礎數據進行對比后來判斷輸送帶接頭的狀況。 斷頭查詢界面 接頭查詢界面8.3接頭曲線圖： 基礎數據：在列表中選擇要作為實時數據項目參考的基礎數據項目。實時采集數據：在列表中選擇要在圖中顯示的實時數據項目。接頭：在列表中選擇要在圖中顯示的接頭。8.4疑問數據：疑問數據項目列表：此列表顯示系統所有疑問數據項目，選擇要顯示的疑問數據項目，右邊則顯示所選中的疑問數據項目的數據。打印疑問數據的檢測報告：在疑問數據項目列表中選擇要打印的疑問數據項目，點擊打印疑問數據的檢測報告，即可打印。刪除選擇的疑問數據項目：在疑問數據項目列表中選擇要刪除的疑問數據項目，點擊刪除選擇的疑問數據項目，即可刪除。 疑問數據查詢界面 接頭曲線圖九、 多皮帶檢測實現 工業計算機無源光分路器光通訊模塊傳感器傳感器傳感器傳感器集中控制箱集中控制箱集中控制箱集中控制箱檢測2#皮帶器檢測3#皮帶器檢測4#皮帶器檢測1#皮帶 為了便于實現多皮帶集中檢測，我們采用無源分路器連接集中控制器（下位機）及地面的主控制器，在下行方向，主控制器發送的控制信號經單纖雙向光模塊后，變為某一波長（一般為1550nm）的下行光信號經光纖傳輸到井下，通過無源光分路器廣播發送到各下位機，無源光分路器可以采用如上圖所示的集中分路方案，光分路器的分光比可以根據具體的鏈路距離計算。在上行方向，下位機發出的另一波長光信號通過光分路器發送到主控制器。由于有多個下位機共享一個波長，所以下位機應分時發送光信號，哪個下位機發送信號由主控器決定，保證了不會有沖突發生。為簡化下位機的設計，減少在井下的處理工作，采用了將采集數據復接后全部上傳，在主控制器進行處理的方案，其中，復接分接器和串并變換器將光模塊來的數據變為并行，或將并行的輸入數據變為高速串行信號輸入光模塊。微控制器與主控制器通過UART通信。微控制器主要作用是接收主控制器的命令，可以關斷下位機或開啟光模塊，微控制器由工業級單片機即可實現，可以保證工作于井下的復雜環境。十、 技術服務與培訓1 技術資料1.1 提供完整圖紙（包括系統圖、原理圖、接線圖等）及提供相應的監控軟件安裝、運行、維護、檢修使用操作說明書。1.2 提出預設方案，待需方確認后實施。1.3 提供設備檢驗、出廠、使用的相關資料。2 安裝調試2.1 派出有關技術人員全權處理現場出現的一切技術問題，包括貨物現場驗收，按安裝調試大綱向需方安裝人員技術交底及對安裝過程進行質量把關，并對產品質量和安裝質量負責。2.2 有關的技術人員負責設備