基于labview矿用输送带纵向撕裂视觉在线检测系统设计

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1、基于Labview矿用输送带纵向撕裂视觉在线检测系统设计第一章绪论1.1研究背景及意义我国是世界上煤炭产量最大的国家，据统计，在2014年全世界的煤炭生产总量是79亿吨[1]，而我国就占据其中的38.7亿吨，产量基本接近全世界煤炭产量的一半[6]。这样的生产能力使我国对煤炭资源的消耗和依赖提出了更高的要求，这就要求我国的煤炭生产企业有更强的生产能力和更高的煤炭生产效率。在煤炭企业生产过程中，煤炭的运输是一个很关键的过程[7]。我国的煤炭资源大多都属于深井矿，煤层深度较大；深度小或者露出在地表的煤炭资源在我国只占有很小的百分比，据近年统计，我国

2、露天煤炭产量只有全国总产量的百分之三左右[8]。我国现有煤炭深度平均在400m左右，开采深度达到1000m的矿厂可达十几处[9]。这样的采集深度使得煤炭的输运方式及其安全性成为了一项关键性研究技术。现在的煤矿、码头和物流企业，在生产、运营过程中有大量货物需要长时间、高负载的运输传递。内置钢丝绳芯的胶带输送机具有较强的负载能力，输送量大、运载能力强、运行距离远，已经成为了现有运输传递部门使用最多的输送机。在其运输过程中，有时会由于物料里的坚硬杂质、物料的砸压对输送带造成损伤。由于钢绳芯输送带的结构特点，当损伤达到一定强度的情况下极易发生输送带纵

3、向撕裂事故，对企业的生产效率、人员安全等造成极大的威胁[3]。.........1.2国内外研究现状目前，国内外的煤炭企业基本都使用钢绳芯输送带进行煤料的运输，外国与国内的相关企业及研究院所开发设计了各种输送带纵向撕裂检测方法及装置，并且都具备一定的检测能力，各种方法介绍如下：测力式检测方法是通过力学传感器进行检测。其方法是，将力学传感器置于运行输送带的下方，与报警装置连接[5]。其原理是当输送带发生了纵向撕裂，将会有物料从输送带的承载面漏下，这时，位于输送带下方的力学传感器会受到物料的撞击或检测到有物料落在传感器上，判断为输送带发生了撕裂，

4、进行报警操作[9]。的原理是在输送带内部每隔一段距离埋入可以发射声波或电磁波的元器件，当输送带发生了损伤，埋入输送带内的元器件也会随之被破坏，再利用位于输送带旁边的检测设备，检测埋入输送带的元器件是否完好来判断输送带是否发生了撕裂。现有的预埋式检测方法主要有声波器件和电磁器件两种[4]，声波器件就是在输送带内部埋入可以发出固定波长声波的器件，在输送带旁边利用声波检测工具检测该器件是否在正常工作[10]；电磁器件就是在输送带内部埋入可以发射电磁波的元器件，在输送带旁边利用电磁检测工具检测是否还有电磁波检测到，若没有电磁波发出，则表示输送带已经发

5、生了撕裂。X光检测与预埋式检测方法类似，由于X光可以透过其他物质检测到金属，所以该方法需要在输送带内埋入金属网[2]，当输送带发生了损伤，其埋入内部的金属网也会发生断裂，通过X光拍摄，并对实时图像进行分析，检测金属网是否发生了形变和断裂，则可以判断输送带是否发生了撕裂[11]。.........第二章系统方案设计本章通过分析输送带运行环境的特点，采集目标的形状特征，综合光学图像和红外图像各自具备的优缺点，设计矿用输送带纵向撕裂检测系统的整体方案，主要包括光学图像检测理论、红外图像检测理论、光学CCD和红外CCD的选型，光源选型等，还介绍了输送

6、带纵向撕裂事故在矿井巷道中的定位方案。2.1机器视觉机器视觉是指让工业检测装置具有像人类一样的视觉观察、记忆、识别的能力[17]。总体思路可以表述为：通过光源照射，将物体的反射光投射到检测传感器中，传感器利用光电转换技术，将光信号转换为电信号，利用电信号进行数字化成像。上述过程可以解释为视觉的捕捉动作，下一步就是将捕捉到的视觉信号，既数字图像，进行处理分析[55]。利用现有的数字图像处理技术，对图像进行预处理、增强，实现目标检测、识别的功能。视觉检测是指使自动化装置具有像人眼一样的视觉能力，并进行有针对性的检测、识别。在本项目中，分别使用光学

7、传感器和红外传感器对输送带进行检测[18]。光学CCD利用光照强度、红绿蓝的值成像，可以准确有效的反映目标表面的形状、纹理、颜色特征，从这些特征中识别输送带是否发生撕裂，利用图像处理识别算法识别撕裂；红外CCD利用目标物体表面热量分布进行成像，有效反映输送带表面温度变化及热量分布，绘制成可视的热量分布图，从热量分布图中识别输送带表面是否发生了异常地剧烈摩擦。..........2.2红外CCD检测方案利用红外CCD具有的对温度敏感，抗干扰等特点，在本项目中对矿用输送带的纵向撕裂事故进行检测。红外CCD对温度极其敏感，传感器利用物体发出的红外波

8、对图像进行绘制。在近红外的范围内，红外CCD可以对不同温度的物体进行准确的划分。矿用输送带的撕裂一般是由于尖锐的金属或者重物砸压对输送带表面造成压力，当由金属或重物