本發(fā)明是一種礦用膠帶縱向撕裂危險(xiǎn)源紅外智能檢測傳感器及使用方法，屬于自動(dòng)化檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在煤礦的開采中，膠帶運(yùn)輸機(jī)被廣泛應(yīng)用于長距離輸送煤炭?？v向撕裂是礦用膠帶輸送機(jī)三大災(zāi)難性事故之一(縱向撕裂、橫向斷裂、火災(zāi))，由于煤炭的運(yùn)輸距離較長，如果發(fā)生縱向撕裂事故，很可能會(huì)造成整條膠帶的損壞，在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)無法恢復(fù)煤礦正常的生產(chǎn)和運(yùn)輸，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。造成膠帶縱向撕裂的主要原因是在開采出的煤炭中混有的錨桿、鐵釬、角鋼、槽鋼、螺絲等金屬異物鋒利刃口和棱角卡在膠帶處或扎穿膠帶造成縱向撕裂，或者是煤炭中混有的片狀煤矸石堅(jiān)硬的棱角扎入膠帶造成縱向撕裂，因此對(duì)可能造成皮帶縱向撕裂的危險(xiǎn)源進(jìn)行智能化檢測是十分必要的。

目前，在線檢測膠帶縱向撕裂危險(xiǎn)源的方式主要有兩種。一種是應(yīng)用放射性射線的檢測方式，利用煤礦和煤矸石在γ射線照射時(shí)的衰減系數(shù)不同對(duì)煤礦和煤矸石進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(孟繁明，郭科偉.基于雙能γ射線透射技術(shù)的煤矸石識(shí)別與分選系統(tǒng)研究[J].黑龍江科技信息,2013(36):83)，γ射線具有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，雖然能夠有效的區(qū)分煤礦和煤矸石的特征，但是在礦井作業(yè)的人員易長時(shí)間受到γ射線的照射對(duì)人體細(xì)胞造成傷害。另一種是基于圖像處理的檢測方式，根據(jù)煤塊和矸石的灰度與紋理不同，利用邊緣檢測算法等進(jìn)行圖形的預(yù)處理與識(shí)別來得到煤礦和煤矸石圖像直方圖灰度概率分布的均值與方差上的區(qū)別(牛清娜.基于邊緣檢測算法的煤矸石自動(dòng)分選技術(shù)研究[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào),2012,29(04):99-100)，但是這種方法對(duì)所采集的圖像的清晰度要求比較高，生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)常會(huì)受到粉塵的影響，工業(yè)CCD在這種環(huán)境下不能很好的工作，況且煤礦和煤矸石在圖像中的灰度分布差異并不明顯，算法不能高效率的工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明一種礦用膠帶縱向撕裂危險(xiǎn)源紅外智能檢測傳感器及使用方法，目的在于針對(duì)上述檢測方式中出現(xiàn)的放射性危害、工作效率低等缺陷，提出一種基于紅外光譜識(shí)別原理，在采集危險(xiǎn)源特征信息后可以自動(dòng)的識(shí)別出危險(xiǎn)源，自主的對(duì)危險(xiǎn)源在膠帶上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行跟蹤識(shí)別，自動(dòng)對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行預(yù)判估計(jì)給出相應(yīng)的決策，可以與礦井安全平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息交互的智能傳感器及其使用方法的技術(shù)方案。

本發(fā)明一種礦用膠帶縱向撕裂危險(xiǎn)源紅外智能檢測傳感器，其特征在于是一種基于紅外光譜識(shí)別原理，在采集危險(xiǎn)源特征信息后可以自動(dòng)的識(shí)別出危險(xiǎn)源，自主的對(duì)危險(xiǎn)源在膠帶上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行跟蹤識(shí)別，自動(dòng)對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行預(yù)判估計(jì)給出相應(yīng)的決策，與礦井安全平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息交互的智能傳感器，該傳感器通過紅外光譜識(shí)別原理，識(shí)別出疑似危險(xiǎn)源將目標(biāo)鎖定并實(shí)時(shí)跟蹤，然后傳感器將圖像信息轉(zhuǎn)化成紅外光譜特征信息與其內(nèi)部的判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較運(yùn)算確定危險(xiǎn)源的特征；該傳感器通過通信光纖或者無線網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場的視頻畫面中的危險(xiǎn)源進(jìn)行標(biāo)記，實(shí)時(shí)的傳送到礦井安全平臺(tái)并給出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估和決策建議；該傳感器可以自主的對(duì)危險(xiǎn)源做出決策也可以由工作人員進(jìn)行人為干預(yù)實(shí)現(xiàn)信息的雙向交流極大程度上降低膠帶在運(yùn)行過程中因矸石、錨桿等危險(xiǎn)源而縱向撕裂的事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)智能化的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和決策預(yù)警；該傳感器既可以單獨(dú)使用，也可多個(gè)使用，就是將多個(gè)傳感器分布于不同的節(jié)點(diǎn)，形成智能化的決策預(yù)警系統(tǒng)，提高決策預(yù)警的可靠性，該傳感器主要由金屬機(jī)箱1、圖像采集模塊2、面陣紅外探測模塊3、紅外發(fā)射模塊4、信號(hào)調(diào)理模塊5、可調(diào)支座6、圖像處理模塊7、記憶存儲(chǔ)模塊8、數(shù)據(jù)通信模塊9、中央處理單元10、外接電源與通信接口11、電源模塊12、固定支架13組成，其中信號(hào)調(diào)理模塊5、圖像采集模塊2、圖像處理模塊7、記憶存儲(chǔ)模塊8、數(shù)據(jù)通信模塊9、中央處理單元10和電源模塊12均位于金屬機(jī)箱1內(nèi)部，其金屬外殼8為180～200mm×80～100mm×80～100mm加有紫銅網(wǎng)且防電磁干擾的鎳鉻合金的長方體金屬外殼，面陣紅外探測模塊3和紅外發(fā)射模塊4位于金屬機(jī)箱1的左壁外側(cè)，金屬機(jī)箱1底部設(shè)有60～80mm長的卡槽，信號(hào)調(diào)理模塊5、圖像采集模塊2、圖像處理模塊7、決策預(yù)警模塊8、數(shù)據(jù)通信模塊9和中央處理單元10通過卡槽固定在金屬機(jī)箱1底部內(nèi)側(cè)，電源模塊12固定在金屬機(jī)箱1頂部內(nèi)側(cè)，外接電源與通信接口11固定在金屬機(jī)箱1右壁外側(cè)，該傳感器內(nèi)部器件由排線依次連接，外部紅外探測模塊3由濾光器和面陣紅外敏感器件組成，紅外發(fā)射模塊4是VSMY7852X01型紅外發(fā)射器，信號(hào)調(diào)理模塊5由濾波電路、調(diào)零電路、反饋電路和信號(hào)放大電路組成，圖像采集模塊2是一個(gè)MV-1394圖像采集卡，圖像處理模塊7采用DSP芯片，數(shù)據(jù)通信模塊9為TCF-142RS485/光纖模塊。(如圖1所示)

上述一種礦用膠帶縱向撕裂危險(xiǎn)源紅外智能檢測傳感器的使用方法，其特征在于：

1)將該傳感器通過可調(diào)支座6和固定支架13固定在可以平行移動(dòng)的防爆云臺(tái)上，通過傳感器平行移動(dòng)對(duì)其參數(shù)進(jìn)行校正，計(jì)算出傳感器檢測圖像中每個(gè)像素代表的實(shí)際距離。

2)固定在金屬機(jī)箱1上的紅外發(fā)射模塊4在工作時(shí)向膠帶檢測區(qū)域發(fā)射紅外線，此時(shí)固定在金屬外殼1上的紅外探測模塊3感應(yīng)經(jīng)膠帶反射回來的紅外線，同時(shí)紅外探測模塊3感應(yīng)礦石吸收紅外線后輻射出的紅外線。

3)在新開采出的礦石中混有煤矸石和錨桿等危險(xiǎn)源，紅外探測模塊3中的紅外敏感器件將接收檢測區(qū)域內(nèi)煤炭和其他危險(xiǎn)源發(fā)出的紅外輻射以及反射的紅外線，轉(zhuǎn)換為含有可見二維偽彩色信號(hào)，可見二維偽彩色信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路5進(jìn)行濾波、調(diào)零、補(bǔ)償和放大。

4)圖像采集模塊2采集調(diào)理電路5濾波和放大后的信號(hào)，得到煤炭和其他危險(xiǎn)源灰度信息的二維紅外數(shù)字圖像，圖像處理模塊7首先對(duì)二維紅外數(shù)字圖像進(jìn)行預(yù)處理，濾除圖像噪聲。

5)然后經(jīng)過比較運(yùn)算利用紅外光譜中的信息差異將危險(xiǎn)源鎖定標(biāo)記，識(shí)別出危險(xiǎn)源的種類、大小和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤。

6)決策預(yù)警模塊8用于存儲(chǔ)各個(gè)運(yùn)算處理模塊的程序，和與危險(xiǎn)源及煤炭匹配的特征信息以及預(yù)警決策機(jī)制，在該模塊中存儲(chǔ)了幾種不同的光譜特征作為運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分出煤炭、煤矸石、錨桿和一些其他的金屬類危險(xiǎn)源，圖像處理模塊7可以從中提取信息并進(jìn)行比較運(yùn)算后再將危險(xiǎn)源的種類、大小、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)反饋給決策預(yù)警模塊8為該模塊提供決策預(yù)警的依據(jù)。

7)該傳感器的決策預(yù)警機(jī)制分為兩個(gè)級(jí)別，第一對(duì)于體積較小、邊緣不鋒利的煤矸石等其它礦物進(jìn)行跟蹤并反饋給安全平臺(tái)低級(jí)預(yù)警的信號(hào)，可以控制傳感器后續(xù)的其它分揀系統(tǒng)將危險(xiǎn)源去除，第二對(duì)于體積較大比較鋒利的危險(xiǎn)源如煤矸石、錨桿和其他金屬零部件，在無法利用現(xiàn)有設(shè)備分揀時(shí)，傳感器會(huì)在識(shí)別其特征給安全平臺(tái)高級(jí)預(yù)警信號(hào)的同時(shí)，做出相應(yīng)決策降低膠帶的運(yùn)行速率或者停止膠帶的運(yùn)行避免膠帶縱向撕裂，該模塊在接受到危險(xiǎn)源的特征數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)與數(shù)據(jù)庫中的決策機(jī)制進(jìn)行運(yùn)算匹配輸出危險(xiǎn)級(jí)別和安防措施給安全平臺(tái)實(shí)現(xiàn)決策和預(yù)警的功能。

8)數(shù)據(jù)通信模塊9將通過RS485總線或者無線網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)現(xiàn)場危險(xiǎn)源被標(biāo)記后的實(shí)時(shí)視頻畫面和傳感器的決策指令傳輸?shù)矫旱V安全指揮中心，工作人員可以默認(rèn)該傳感器的決策，也可以通過數(shù)據(jù)通信模塊對(duì)現(xiàn)場傳感器進(jìn)行干預(yù)控制屏蔽掉它的決策。在智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信模塊9不僅可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)節(jié)點(diǎn)與安全平臺(tái)的信息交流，節(jié)點(diǎn)之間也可以通過局域網(wǎng)相互傳遞信息，將預(yù)警策略進(jìn)一步細(xì)化，在局域網(wǎng)中多個(gè)傳感器的協(xié)同作用可以獲得危險(xiǎn)源更細(xì)節(jié)的特征。第一步首先將危險(xiǎn)源按照體積大小和邊緣的鋒利程度進(jìn)行區(qū)分。第二步在之前的基礎(chǔ)上將同類的危險(xiǎn)源進(jìn)行進(jìn)一步的識(shí)別，此時(shí)決策預(yù)警模塊8中存儲(chǔ)的危險(xiǎn)源特征會(huì)跟采集到的特征進(jìn)行匹配區(qū)分出煤炭、煤矸石、錨桿、鉚釘、木塊、鐵絲等。第三步進(jìn)行策略匹配，綜合考慮危險(xiǎn)源的材質(zhì)、體積和鋒利程度，將其劃分為六個(gè)預(yù)警級(jí)別(級(jí)別劃分如表1所示)。

表1

第四步根據(jù)匹配好的預(yù)警級(jí)別給出相應(yīng)的預(yù)警策略。觀測距離內(nèi)僅有6級(jí)、5級(jí)危險(xiǎn)源，傳感器后臺(tái)給出策略命令后續(xù)的分揀設(shè)備去除隱患但運(yùn)輸膠帶不減速，出現(xiàn)4級(jí)、3級(jí)危險(xiǎn)源膠帶運(yùn)行會(huì)減速，避免危險(xiǎn)源與膠帶間發(fā)生劇烈摩擦造成劃傷撕裂，然后后續(xù)分揀設(shè)備將隱患去除，出現(xiàn)2級(jí)、1級(jí)危險(xiǎn)源膠帶即刻停止運(yùn)行，在分揀設(shè)備無法將隱患去除時(shí)，安全平臺(tái)工作人員指揮現(xiàn)場進(jìn)行危險(xiǎn)源的排除工作。傳感器在給出預(yù)警策略時(shí)，以觀測距離內(nèi)出現(xiàn)的最高等級(jí)危險(xiǎn)源為準(zhǔn)，提高決策預(yù)警的可靠性(如圖2所示)中央處理單元10用于控制各個(gè)模塊在同一時(shí)鐘下按照優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行工作，電源模塊12用于給圖像采集模塊2、面陣紅外探測模塊3、紅外發(fā)射模塊4、信號(hào)調(diào)理模塊5、可調(diào)支座6、圖像處理模塊7、決策預(yù)警模塊8、數(shù)據(jù)通信模塊9和中央處理單元10進(jìn)行供電，本傳感器參數(shù)為：

像素：320×240，51μm

探測模塊焦距：19mm-75mm

空間分辨率：0.68-2.68mrad

測量溫差：≤80mk-100mk

測量誤差：±2﹪

水平視場角：12°-49°

垂直視場角：9°-36°

膠帶寬度：800-2400mm

膠帶速度：≤6.0m/s

測量距離：≤0.130km(探測模塊焦距為75mm，膠帶寬度800mm時(shí))

測量光譜范圍：8-14μm

圖像幀頻：30幀/s

圖像顏色：彩色/黑白

調(diào)焦方式：自動(dòng)/手動(dòng)

檢測準(zhǔn)確率：98﹪以上

工作溫度：-40℃～60℃

電壓：6-15V

功耗：≤6W

信噪比：＞56dB

通信協(xié)議：RS485。

本發(fā)明一種礦用膠帶縱向撕裂危險(xiǎn)源紅外智能檢測傳感器及使用方法，其優(yōu)點(diǎn)在于：由于紅外線對(duì)人體無害，越過障礙的能力強(qiáng)，不易受到生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵的影響。該傳感器通過紅外光譜識(shí)別原理，識(shí)別出疑似危險(xiǎn)源將目標(biāo)鎖定并實(shí)時(shí)跟蹤，然后傳感器將圖像信息轉(zhuǎn)化成紅外光譜特征信息與其內(nèi)部的判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較運(yùn)算，進(jìn)一步確定危險(xiǎn)源的特征。該傳感器通過通信光纖或者無線網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場的視頻畫面中的危險(xiǎn)源進(jìn)行標(biāo)記，實(shí)時(shí)的傳送到礦井安全平臺(tái)并給出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估和決策建議，該傳感器可以自主的對(duì)危險(xiǎn)源做出決策也可以由工作人員進(jìn)行人為干預(yù)實(shí)現(xiàn)信息的雙向交流極大程度上降低膠帶在運(yùn)行過程中因矸石、錨桿等危險(xiǎn)源而縱向撕裂的事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)智能化的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和決策預(yù)警。本傳感器既可以單使獨(dú)用，也可將多個(gè)傳感器分布于不同的節(jié)點(diǎn)，形成智能化的決策預(yù)警系統(tǒng)，提高決策預(yù)警的可靠性。另外該傳感器還具有以下優(yōu)點(diǎn)可歸納為：

1.本傳感器是在開采完成后進(jìn)行長距離運(yùn)輸之前對(duì)摻雜在煤炭中的危險(xiǎn)源進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，防患于未然，極大程度上降低了礦用膠帶因?yàn)槊喉肥?、錨桿的劃傷或者穿刺而導(dǎo)致的縱向撕裂的可能性。

2.本傳感器利用煤炭與危險(xiǎn)源紅外光譜上的信息差異，可以有效的將危險(xiǎn)源與煤炭進(jìn)行區(qū)分，其算法具有高效性、可靠性。

3.本傳感器充分利用紅外線具有無放射性和抗干擾的特點(diǎn)，可以在不影響井下作業(yè)人員健康狀況的前提下工作，可以克服煤礦井下粉塵多可視條件差等缺陷，提高了檢測的可靠性。

附圖說明

圖1礦用膠帶縱向撕裂危險(xiǎn)源紅外智能檢測傳感器結(jié)構(gòu)圖

標(biāo)號(hào)為：1-金屬機(jī)箱、2-圖像采集模塊、3-面陣紅外探測模塊、4-紅外發(fā)射模塊、5-信號(hào)調(diào)理模塊、6-可調(diào)支座、7-圖像處理模塊、8-決策預(yù)警模塊、9-數(shù)據(jù)通信模塊、10-中央處理單元、11-外接電源與通信接口、12-電源模塊、13-固定支架

圖2局域網(wǎng)中多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)分布示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式1:

該傳感器主要由金屬機(jī)箱1、圖像采集模塊2、面陣紅外探測模塊3、紅外發(fā)射模塊4、信號(hào)調(diào)理模塊5、可調(diào)支座6、圖像處理模塊7、決策預(yù)警模塊8、數(shù)據(jù)通信模塊9、中央處理單元10、外接電源與通信接口11、電源模塊12、固定支架13組成。其中信號(hào)調(diào)理模塊5、圖像采集模塊2、圖像處理模塊7、決策預(yù)警模塊8、數(shù)據(jù)通信模塊9、中央處理單元10、電源模塊12均位于金屬機(jī)箱1內(nèi)部，其金屬外殼8為180～200mm×80～100mm×80～100mm加有紫銅網(wǎng)，防電磁干擾的鎳鉻合金的長方體金屬外殼。紅外探測模塊3、紅外發(fā)射模塊4、位于金屬機(jī)箱1的左壁外側(cè)。金屬機(jī)箱1底部設(shè)有60～80mm長的卡槽，信號(hào)調(diào)理模塊5、圖像采集模塊2、圖像處理模塊7、決策預(yù)警模塊8、數(shù)據(jù)通信模塊9、中央處理單元10通過卡槽固定在金屬機(jī)箱1底部內(nèi)側(cè)。電源模塊12固定在金屬機(jī)箱1頂部內(nèi)側(cè)。外接電源與通信接口11固定在金屬機(jī)箱1右壁外側(cè)。該傳感器內(nèi)部器件由排線依次連接，外部紅外探測模塊3由濾光器和紅外敏感器件組成，紅外發(fā)射模塊4是VSMY7852X01型紅外發(fā)射器，信號(hào)調(diào)理模塊5由濾波電路和信號(hào)放大電路組成，圖像采集模塊2是一個(gè)MV-1394圖像采集卡，圖像處理模塊7采用DSP芯片，數(shù)據(jù)通信模塊(9)為TCF-142RS485/光纖模塊。(如圖1所示)

檢測膠帶寬度為800mm，膠帶運(yùn)行速度為4.0m/s，本傳感器安裝在膠帶大架上，距離膠帶上表面1000mm處，調(diào)整紅外探測模塊1的焦距為19mm。將傳感器通過可調(diào)支座6和固定支架13固定在可以平行移動(dòng)的防爆云臺(tái)上，通過傳感器平行移動(dòng)對(duì)其參數(shù)進(jìn)行校正，計(jì)算出傳感器檢測圖像中每個(gè)像素代表的實(shí)際距離，固定在金屬機(jī)箱1上的紅外發(fā)射模塊4在工作時(shí)向膠帶檢測區(qū)域發(fā)射紅外線，此時(shí)固定在金屬外殼1上的面陣紅外探測模塊3感應(yīng)經(jīng)膠帶反射回來的紅外線，同時(shí)面陣紅外探測模塊3感應(yīng)礦石吸收紅外線后輻射出的紅外線。在新開采出的礦石中混有煤矸石和錨桿等危險(xiǎn)源，面陣紅外探測模塊3中的紅外敏感器件將接收檢測區(qū)域內(nèi)煤炭和其他危險(xiǎn)源發(fā)出的紅外輻射以及反射的紅外線，轉(zhuǎn)換為含有可見二維偽彩色信號(hào)，可見二維偽彩色信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路5進(jìn)行濾波、調(diào)零、補(bǔ)償和放大；圖像采集模塊2采集調(diào)理電路5濾波和放大后的信號(hào)，得到煤炭和其他危險(xiǎn)源灰度信息的二維紅外數(shù)字圖像；圖像處理模塊7首先對(duì)二維紅外數(shù)字圖像進(jìn)行預(yù)處理，濾除圖像噪聲。然后經(jīng)過比較運(yùn)算利用紅外光譜中的信息差異將危險(xiǎn)源鎖定標(biāo)記，識(shí)別出危險(xiǎn)源的種類、大小、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤。決策預(yù)警模塊8用于存儲(chǔ)各個(gè)運(yùn)算處理模塊的程序，和與危險(xiǎn)源及煤炭匹配的特征信息以及預(yù)警決策機(jī)制，在該模塊中存儲(chǔ)了幾種不同的光譜特征作為運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)，可以區(qū)分出煤炭、煤矸石、錨桿和一些其他的金屬類危險(xiǎn)源，圖像處理模塊7可以從中提取信息并進(jìn)行比較運(yùn)算后再將危險(xiǎn)源的種類、大小、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等數(shù)據(jù)反饋給決策預(yù)警模塊8為該模塊提供決策預(yù)警的依據(jù)，該模塊在接受到危險(xiǎn)源的特征數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)與數(shù)據(jù)庫中的決策機(jī)制進(jìn)行運(yùn)算匹配輸出危險(xiǎn)級(jí)別和安防措施給安全平臺(tái)實(shí)現(xiàn)決策和預(yù)警的功能。該傳感器的決策預(yù)警機(jī)制分為兩個(gè)級(jí)別，第一對(duì)于體積較小、邊緣不鋒利的煤矸石等其它礦物進(jìn)行跟蹤并反饋給安全平臺(tái)低級(jí)預(yù)警的信號(hào)，可以控制傳感器后續(xù)的其它分揀系統(tǒng)將危險(xiǎn)源去除，第二對(duì)于體積較大比較鋒利的危險(xiǎn)源如煤矸石、錨桿和其他金屬零部件，在無法利用現(xiàn)有設(shè)備分揀時(shí)，傳感器會(huì)在識(shí)別其特征給安全平臺(tái)高級(jí)預(yù)警信號(hào)的同時(shí)，做出相應(yīng)決策降低膠帶的運(yùn)行速率或者停止膠帶的運(yùn)行避免膠帶縱向撕裂)數(shù)據(jù)通信模塊9將通過RS485總線或者無線網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)現(xiàn)場危險(xiǎn)源被標(biāo)記后的實(shí)時(shí)視頻畫面和傳感器的決策指令傳輸?shù)矫旱V安全指揮中心，工作人員可以該默認(rèn)傳感器的決策，也可以通過數(shù)據(jù)通信模塊對(duì)現(xiàn)場傳感器進(jìn)行干預(yù)控制屏蔽掉它的決策。中央處理單元10用于控制各個(gè)模塊在同一時(shí)鐘下按照優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行工作。電源模塊12用于給圖像采集模塊2、面陣紅外探測模塊3、紅外發(fā)射模塊4、信號(hào)調(diào)理模塊5、可調(diào)支座6、圖像處理模塊7、決策預(yù)警模塊8、數(shù)據(jù)通信模塊9、中央處理單元10進(jìn)行供電，本傳感器參數(shù)為：

像素：320×240，51μm

探測模塊焦距：19mm

空間分辨率：2.68mrad

測量溫差：≤90mk

測量誤差：±2﹪

水平視場角：49°

垂直視場角：36°

膠帶寬度：800mm

膠帶速度：4.0m/s

測量距離：≤0.033km

測量光譜范圍：8-14μm

圖像幀頻：30幀/s

圖像顏色：彩色/黑白

調(diào)焦方式：自動(dòng)/手動(dòng)

檢測準(zhǔn)確率：98﹪以上

工作溫度：0℃

電壓：6-15V

功耗：≤6W

信噪比：＞50dB

通信協(xié)議：RS485。

實(shí)施方式2：

檢測膠帶寬度為1000mm，膠帶的運(yùn)行速度為6.0m/s。本傳感器安裝在膠帶大架上，距離膠帶上表面1200mm處。本傳感器的工作參數(shù)為：

像素：320×240，51μm

探測模塊焦距：20mm

空間分辨率：2.55mrad

測量溫差：≤100mk

測量誤差：±3﹪

水平視場角：46°

垂直視場角：35°

膠帶寬度：1000mm

膠帶運(yùn)行速度：6.0m/s

測量距離：≤0.021km

測量光譜范圍：8-14μm

圖像幀頻：30幀/s

圖像顏色：彩色/黑白

調(diào)焦方式：自動(dòng)/手動(dòng)

檢測準(zhǔn)確率：98﹪以上

工作溫度：-10℃

電壓：6-15V

功耗：≤6W

信噪比：＞40dB

通信協(xié)議：RS485

其它同實(shí)施方式1。

實(shí)施方式3：

檢測膠帶寬度為2400mm，膠帶運(yùn)行速度為6.0m/s。通過研究設(shè)計(jì)，將多個(gè)傳感器分布于膠帶兩側(cè)不同的位置以傳感器節(jié)點(diǎn)的形式連接到局域網(wǎng)中。本傳感器安裝在膠帶大架上，距離膠帶上表面2600mm處。

數(shù)據(jù)通信模塊9將通過RS485總線或者無線網(wǎng)絡(luò)將生產(chǎn)現(xiàn)場危險(xiǎn)源被標(biāo)記后的實(shí)時(shí)視頻畫面和傳感器的決策指令傳輸?shù)矫旱V安全指揮中心，工作人員可以該默認(rèn)傳感器的決策，也可以通過數(shù)據(jù)通信模塊對(duì)現(xiàn)場傳感器進(jìn)行干預(yù)控制屏蔽掉它的決策。在智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信模塊9不僅可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)節(jié)點(diǎn)與安全平臺(tái)的信息交流，節(jié)點(diǎn)之間也可以通過局域網(wǎng)相互傳遞信息，對(duì)捕捉到的疑似危險(xiǎn)源進(jìn)行進(jìn)一步的確認(rèn)，將預(yù)警策略進(jìn)一步細(xì)化，(在局域網(wǎng)中多個(gè)傳感器的協(xié)同作用可以獲得危險(xiǎn)源更細(xì)節(jié)的特征。第一步首先將危險(xiǎn)源按照體積大小和邊緣的鋒利程度進(jìn)行區(qū)分。第二步在之前的基礎(chǔ)上將同類的危險(xiǎn)源進(jìn)行進(jìn)一步的識(shí)別，此時(shí)決策預(yù)警模塊8中存儲(chǔ)的危險(xiǎn)源特征會(huì)跟采集到的特征進(jìn)行匹配區(qū)分出煤炭、煤矸石、錨桿、鉚釘、木塊、鐵絲等。第三步進(jìn)行策略匹配，綜合考慮危險(xiǎn)源的材質(zhì)、體積和鋒利程度，將其劃分為六個(gè)預(yù)警級(jí)別(級(jí)別劃分如表1所示)。第四步根據(jù)匹配好的預(yù)警級(jí)別給出相應(yīng)的預(yù)警策略。觀測距離內(nèi)僅有6級(jí)、5級(jí)危險(xiǎn)源，傳感器后臺(tái)給出策略命令后續(xù)的分揀設(shè)備去除隱患但運(yùn)輸膠帶不減速，出現(xiàn)4級(jí)、3級(jí)危險(xiǎn)源膠帶運(yùn)行會(huì)減速，避免危險(xiǎn)源與膠帶間發(fā)生劇烈摩擦造成劃傷撕裂，然后后續(xù)分揀設(shè)備將隱患去除，出現(xiàn)2級(jí)、1級(jí)危險(xiǎn)源膠帶即刻停止運(yùn)行，在分揀設(shè)備無法將隱患去除時(shí)，安全平臺(tái)工作人員指揮現(xiàn)場進(jìn)行危險(xiǎn)源的排除工作。傳感器在給出預(yù)警策略時(shí)，以觀測距離內(nèi)出現(xiàn)的最高等級(jí)危險(xiǎn)源為準(zhǔn)。)本傳感器的工作參數(shù)為：

像素：320×240，51μm

探測模塊焦距：35mm

空間分辨率：1.45mrad

測量溫差：≤80mk

測量誤差：±2﹪

水平視場角：26°

垂直視場角：20°

膠帶寬度：2400mm

膠帶運(yùn)行速度：6.0m/s

測量距離：≤0.045km

測量光譜范圍：8-14μm

圖像幀頻：30幀/s

圖像顏色：彩色/黑白

調(diào)焦方式：自動(dòng)/手動(dòng)

檢測準(zhǔn)確率：98﹪以上

工作溫度：30℃

電壓：6-15V

功耗：≤6W

信噪比：＞30dB

通信協(xié)議：RS485。

其它同實(shí)施方式1。