鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦安全檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦主、副井提升系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的“咽喉”，鋼絲繩是煤礦主、副井提升系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。鋼絲繩長(zhǎng)期使用會(huì)因疲勞、環(huán)境潮濕等原因出現(xiàn)“斷絲”、“磨損”、“銹蝕”等現(xiàn)象，因而存在安全隱患。為避免鋼絲繩斷繩事故的發(fā)生，國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者曾經(jīng)研宄了一系列鋼絲繩損傷自動(dòng)檢測(cè)手段，其中只有電磁檢測(cè)法得到了實(shí)踐和推廣，是公認(rèn)的相對(duì)可靠的檢測(cè)方法，但還存在不足，其僅作為人工手摸的補(bǔ)充檢測(cè)方法。煤礦提升鋼絲繩的檢測(cè)目前仍然是一個(gè)世界性難題，這其中的重要原因之一是缺乏實(shí)用可靠的鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置。
[0003]目前的鋼絲繩信號(hào)預(yù)處理裝置通常只針對(duì)單個(gè)傳感器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，且信號(hào)調(diào)理方法簡(jiǎn)單，僅包括信號(hào)的整形、放大、低通濾波等環(huán)節(jié)。部分鋼絲繩在線檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)預(yù)處理采用了小波濾波方法，但該環(huán)節(jié)主要在上位機(jī)完成，增加了上位機(jī)的運(yùn)算量，無法保證鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)在上位機(jī)的實(shí)時(shí)識(shí)別、顯示與報(bào)警，且小波濾波方法主要對(duì)高頻噪聲進(jìn)行濾除，煤礦提升鋼絲繩檢測(cè)過程中，受運(yùn)行速度和張力的影響，鋼絲繩會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)使檢測(cè)信號(hào)發(fā)生漂移，小波濾波方法對(duì)隨速度變化的低頻漂移信號(hào)并不敏感且計(jì)算量大，常常不能夠及時(shí)濾除，而對(duì)后續(xù)信號(hào)的定量識(shí)別產(chǎn)生影響，從而產(chǎn)生判斷誤差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0005]為此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置，該裝置能夠?qū)崟r(shí)、有效地對(duì)鋼絲繩的損傷程度進(jìn)行判斷，具有效率高、準(zhǔn)確度高、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置，包括:設(shè)置在鋼絲繩上的至少一個(gè)探傷傳感器，其中，每個(gè)鋼絲繩上設(shè)置一個(gè)探傷傳感器；與所述至少一個(gè)探傷傳感器相連，用于采集所述至少一個(gè)探傷傳感器的檢測(cè)信號(hào)的采集裝置；與所述采集模塊相連的處理器，所述處理器對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行抗干擾處理，得到輸出信號(hào)。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置，通過處理器對(duì)探傷傳感器的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行抗干擾處理，以對(duì)檢測(cè)信號(hào)中的多種干擾信號(hào)進(jìn)行有效抑制，從而輸出穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高的信號(hào)。進(jìn)而，該裝置能夠?qū)崟r(shí)、有效地對(duì)鋼絲繩的損傷程度進(jìn)行判斷，具有效率高、準(zhǔn)確度高、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述的鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]在一些示例中，所述處理器由FPGA、ARM和DSP組成。
[0010]在一些示例中，所述探傷傳感器的檢測(cè)信號(hào)包括:16路或32路的電壓信號(hào)、CAN總線信號(hào)、RS-485信號(hào)、LonWorks總線信號(hào)、無線WiFi信號(hào)、無線Zigbee信號(hào)和藍(lán)牙信號(hào)。[0011 ] 在一些示例中，所述采集裝置包括24位AD轉(zhuǎn)換芯片，用于實(shí)現(xiàn)16路或32路的電壓信號(hào)的并行采集。
[0012]在一些示例中，其中，所述處理器的輸出信號(hào)包括:RS232信號(hào)、CAN總線信號(hào)、RS-485信號(hào)、Lonfforks總線信號(hào)、無線WiFi信號(hào)、無線Zigbee信號(hào)和藍(lán)牙信號(hào)。
[0013]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0014]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0015]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)的預(yù)處理方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0019]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置。
[0020]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的鋼絲繩在線檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，該裝置100包括至少一個(gè)探傷傳感器110、采集裝置120和處理器130。
[0021]其中，至少一個(gè)探傷傳感器110設(shè)置在提升鋼絲繩上，并且，每個(gè)鋼絲繩上設(shè)置一個(gè)探傷傳感器110。
[0022]采集裝置120與至少一個(gè)探傷傳感器110相連，用于采集至少一個(gè)探傷傳感器110的檢測(cè)信號(hào)。也就是說，如果至少一個(gè)探傷傳感器110為多個(gè)，則可同時(shí)對(duì)多根煤礦提升鋼絲繩上的多路探傷傳感器110的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集，提高了采集效率。
[0023]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，探傷傳感器120的檢測(cè)信號(hào)例如包括:16路或32路的電壓信號(hào)、CAN總線信號(hào)、RS-485信號(hào)、Lonfforks總線信號(hào)、無線WiFi信號(hào)、無線Zigbee信號(hào)和藍(lán)牙信號(hào)。也就是說，采集裝置120支持不同廠家生產(chǎn)的探傷傳感器輸出的多種形式的檢測(cè)信號(hào)，應(yīng)用范圍廣，可擴(kuò)展性強(qiáng)。
[0024]進(jìn)一步地，在一些示例中，如圖2所示，采集裝置120例如包括24位AD轉(zhuǎn)換芯片，用于實(shí)現(xiàn)16路或32路的電壓信號(hào)的并行采集。其中，最小信號(hào)例如可采集到10uV以下的微弱電壓信號(hào)，也即，采集精度高。
[0025]處理器130與采集裝置120相連，用于對(duì)采集裝置120采集的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行抗干擾處理，得到輸出信號(hào)。
[0026]在一些示例中，如圖2所示，處理器130例如由FPGA、ARM和DSP組成硬件結(jié)構(gòu)。更為具體地，處理器內(nèi)嵌入uc/osll實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)保證運(yùn)算的實(shí)時(shí)性。具體而言，如圖2所示，ARM+DSP芯片內(nèi)采用離散數(shù)字形態(tài)變換和快速小波變換相結(jié)合的算法，對(duì)在線檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行濾波處理。該算法通過開閉、閉開運(yùn)算和自適應(yīng)處理方法，構(gòu)建自適應(yīng)加權(quán)組合濾波器對(duì)隨速度變化的鋼絲繩在線檢測(cè)的低頻漂移信號(hào)、低頻繩股漏磁場(chǎng)信號(hào)、工頻干擾信號(hào)進(jìn)行抑制。在上述處理基礎(chǔ)上，通過小波分解與重構(gòu)方法對(duì)檢測(cè)信號(hào)中的高頻噪聲、繩股漏磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行抑制。最終對(duì)鋼絲繩在線運(yùn)行時(shí)因晃動(dòng)產(chǎn)生的漂移信號(hào)，以及繩股漏磁場(chǎng)信號(hào)、工頻干擾信號(hào)、高頻噪聲等多種干擾，尤其是隨速度變化的低頻漂移信號(hào)、繩股漏磁場(chǎng)信號(hào)、工頻干擾信號(hào)進(jìn)行有效抑制，從而使檢測(cè)信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性提高，進(jìn)而使得判斷結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0027]在一些示例