本發(fā)明屬于傳輸帶技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種皮帶機(jī)非接觸式計(jì)重及偏離警示設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，皮帶輸送機(jī)中通常采用稱重傳感器來進(jìn)行稱重?，F(xiàn)有技術(shù)中采用傳感器對皮帶輸送機(jī)進(jìn)行送料稱重的方式為，在整個皮帶輸送機(jī)的下方設(shè)置若干懸臂式稱重傳感器，由各懸臂式稱重傳感器共同承擔(dān)整個皮帶及其上物料的重量，并將獲得的稱重信號傳遞給稱重控制儀表，由稱重控制儀表將獲得的信號處理后，得出某一時(shí)段輸送物料的重量。這種稱重方式存在的缺點(diǎn)是：當(dāng)皮帶輸送機(jī)呈一定的傾角時(shí)，處在最上方的傳感器承受的壓力較小，處在最下方的傳感器所承受的壓力最大，從而導(dǎo)致傳感器在較大程度上受力不均，最終造成稱重計(jì)量的不準(zhǔn)確的問題。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的稱重方式中傳感器與皮帶直接相接觸，由于皮帶在輸送過程中的壓力的頻繁變化以及振動等因素，傳感器容易發(fā)生失效現(xiàn)象，故障率較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種皮帶機(jī)非接觸式計(jì)重及偏離警示設(shè)備，本設(shè)備不但組件較少，成本較低，而且在測量時(shí)不與皮帶相接觸，測量精度較高而故障率較低。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種皮帶機(jī)非接觸式計(jì)重及偏離警示設(shè)備，本設(shè)備包括如下組成部分：

傳感裝置，用于獲得皮帶以及皮帶上的物料在垂直于皮帶運(yùn)輸方向上的輪廓信息數(shù)據(jù)，并將所獲得的輪廓信息數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置；

數(shù)據(jù)處理裝置，用于接收傳感裝置發(fā)送來的輪廓信息數(shù)據(jù)，并根據(jù)輪廓信息數(shù)據(jù)獲得皮帶和物料二者的垂直于皮帶運(yùn)輸方向上的形狀輪廓，由此獲得物料在皮帶上的橫截面面積，再結(jié)合皮帶的運(yùn)輸速度、運(yùn)行時(shí)間以及物料密度即可獲得皮帶在相應(yīng)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)所運(yùn)送的物料質(zhì)量；所述數(shù)據(jù)處理裝置還對不同時(shí)期獲得的皮帶的形狀輪廓進(jìn)行比對，當(dāng)不同時(shí)期所獲得的皮帶形狀輪廓的偏差值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出警報(bào)信號；

同步器，用于分別連接傳感裝置和皮帶的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，當(dāng)皮帶的驅(qū)動機(jī)構(gòu)動作時(shí)，同步器向傳感裝置發(fā)出工作信號，使得傳感裝置與皮帶同步工作；

所述傳感裝置為距離傳感器，所述距離傳感器設(shè)有若干個，此若干個距離傳感器排布在同一個平面內(nèi)，且距離傳感器的排布平面沿橫向垂直于皮帶的運(yùn)輸方向，任一個所述距離傳感器的發(fā)射方向均垂直于皮帶的運(yùn)輸方向，其中一個距離傳感器設(shè)置在皮帶橫向中心位置的正上方。

優(yōu)選的，物料在皮帶上的橫截面面積的取得步驟如下：

s1，在皮帶空轉(zhuǎn)時(shí)，距離傳感器工作，測量距離傳感器與皮帶的對應(yīng)位置的距離，并將多點(diǎn)測量數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置存儲為初始值，然后數(shù)據(jù)處理裝置利用此初始值構(gòu)建出皮帶的初始輪廓曲線；

s2，在皮帶運(yùn)輸物料時(shí)，距離傳感器測量其自身與皮帶和物料的對應(yīng)位置之間的距離，并利用此多點(diǎn)測量數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置存儲為運(yùn)輸值，然后數(shù)據(jù)處理裝置利用此運(yùn)輸值構(gòu)建出載有物料的皮帶輪廓曲線，數(shù)據(jù)處理裝置利用程序計(jì)算出皮帶的初始輪廓曲線與載有物料的皮帶輪廓曲線的包圍面積值，此包圍面積值即為物料的截面積。

優(yōu)選的，設(shè)皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)速度為v，距離傳感器檢測距離的固定間隔時(shí)間為t，測量所得的物料橫截面面積值為s，實(shí)時(shí)測量物料密度為ρ，則時(shí)間t內(nèi)物料的運(yùn)輸質(zhì)量為qt＝vtsρ；

設(shè)皮帶連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并運(yùn)輸物料的時(shí)間t1，t1＝n1×t，則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量如下：

第1個t：得到并存儲此時(shí)的時(shí)間t和物料質(zhì)量qt1；

第2個t：得到并存儲此時(shí)的時(shí)間2t和物料質(zhì)量qt1+qt2；

……

第n1個t：得到并存儲此時(shí)的時(shí)間t1和物料質(zhì)量qt1+qt2+…+qtn1＝q1；

設(shè)皮帶連續(xù)空轉(zhuǎn)的時(shí)間t2，t2＝n2×t，則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量為q2；

則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并運(yùn)輸物料的時(shí)間t1和連續(xù)空轉(zhuǎn)的時(shí)間t2中所運(yùn)輸?shù)奈锪峡傊亓繛閝＝q1+q2＝q1；根據(jù)所記錄的時(shí)間和物料質(zhì)量作出兩者之間的曲線，可得到任意時(shí)間的物料運(yùn)輸累計(jì)質(zhì)量。

優(yōu)選的，在皮帶運(yùn)輸物料時(shí)，若與皮帶橫向中心位置相對應(yīng)的距離傳感器所測得的距離值連續(xù)3次不是最小值，則數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出警報(bào)信號。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)本發(fā)明采用了非接觸式的稱重測量方式，即通過傳感裝置測量得到兩個形狀輪廓：其一為皮帶空轉(zhuǎn)時(shí)測量得到的皮帶輪廓，另一個為輸送物料時(shí)測量得到的皮帶和物料的共同輪廓，本發(fā)明通過上述兩個輪廓得到物料的橫截面積，然后結(jié)合皮帶的運(yùn)輸速度、運(yùn)行時(shí)間以及物料密度即可獲得皮帶在相應(yīng)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)所運(yùn)送的物料質(zhì)量。從而，本發(fā)明通過非接觸式的傳感測量實(shí)現(xiàn)了皮帶輸送的實(shí)時(shí)稱重，不但組件少，成本低，而且稱量準(zhǔn)確，故障率低，降低了設(shè)備的維修保障工作。

2)獲得物料的橫截面面積是本發(fā)明的關(guān)鍵，為準(zhǔn)確獲得物料的橫截面面積，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：第二個具體的實(shí)現(xiàn)方案是：所述傳感裝置為距離傳感器，所述距離傳感器可以選擇具有測距功能的超聲波傳感器或紅外傳感器或雷達(dá)傳感器，但是本方案中的傳感裝置一定不能選擇攝像頭，因?yàn)閱为?dú)的攝像頭無法實(shí)現(xiàn)測距功能。同時(shí)，本方案中的距離傳感器不能只設(shè)置一個，而要沿著皮帶的橫向設(shè)置有多個。工作時(shí)，距離傳感器沿著皮帶的橫向均勻排布，且任一個所述距離傳感器的發(fā)射方向均垂直于皮帶的運(yùn)輸方向，并將其中一個距離傳感器設(shè)置在皮帶橫向中心位置的正上方。因此，本技術(shù)方案通過設(shè)置若干并排布置的距離傳感器，一方面測量皮帶空轉(zhuǎn)狀態(tài)下皮帶橫向各點(diǎn)到對應(yīng)的距離傳感器的距離獲得皮帶的形狀輪廓，另一方面測量皮帶在運(yùn)輸物料狀態(tài)下的物料上表面的橫向各點(diǎn)到對應(yīng)的距離傳感器的距離并獲得皮帶和物料的形狀輪廓。本方案中的距離傳感器各自獨(dú)自工作即可測量獲得相應(yīng)距離，因此本方案中的數(shù)據(jù)處理裝置只需對皮帶相應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)及其對應(yīng)的距離進(jìn)行關(guān)聯(lián)并建模即可獲得皮帶以及皮帶和物料的形狀輪廓，故本方案處理數(shù)據(jù)量少，處理速度快且建模準(zhǔn)確可靠。

3)本發(fā)明還具有皮帶位置的偏離警示功能，當(dāng)皮帶在運(yùn)輸過程中因跑偏或受阻礙而運(yùn)行不正常時(shí)，不但不能實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)料功能，而且可能造成各種運(yùn)行故障，因此及早發(fā)現(xiàn)皮帶的位置異?，F(xiàn)象并發(fā)出警示信號是非常關(guān)鍵的。本發(fā)明通過傳感裝置和數(shù)據(jù)處理裝置獲得皮帶輪廓，并通過設(shè)置皮帶輪廓與設(shè)定值的偏差值來實(shí)現(xiàn)對皮帶位置的實(shí)時(shí)監(jiān)視的功能，從而不但做到了準(zhǔn)確可靠，而且能夠做到在皮帶運(yùn)行過程中的全天候監(jiān)控，有效地保證了皮帶運(yùn)行的安全可靠性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例中皮帶空轉(zhuǎn)時(shí)皮帶形狀輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例中皮帶運(yùn)輸物料時(shí)皮帶和物料的形狀輪廓的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記的含義如下：

10-傳感裝置11-中心傳感器20-數(shù)據(jù)處理裝置

30-同步器40-支架

a-皮帶a1-機(jī)頭段a2-中段a3-機(jī)尾段

b-物料b1-物料形狀輪廓

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及工作方式進(jìn)行詳細(xì)介紹。

如圖1所示，一種皮帶機(jī)非接觸式計(jì)重及偏離警示設(shè)備，本設(shè)備同樣包括傳感裝置10、數(shù)據(jù)處理裝置20以及同步器30。

本實(shí)施例中的傳感裝置10為距離傳感器，所述距離傳感器可以選擇具有測距功能的超聲波傳感器或紅外傳感器或雷達(dá)傳感器，但是本方案中的傳感裝置一定不能選擇實(shí)施例1中的攝像頭。如圖2所示，所述距離傳感器設(shè)有7個，當(dāng)然也可以設(shè)置更多個。一般來說，將距離傳感器設(shè)置為奇數(shù)個，并將其中一個距離傳感器設(shè)置在皮帶橫向中心位置的正上方，此布置在皮帶橫向中心位置的正上方的傳感器稱為中心傳感器11，其他傳感器沿皮帶的縱向?qū)ΨQ布設(shè)在中心傳感器11的兩側(cè)。此若干個距離傳感器通過支架40排布在同一個平面內(nèi)，且距離傳感器的排布平面沿橫向垂直于皮帶a的運(yùn)輸方向，任一個所述距離傳感器的發(fā)射方向均垂直于皮帶a的運(yùn)輸方向。

如圖2、3所示，圖中的虛線即為距離傳感器的發(fā)射方向，由此可見，本實(shí)施例中的7個距離傳感器全部安裝在支架40上，且7個距離傳感器的水平高度相同，任一個所述距離傳感器的發(fā)射方向均垂直于皮帶a的運(yùn)輸方向，這種結(jié)構(gòu)保證了單個距離傳感器即可測得皮帶a上相對位置與此距離傳感器之間的間距。

物料b在皮帶a上的橫截面面積的取得步驟如下：

s1，在皮帶a空轉(zhuǎn)時(shí)，距離傳感器工作，測量距離傳感器與皮帶a的對應(yīng)位置的距離，并將多點(diǎn)測量數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置20存儲為初始值，然后數(shù)據(jù)處理裝置20利用此初始值構(gòu)建出皮帶的初始輪廓曲線,；

s2，在皮帶a運(yùn)輸物料b時(shí)，距離傳感器測量其自身與皮帶和物料的對應(yīng)位置之間的距離，并利用此多點(diǎn)測量數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置20存儲為運(yùn)輸值，然后數(shù)據(jù)處理裝置20利用此運(yùn)輸值構(gòu)建出載有物料的皮帶輪廓曲線，數(shù)據(jù)處理裝置20利用程序計(jì)算出皮帶的初始輪廓曲線與載有物料的皮帶輪廓曲線的包圍面積值，此包圍面積值即為物料的截面積。

優(yōu)選的，設(shè)皮帶a的運(yùn)轉(zhuǎn)速度為v，距離傳感器檢測距離的固定間隔時(shí)間為t，測量所得的物料橫截面面積值為s，實(shí)時(shí)測量物料密度為ρ，則時(shí)間t內(nèi)物料的運(yùn)輸質(zhì)量為qt＝vtsρ；

設(shè)皮帶連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并運(yùn)輸物料的時(shí)間t1，t1＝n1×t，則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量如下：

第1個t：得到并存儲此時(shí)的時(shí)間t和物料質(zhì)量qt1；

第2個t：得到并存儲此時(shí)的時(shí)間2t和物料質(zhì)量qt1+qt2；

……

第n1個t：得到并存儲此時(shí)的時(shí)間t1和物料質(zhì)量qt1+qt2+…+qtn1＝q1；

設(shè)皮帶連續(xù)空轉(zhuǎn)的時(shí)間t2，t2＝n2×t，則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所運(yùn)輸?shù)奈锪腺|(zhì)量為q2；

則皮帶在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并運(yùn)輸物料的時(shí)間t1和連續(xù)空轉(zhuǎn)的時(shí)間t2中所運(yùn)輸?shù)奈锪峡傊亓繛閝＝q1+q2＝q1；根據(jù)所記錄的時(shí)間和物料質(zhì)量作出兩者之間的曲線，可得到任意時(shí)間的物料運(yùn)輸累計(jì)質(zhì)量。

在皮帶a運(yùn)輸物料b時(shí)，若與皮帶橫向中心位置相對應(yīng)的距離傳感器即中心傳感器11所測得的距離值連續(xù)3次不是最小值，則數(shù)據(jù)處理裝置20發(fā)出警報(bào)信號。這是因?yàn)?，如圖3所示，按照物料的分布規(guī)律，與皮帶10的橫向中心位置相對應(yīng)的物料的高度應(yīng)該最高，相應(yīng)的，對應(yīng)的中心傳感器11所測得其自身與物料頂部之間的距離數(shù)據(jù)也應(yīng)該最小，當(dāng)對應(yīng)的中心傳感器11連續(xù)3次所測得的距離值不是最小值時(shí)，即表明皮帶在運(yùn)輸過程中可能出現(xiàn)了跑偏的情況，則數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出警報(bào)信號，提醒工作人員進(jìn)行檢查。