矿用皮带机金属异物实时在线监测装置

皮带输送设备是煤矿的主要运输设备之一,直接关系着煤矿的安全、稳定生产, 其核心组件——钢绳芯皮带运转速度高、使用时间长、荷载量大,在其输送的煤堆中时常会有一些大的金属异物(例如:钢筋、螺栓、钢板、采煤机零部件等),如果不能发现,个体较大除铁器又无法去除,进入下一段有可能扎破皮带,将造成停工停产,带来重大的经济损失,过去有用图像法,线圈法,但效果不佳。根据楞次定律,当金属物体在地磁场中时,如果金属物体与地磁场之间存在相对运动(如金属物体移动、转动等)或者地磁场本身发生变化,金属物体中就会产生感应电流,进而产生感应磁场。影响感应磁场磁图的因素主要包括:
(1) 金属物体的材质
不同的金属材料,其导电性、导磁性等物理性质不同,会影响感应电流的大小和分布,从而影响感应磁场的磁图。例如,导电性好的金属可能会产生较大的感应电流,其感应磁场相对较强。
(2) 金属物体的形状和尺寸
金属物体的形状和尺寸会影响感应电流的路径和分布。比如,一个规则形状的金属板和一个不规则形状的金属块,它们在地磁场中产生的感应电流分布会有很大差异,进而导致感应磁场磁图不同。
(3) 地磁场的分布和变化
地磁场在不同地理位置的强度、方向以及磁倾角等都有所不同,这会影响金属物体中感应电流的产生和分布。而且地磁场会随时间发生缓慢变化,如磁偏角的变化,也会使金属物体的感应磁场磁图发生改变。金属物体与地磁场的相对运动状态(如静止、平移、旋转等)不同,产生的感应磁场也不同,其在三维空间中的磁场强度分布如下所示:
正是基于上述原理,我们使用高灵敏度、高速、高密度的巨磁阻抗效应(GMI)磁传感器阵列,直接检测金属异物在地磁场作用下产生的感应磁场,可以准确鉴别金属异物,并将其基本形状尺寸、发现时间和位置信息记录下来,必要时为除铁器提供联动控制信号。
ZSC127D 矿用本安型钢绳芯输送带磁性探伤装置是一款采用国际上最先进的巨磁阻抗效应(GMI)磁传感器,其灵敏度是霍尔等常规磁传感器的100万倍,能够直接检测金属异物的感应磁场进而确定其大小和在横向、纵向上的位置。
金属磁记忆方法与 X 射线、γ 射线、超声波等方法相比较,具有以下优点:
无射线辐射危害;
无电磁场辐射危害;
不需要专门的磁化装置;
可快速、准确检测出金属异物;
ZSC127S矿用钢丝绳磁性探伤装置配备了专用金属异物监测软件,该软件运行在 Windoiws平台,采用 Visual2019 编程工具,除保证单机运行外,还支持 SQL Server2014数据库和Redis开源内存数据结构存储系统,随着煤矿数字化管理的需要,还将为用户提供基于Web2.0的C-S架构云服务器,实现集约管控和信息共享,助力大数据和人工智能 AI 在煤矿行业的应用。
二、组成
ZSC127D 矿用本安型钢绳芯输送带磁性探伤装置按照输送带宽度由多个 GTC650S 矿用本安型钢绳芯输送带探伤用传感器、矿用本安型交换机、矿用浇封兼本安型直流稳压电源、矿用本安型编码器以及矿用通信线缆和光缆构成,其构造示意图如下所示:
本装置及其组成部分明细表如下:
三、主要功能
具有电源指示、数据上传和故障状态指示功能;
具有检测皮带输送煤中的金属异物,包括其大小、横向和纵向位置的功能;
具有设置金属异物大小超限报警功能,支持本地报警、手机短信远程报警等功能;
可输出除铁器联动信号;
具有测量数据显示(包括:测量曲线、磁图、特征量和测量数据等)和存储功能;
测量数据存储容量应不小于7天的测量数据、损伤数据、损伤曲线、磁图等;
具有与远程 Web 服务器机数据交换功能。
四、主要指标
供电: AC127V或DC12V
功耗:不大于200W;
测量数据输出方式: 以太网(RJ45)。
传感器传感器类型:巨磁阻抗效应(GMI)磁传感器;
传感器数量:32个/ 650mm
传感器阵列形式: 线形;
检测对象 金属异物
缺陷检测能力
适应带速: 20m/s;
适用带宽: 不限;
横向分辨力: ±20 mm;
纵向分辨力:, ±5 mm;
金属异物识别能力: 钢、铁(等效体积 10000mm3)
识别准确率: 99.5%
(环境适应性、可靠性和安全性:符合国家与行业标准。
平均寿命:10 年
壳体材料:HT62 黄铜 (内部环氧树脂灌封)
