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【摘要】本文通过对ZSX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置在煤矿强力输送带上的应用，阐述了其工作原理、特点、创新点，并通过和传统皮带检测装置的比较论述了它的优势，表明该装置在煤炭行业中起到的重要作用，值得大力推广。
【关键词】煤炭；钢丝绳芯皮带；在线监测
在煤矿生产中强力输送带是必不可少的设备，钢丝绳芯皮带在运载过程中不可避免的会出现被障碍物划伤、老化及接头伸长等现象，这些现象的发生会不同程度地造成设备的损坏、矿井停产停运、甚至是人员伤亡，而强力皮带接头状况的好坏，将直接影响皮带的安全运行。由于煤矿环境的特殊性，要想了解输送带钢丝绳的断绳、锈蚀及接头抽动等运行情况，以前通常采用X光透视机及ZSW-II单电磁型矿用钢丝绳芯输送带无损检测装置对输送带进行检测。2012年7月集团公司首先在塔山和同发东周窑矿主斜井皮带安装了SX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置，下面就该装置的应用进行阐述。
一、钢绳芯输送带传统检测方式概述
传统方式采用X光透视机透视检测可以较直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也可看到钢丝绳的大幅断绳情况，但存在以下弊病：检测时必须停止生产，且需采取加大通风量、严格监测瓦斯等特殊措施；因X光源较小，故对整条输送带及所有接头进行全部检测难度较大，时间较长；对输送带的锈蚀、小幅度断绳及接头小幅度抽动等情况不容易发现，从而会给输送带的安全运行留下极大的隐患；工人的劳动强度大，且X光会产生辐射，对工人的身体造成损害。
ZSW-II单电磁型矿用钢丝绳芯输送带无损检测装置对输送带进行在线检测时，虽然实现了电磁监测，对输送带无损、对人体无害，实现了在线监测，无需停车，不影响生产；但不能直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也看不到钢丝绳的大幅断绳情况。
而SX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置即结合了以上两种方式的优点，又避免了它们的缺点。
二、ZSX127D无损监测装置组成及原理
ZSX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置包括、发射箱（1）、X射线接收箱（2）、控制器（3）、数据存储器（4）、稳压开关电源（5）、连接电缆（6）、支架（7）和防护铅板（8）等，样机如图一所示。
该装置是由X光发生器、高速X光探测器、计算机及软件和供电电源等组成，其组成框图如图二所示。高速X光探测器由光电转换模块、信号采集模块、信号处理传输模块和电源模块组成。
其工作过程是X光发生器发射的X光穿过运行着的钢丝绳芯输送带照射到高速X光探测器的光电转换模块上，光电转换模块将输送带钢丝绳芯图像的光信号转换为电信号；该电信号通过高速X光探测器的信号采集模块转换为数字信号，送给信号处理传输模块；信号处理传输模块对该数字信号进行处理后，通过以太网传输到计算机（PC机）；计算机接收到信号处理传输模块的信号后，通过软件实时显示、存储输送带钢丝绳芯图像，运用图像处理、识别算法对输送带钢丝绳芯的断裂、划伤、锈蚀、接头伸长或接头搭接不规范等故障进行提取、分析和判断，及时报警，给出强度性能分析结果。
三、ZSX127D无损监测装置主要功能
该装置能够利用计算机通过以太网远程在线检测输送带钢丝绳芯图像，具有实时存储、显示钢丝绳芯图像，建立图像档案的功能；也能够利用数据存储器在线检测、存储输送带钢丝绳芯图像，再通过以太网接口传输给计算机进行存储、显示和建立檔案。
该装置具有对检测的钢丝绳芯图像进行放大、缩小、距离测量，以及接头的筛选、拼接、比对等处理功能，图像处理功能强大，故障检测准确。
它还能够识别钢丝绳芯故障的图像，并对其性能进行分析，具有钢丝绳芯图像故障识别、筛选、分类、性能分析和故障报警等功能，自动检测钢丝绳芯断裂、划伤、锈蚀、接头伸长或接头搭接不规范和脱胶等故障，给出性能分析结果。
四、ZSX127D无损监测装置主要特点
ZSX127D无损监测装置基于X光强力输送带高速无损检测理论与方法，实现高速无损检测。能够远程在线检测强力输送带钢丝绳芯，图像分辨率为1.5mmx1.5mm，输送带最大宽度为2.4m，输送带最大运行速度为10m/s。它采用并行和串行结合的硬件结构和FPGA技术，通过系统中的高速X光探测器，实现了对X光信号高速采集、处理和传输。
该装置应用X光动态信号的处理算法，提高了强力输送带钢丝绳芯图像的高速处理质量；以及X光强力输送带钢丝绳芯图像处理、识别算法及强度性能分析方法，能够自动识别钢丝绳芯锈蚀、断裂、接头伸长等故障，给出强度性能分析结果，发现故障时及时报警。
除此以外，它还具有以下特点：
1、技术先进，具有自主知识产权。该装置采用X光无损探测技术，达到国际领先水平，获得了国家发明专利、实用新型专利、软件著作权等证书。
2、远程在线检测，故障检测、定位准确。该装置采用以太网通信技术能够远程实时检测输送带钢丝绳芯图像，带有测量标尺，对检测的钢丝绳芯图像处理和分析，故障检测、定位准确。
3、检测方式灵活。该装置即可以采用通过以太网将检测的输送带钢丝绳芯图像传输到计算机方式，又可以采用传输到数据存储器方式，检测方式灵活。采用传输到数据存储器方式时在易燃易爆场所无以太网络或防爆计算机情况下，也能检测输送带钢丝绳芯图像。
4、安装使用方便。该装置采用模块化结构，X射线接收箱采用本安设计，拆装方便，轻便灵活，对安装位置要求不高，具有自动检测和分析功能，安装使用方便。
5、显示直观。该装置能够将X光的钢丝绳芯图像真实、直观、实时地显示在计算机显示屏上，易于观察。
6、存储归档，查看和分析方便。该装置能够对检测的钢丝绳芯图像进行存储、归档，方便查看历史记录和分析。
7、安全可靠。该装置的X射线泄漏剂量符合《中华人民共和国放射线污染防治法》和《放射线同位素与射线装置安全和防护条例》要求，具有防辐射安全措施，能够远距离检测，不会对环境及检测人员身体健康造成影响。
8、技术性能优良。该装置适应输送带运行速度为0～10m/s，输送带最大宽度为2.4m，输送带钢丝绳芯图像分辨率为1.5mm，检测的输送带钢丝绳芯图像真实、清晰，准确率达到100%。
9、进行了防爆设计，系统具有防爆功能。
五、总体性能指标与国内外先进技术的比较
在当前市场上的矿用钢绳芯输送带无损监测装置可实现对输送带无损、对人体无害、在线监测、无需停车不影响生产，又能直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也能看到钢丝绳的大幅断绳情况的产品还属少数。ZSX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置首次应用在集团公司，通过一段时间的使用，验证了该装置能够远程在线检测强力输送带钢丝绳芯，自动识别输送带钢丝绳芯锈蚀、断裂或接头伸长等故障，并对其性能进行分析，及时报警，避免重大断带安全事故的发生、设备的损坏、停产和人员伤亡，减少运输物料的损耗和经济损失，提高生产效率，具有显著的经济效益和社会效益，该产品值得大力推广应用。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局（国家煤矿安全监察局）. 2011.2 《煤矿安全规程》.北京：煤炭工业出版社.2011年第206页至214页。
[2]洪晓华.《矿井运输提升》.江苏徐州.中国矿业大学出版社 2000年10月出版
[3]《山西省煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》.（井工标准）.山西省煤炭工业厅
【关键词】煤炭；钢丝绳芯皮带；在线监测
在煤矿生产中强力输送带是必不可少的设备，钢丝绳芯皮带在运载过程中不可避免的会出现被障碍物划伤、老化及接头伸长等现象，这些现象的发生会不同程度地造成设备的损坏、矿井停产停运、甚至是人员伤亡，而强力皮带接头状况的好坏，将直接影响皮带的安全运行。由于煤矿环境的特殊性，要想了解输送带钢丝绳的断绳、锈蚀及接头抽动等运行情况，以前通常采用X光透视机及ZSW-II单电磁型矿用钢丝绳芯输送带无损检测装置对输送带进行检测。2012年7月集团公司首先在塔山和同发东周窑矿主斜井皮带安装了SX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置，下面就该装置的应用进行阐述。
一、钢绳芯输送带传统检测方式概述
传统方式采用X光透视机透视检测可以较直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也可看到钢丝绳的大幅断绳情况，但存在以下弊病：检测时必须停止生产，且需采取加大通风量、严格监测瓦斯等特殊措施；因X光源较小，故对整条输送带及所有接头进行全部检测难度较大，时间较长；对输送带的锈蚀、小幅度断绳及接头小幅度抽动等情况不容易发现，从而会给输送带的安全运行留下极大的隐患；工人的劳动强度大，且X光会产生辐射，对工人的身体造成损害。
ZSW-II单电磁型矿用钢丝绳芯输送带无损检测装置对输送带进行在线检测时，虽然实现了电磁监测，对输送带无损、对人体无害，实现了在线监测，无需停车，不影响生产；但不能直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也看不到钢丝绳的大幅断绳情况。
而SX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置即结合了以上两种方式的优点，又避免了它们的缺点。
二、ZSX127D无损监测装置组成及原理
ZSX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置包括、发射箱（1）、X射线接收箱（2）、控制器（3）、数据存储器（4）、稳压开关电源（5）、连接电缆（6）、支架（7）和防护铅板（8）等，样机如图一所示。
该装置是由X光发生器、高速X光探测器、计算机及软件和供电电源等组成，其组成框图如图二所示。高速X光探测器由光电转换模块、信号采集模块、信号处理传输模块和电源模块组成。
其工作过程是X光发生器发射的X光穿过运行着的钢丝绳芯输送带照射到高速X光探测器的光电转换模块上，光电转换模块将输送带钢丝绳芯图像的光信号转换为电信号；该电信号通过高速X光探测器的信号采集模块转换为数字信号，送给信号处理传输模块；信号处理传输模块对该数字信号进行处理后，通过以太网传输到计算机（PC机）；计算机接收到信号处理传输模块的信号后，通过软件实时显示、存储输送带钢丝绳芯图像，运用图像处理、识别算法对输送带钢丝绳芯的断裂、划伤、锈蚀、接头伸长或接头搭接不规范等故障进行提取、分析和判断，及时报警，给出强度性能分析结果。
三、ZSX127D无损监测装置主要功能
该装置能够利用计算机通过以太网远程在线检测输送带钢丝绳芯图像，具有实时存储、显示钢丝绳芯图像，建立图像档案的功能；也能够利用数据存储器在线检测、存储输送带钢丝绳芯图像，再通过以太网接口传输给计算机进行存储、显示和建立檔案。
该装置具有对检测的钢丝绳芯图像进行放大、缩小、距离测量，以及接头的筛选、拼接、比对等处理功能，图像处理功能强大，故障检测准确。
它还能够识别钢丝绳芯故障的图像，并对其性能进行分析，具有钢丝绳芯图像故障识别、筛选、分类、性能分析和故障报警等功能，自动检测钢丝绳芯断裂、划伤、锈蚀、接头伸长或接头搭接不规范和脱胶等故障，给出性能分析结果。
四、ZSX127D无损监测装置主要特点
ZSX127D无损监测装置基于X光强力输送带高速无损检测理论与方法，实现高速无损检测。能够远程在线检测强力输送带钢丝绳芯，图像分辨率为1.5mmx1.5mm，输送带最大宽度为2.4m，输送带最大运行速度为10m/s。它采用并行和串行结合的硬件结构和FPGA技术，通过系统中的高速X光探测器，实现了对X光信号高速采集、处理和传输。
该装置应用X光动态信号的处理算法，提高了强力输送带钢丝绳芯图像的高速处理质量；以及X光强力输送带钢丝绳芯图像处理、识别算法及强度性能分析方法，能够自动识别钢丝绳芯锈蚀、断裂、接头伸长等故障，给出强度性能分析结果，发现故障时及时报警。
除此以外，它还具有以下特点：
1、技术先进，具有自主知识产权。该装置采用X光无损探测技术，达到国际领先水平，获得了国家发明专利、实用新型专利、软件著作权等证书。
2、远程在线检测，故障检测、定位准确。该装置采用以太网通信技术能够远程实时检测输送带钢丝绳芯图像，带有测量标尺，对检测的钢丝绳芯图像处理和分析，故障检测、定位准确。
3、检测方式灵活。该装置即可以采用通过以太网将检测的输送带钢丝绳芯图像传输到计算机方式，又可以采用传输到数据存储器方式，检测方式灵活。采用传输到数据存储器方式时在易燃易爆场所无以太网络或防爆计算机情况下，也能检测输送带钢丝绳芯图像。
4、安装使用方便。该装置采用模块化结构，X射线接收箱采用本安设计，拆装方便，轻便灵活，对安装位置要求不高，具有自动检测和分析功能，安装使用方便。
5、显示直观。该装置能够将X光的钢丝绳芯图像真实、直观、实时地显示在计算机显示屏上，易于观察。
6、存储归档，查看和分析方便。该装置能够对检测的钢丝绳芯图像进行存储、归档，方便查看历史记录和分析。
7、安全可靠。该装置的X射线泄漏剂量符合《中华人民共和国放射线污染防治法》和《放射线同位素与射线装置安全和防护条例》要求，具有防辐射安全措施，能够远距离检测，不会对环境及检测人员身体健康造成影响。
8、技术性能优良。该装置适应输送带运行速度为0～10m/s，输送带最大宽度为2.4m，输送带钢丝绳芯图像分辨率为1.5mm，检测的输送带钢丝绳芯图像真实、清晰，准确率达到100%。
9、进行了防爆设计，系统具有防爆功能。
五、总体性能指标与国内外先进技术的比较
在当前市场上的矿用钢绳芯输送带无损监测装置可实现对输送带无损、对人体无害、在线监测、无需停车不影响生产，又能直观地看到接头处钢丝绳的大幅抽动情况，也能看到钢丝绳的大幅断绳情况的产品还属少数。ZSX127D矿用钢绳芯输送带无损监测装置首次应用在集团公司，通过一段时间的使用，验证了该装置能够远程在线检测强力输送带钢丝绳芯，自动识别输送带钢丝绳芯锈蚀、断裂或接头伸长等故障，并对其性能进行分析，及时报警，避免重大断带安全事故的发生、设备的损坏、停产和人员伤亡，减少运输物料的损耗和经济损失，提高生产效率，具有显著的经济效益和社会效益，该产品值得大力推广应用。
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局（国家煤矿安全监察局）. 2011.2 《煤矿安全规程》.北京：煤炭工业出版社.2011年第206页至214页。
[2]洪晓华.《矿井运输提升》.江苏徐州.中国矿业大学出版社 2000年10月出版
[3]《山西省煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》.（井工标准）.山西省煤炭工业厅