基于Labview矿用输送带纵向撕裂视觉在线检测系统设计

摘要

随着煤炭等企业的生产扩大，输送带的运输距离一般都在几公里以上，最短的也有几百米的距离。如今，矿用输送带一般使用的是内置钢丝绳，其外围有橡胶包裹的钢绳芯输送带。这种输送带的特点是强度大，柔韧性好，不易断裂。钢丝绳芯输送带内部有多根钢丝绳纵向排列，这样的结构可以保证输送带不会轻易断裂，即使发生横向的巨力破损，钢丝绳也不会一次性全部断裂，有较长的时间来发现和处理事故，事故发生后可以及时修复钢丝绳和橡胶表面。由于内部钢丝绳的排列结构，运料过程中受到与输送带运行方向同向的破坏力时，表面橡胶被穿透，内置的钢丝绳不会断裂，但是却会使相邻的两根钢丝分开一定距离，一旦在撕裂位置再次施力，就会由于钢丝绳的刚性作用，使撕裂口进一步扩大，最终造成较长距离的撕裂事故。至今为止，大多数煤矿的输送带都发生过不同程度的纵向撕裂事故。对于较为严重的撕裂事故，不但会因为输送带的损毁而造成巨大的经济损失，还有可能因为输送带过长、卡压托辊等，造成整条输送带的报废、甚至造成人员伤亡，后果极其严重。
　　文中通过介绍目前矿用输送带撕裂原因，研究比对国内外在输送带纵向撕裂检测的技术方法，得出现有不同检测方法的优缺点，并对输送带的撕裂结果和撕裂动作进行分析，提出了一种将光学图像和红外图像进行联合的检测方案；分析现有的光学图像处理方法，加入线激光辅助照射理论，提出了利用光学图像检测撕裂效果的方法。针对采集到的图像，本文提出一种基于霍夫变换的改进算法进行角点检测。首先通过标准霍夫变换对原光学图像进行处理，再利用无限微分的思想，对曲线进行无限元的切割，得到一系列的短直线，通过检测每一段短直线的斜率，并作差。利用该差值的变化曲线，判断被检测曲线上的异常点，从而实现输送带纵向撕裂的光学图像检测。本文利用红外CCD热成像特性，检测输送带表面的温度变化。在矿用输送带运行过程中，会由于大块物料、尖锐金属等杂质的异常摩擦导致输送带受损，在摩擦的过程中，会产生大量的热。红外CCD可以有效的检测到输送带表面的温度变化、热量分布，利用热量检测准确判断输送带是否发生了异常摩擦，并结合光学CCD的检测结果，做出判断。
　　本文介绍了利用光学图像和红外图像进行输送带纵向撕裂检测的整体方案，包括光学检测方案和红外检测方案，最后通过Labview进行上位机软件编程，并使计算机与PLC控制器相连接，最终实现对输送带的在线实时检测以及对输送机的控制。