专利名称：强力输送带无损检测系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种图像技术(图像采集技术、图像处理分析技术和图像自动识别技术)、光学技术、人工智能技术、精密机械制造技术、电子技术、传感器技术、无损检测技术和现代计算机等技术设计一种具有防爆功能的强力输送带无损检测系统。
背景技术：
现在的煤矿，特别是大型煤矿，年生产能力都在几百万吨，甚至更多。而矿井的提升一般都采用强力输送带机斜井提升。因此，该强力输送带能否安全、高效地运输，直接影响到煤矿的生产效益和安全生产状况。在运行过程中，输送带接头是否有钢丝绳因受力过大而抽动，或钢丝绳受外力的冲击而被砸断，或者因胶皮破损而钢丝绳受水的侵蚀造成断绳或锈蚀等情况，这些问题的出现会给安全生产带来极大的不利，甚至造成重大的伤亡事故。
为了保证钢绳芯输送带机安全正常地运行，需要一种实时在线检测强力输送带内钢绳芯在运行过程中变化情况的方法，以保证整条输送带的运行始终保持在可靠而安全的状态下，避免事故发生。
传统的利用X光机对输送带接头进行检测是在输送带静止的条件下进行观察，这种观测仪器，虽然直观，但检测时必须停止生产，不能实现钢绳芯输送带的实时在线监测。另外，人工操作，劳动强度大，效率低，检测时间长，受X光照射，检测人员会有一些不良反应，长期使用会严重影响操作人员的身体健康。其次由于X光机不能长期连续工作，因此对输送带不能进行全长度上的检测，使输送带的新断绳、锈蚀不能及时发现，对输送带运行留下事故隐患。
发明内容
本发明的目的是从根本上克服了上述传统检测方法的不足，使计算机技术、数字图像处理技术与线阵扫描检测技术相结合，可以实现输送带的准确、实时、在线扫描检测，另外，半导体器件的发展和专用芯片速度、性能、容量的提高，使得数字信号处理可以实时地完成更为复杂的算法，从而可以进一步提高图像质量，促进了输送带无损检测技术的发展。
为了实现上述目的，本发明提供一种强力输送带无损检测系统，该系统置于输送带侧，包括有微机，与其连接的显示台，其中该系统的结构还包括有封闭的监测系统箱及辐射屏蔽，该箱及辐射屏蔽内设有X射线发生器、X射线接收/控制板、光触发传感器、装有X射线图象分析系统的微机，系统供电电源；所述X射线发生器和X射线接收/控制板分别置于所述输送带的上下侧，当X射线发生器发出呈80度角的扇形光束，穿过运行着的输送带，所述X射线发生器发出的X光波成80度角的扇形X光波束，使带有被测物体信息的X光穿过输送带后的信号被位于X射线接收/控制板接收，经过光触发传感器和X射线接收/控制板中的信号处理电路放大、滤波、模数转换，将转换的数字信号传输给微机，将信号转换为图像显示在与微机连接的所述的微机上，并在所述的显示台上显示。
所述的X射线发生器是电压、电流可调的能连续工作的X射线发生装置。
所述的X射线接收/控制板包括有硅光电二极管一维阵列、接收板、数据采集系统DAS及控制模块，接收板是根据带宽的不同而调整的多块子板并接而成，硅光电二极管一维阵列发出的包含着强力输送带信息的电信号，被接收板接收，经过放大和通道选择后被顺次采集入数据采集系统DAS中进行A/D转换，模拟信号经A/D转换后变为14位数字像素信号，然后像素信号被送入控制模块中进行数字图像处理，形成一帧图像，送入微机中。
所述的接收板的多块子板中的每块接收子板包括有前置放大器和多路复用器，将所述接收板的多块子板并联组成长度可变的接收板。
所述的数据采集系统包括有可调增益放大器、缓冲放大器及A/D转换电路，在进行模数转换之前由可调增益放大器和缓冲放大器使信号放大到可以进行模数转换，然后把信号送入A/D转换电路中进行模数转换。
所述的控制模块包括有控制单元、数字信号处理电路和图像采集接口电路，控制单元根据从微机接收到的指令来控制接收/控制板，从微机到接收/控制板的指令是通过数字信号处理电路和图像采集接口电路来传送的。
所述微机中有一个帧捕获卡。
所述的帧捕获卡包括电可擦除只读存储器、其周边元件扩展接口控制器、电平转换芯片、高速数据缓存及数据传输控制逻辑。
本发明的有益效果是该系统能在短时间内分析X光采集的图像，功能强大且操作简单，并且容易处理，主要特点有1、系统高性能优势本系统支持图像扫描、视频图像采集和打印，以预先、同步、滞后处理方式对X射线图像的形成、判读分析、管理，可进行视频回放，同时伴随有多线程数据后台采集。运用X射线数字成像技术来进行检测处理，特别是对批量较大或是在流水线上生产的产品有很高的性能优势。
2、采集分析系统由于本装置具有数字化采集功能，采取线扫描逐行成像，几乎不存在几何不清晰度，从检测图像质量上比以往的图像增强器成像系统技术要先进。软件适应相应检测产品所规定的技术标准，具有图像几何尺寸标定和测量以及缺陷定位功能。
3、系统分辨率高。线阵扫描成像技术目前在各种成像系统中处于先进水平，射线-数字直接成像系统的转换方式大大减少了信号长距离传输和转换过程的信号干扰，且光电阵列像素尺寸很小，因此，空间分辨率得到很大的提高。
4、强大的处理功能内置几何校正、灰度变换、伪彩色等多种清晰度增强算法，利用数字处理技术，将图像对比度和清晰度进行增强。诊断区域预制了绘图工具箱、度量工具箱、文本编辑器等多种标注手段，使用户可以在图像上添加必要的辅助信息。同时允许用户保真压缩数据存储，也可通过互联网共享动态数据流。
5、易用交互式平台本系统具有动态采集，智能分析的图像管理系统，从图像的采集到报告生成，最终产生一份详尽的分析报表，将原本繁琐且易出错的人为操作减到最少。
6、模式识别系统用数学方法表示并教会计算机也能懂得识别图像的本领，这便是模式识别系统。这有助于提高X射线图像的处理和分析质量，也是对未来更高需求的软件升级。
图1是本发明的系统外观模块图；图2是本发明的系统原理框图；图3是本发明中X射线接收/控制板构成图；图4是本发明中帧捕获卡结构图；图5是本发明中外部接口图。
图中1.监测系统箱及辐射屏蔽2.X射线发生器3.X射线接收/控制板 4.光触发传感器
5.微机 6.电源8.硅光电二极管一维阵列 9.接收板10.数据采集系统(DAS) 11.控制模块12.前置放大器13.多路复用器14.可调增益放大器15.缓冲放大器16.A/D转换电路 17.控制单元18.数字信号处理电路 19.图像采集接口电路20.帧捕获卡 21.电可擦除只读存储器22.周边元件扩展接口控制器23.电平转换芯片24.高速数据缓存 25.数据传输控制逻辑具体实施方式
下面结合附图对本发明的强力输送带无损检测系统作进一步的描述。
本发明的强力输送带无损检测系统的结构是在监测系统箱及辐射屏蔽1内有一个能连续工作的T-140型X射线发生器2置于被测物体强力输送带一方，该X射线发生器2发出的X射线穿过强力输送带后被置于强力输送带对方相应部位的X射线接收/控制板3接收。所述的X射线接收/控制板3包括由光电管构成的一维阵列8发出的包含着被测物体图像象素的电信号经放大、滤波处理后被顺序采集。模拟信号经模拟信号放大后经数模转换器、并串转换器产生并行图像象素数字信号，该信号被输往微机5内的帧捕获卡20中，于此该串行数据流被分解成数字信号和控制信号。经由图象分析系统，最终产生一份详尽的分析报表，可在显示屏幕上直接观测或打印。
如图1、2所示，强力输送带无损检测系统，包括有微机5，与其连接的显示台7，该系统的结构还包括有封闭的监测系统箱及辐射屏蔽1，该箱及辐射屏蔽1内设有X射线发生器2、X射线接收/控制板3、光触发传感器4、装有X射线图象分析系统的微机5，系统供电电源6，所述X射线发生器2和X射线接收/控制板3分别置于所述输送带的上下侧；当X射线发生器2发出的X光波成80度角的扇形X光波束，使带有被测物体信息的X光穿过输送带后的信号被位于X射线接收/控制板3接收，经过光触发传感器4和X射线接收/控制板3中的信号处理电路放大、滤波、模数转换，将转换的数字信号传输给微机5，将信号转换为图像显示在与微机5连接的所述的微机上，并在所述的显示台7上显示。微机5通过专用图像处理软件对图像进行放大、处理等。
所述X射线发生器2的型号为能够连续发射X射线T-140型的X射线发生器。所述电源7用来为系统各部件提供所需的直流电。
如图3所示，所述X射线接收/控制板3为707型号的接收/控制板，包括硅光电二极管一维阵列8、接收板9、数据采集系统10、控制模块11四大部分组成。接收板9由数块子板并接而成，可根据带宽的不同而调整子板的块数。硅光电二极管一维阵列8发出的包含着强力输送带信息的电信号，被接收板9接收，经过放大和通道选择后被顺次采集入数据采集系统(DAS)10中进行A/D转换，模拟信号经A/D转换后变为14位数字像素信号，然后像素信号被送入控制模块11中进行数字图像处理，形成一帧图像，送入微机5中。
本系统的核心模块为X射线接收/控制板3，由于现场输送带的带宽不相同，故其接收板9由多块接收子板并接而成，可根据带宽的不同而调整接收子板的块数。接收子板部分包括前置放大器12和多路复用器13。前置放大器12用来采集和放大硅光电二极管一维阵列8极低的电流输出(十几个微安)，多路复用器13的主要功能是信号的多路化，在这种情况下输出的是连续的模拟数据。
经过前置放大器12和多路复用器13后是数据采集系统(DAS)10，数据采集系统(DAS)10的主要功能是完成模数转换。包括可调增益放大器14、缓冲放大器15、A/D转换电路16三部分。在进行模数转换之前需要一些步骤使信号放大到可以进行模数转换，这主要由可调增益放大器14和缓冲放大器15来完成，然后把信号送入A/D转换电路16中进行模数转换。数据采集系统(DAS)10、前置放大器12及多路复用器13放在同一块接收子板中。
图3中的控制模块11包括控制单元17、数字信号处理电路18和图像采集接口电路19。控制单元17根据从微机5接收到的指令来控制接收/控制板3。来自微机5的指令包括校准、采集和设置不同的积分时间，还可能包括校准数据或其它设置数据。从微机5到接收/控制板3的数据是通过RS232接口来传送。控制单元17的主要功能之一是为数据采集系统(DAS)10提供时序。
数字信号处理电路18除了处理不同信号的的多路化、标准化、修正和逻辑功能外，还能处理一些更复杂的任务，如信号的平均化。构成一幅图像的每条线上的信号经过平均化以后得到一个新的图线，这样能取得更好的信噪比，提高图像清晰度和质量。
图像采集接口电路19负责接收/控制板3和微机5之间的通信。选择RS422作为接口。
如图4所示，所述帧捕获卡20包括包括电可擦除只读存储器24，其周边元件扩展接口控制器22，该型号为S5933。电平转换芯片23，其型号为MAX3095。高速数据缓存24，其型号为IDT72V235。数据传输控制逻辑25，ispLSIL1016。电平转换芯片23的作用是将来自RS422输出端口的差分数据转换成TTL信号。高速流入的数据先在外部高速数据缓存24中缓存，内部高速数据缓存24非满时再作传送。周边元件扩展接口(PCI)控制器22用来实现周边元件扩展接口(PCI)总线协议的执行。数据传输控制逻辑25用于周边元件扩展接口(PCI)控制器与高速数据缓存24，以及高速数据缓存24与外部设备之间的传输控制。
所述微机5内有帧捕获卡20及图象分析处理软件系统，不仅能显示出被测物体的图像，而且提供了超级图像处理功能，包括降噪、亮度对比度增强、边缘增强等基本功能和多种高级功能，如组合控制功能、自由编程功能、数据报告的浏览和打印输出功能、图像存储和图像转储功能、图像回拉功能、人性化的图像显示和个性化的设计功能、远近程开关机功能、系统自诊断功能、自动维护保养功能等。系统自诊断功能是以菜单方式提供，方便操作。使用图像处理系统能适应相应检测产品所规定的技术标准，具有图像几何尺寸标定和测量以及缺陷定位功能；在检测图像中标定的缺陷位置与实际位置误差应≤2mm，单个缺陷的测量精度为±0.5mm。
本发明的接口关系如图5所示，处理好的一帧图像数据既可以通过RS422接口传送，也可以通过以太网接口传送。微机5发送指令到X射线接收/控制板3，以及X射线接收/控制板3的应答信号通过RS232接口传送。帧捕获卡位于微机5中，通过数据线与X射线接收/控制板3中的数字信号处理电路18相接。微机5发出一个帧触发信号即开始采集图像。
本发明的图像分析处理软件包括两部分，一部分是控制软件，其功能是通过数据总线发送命令来控制成像系统，这些命令包括工件动作指令、成像装置的校准、从帧捕获卡20得到图像、图像平面尺寸校定、图像实时采集、图像的同步处理和图像储存等。根据视频技术理论，图像采集速度达到25帧/秒即视为实时成像。另一部分是成像软件，其功能是在微机上显示图像，按所检测输送带的质量标准进行缺陷等级评定，同时生成工件检测数据库文件，输出评定报告，再将检测图像和数据库文件同时保存到光盘等储存介质中去，最终产生一份详尽的分析报表。
本发明的软件平台用C++及MFC实现。软件使用帧捕获卡20提供的动态链接库函数获取图像数据，像素数据校正软件采用多文档界面框架，按照面对对象编程思想，重点设计了以下四个类(1)CimageSrc类用于图像像素数据读取、将图像数据放入缓冲区，然后进行图像处理数据和异物判断及识别使用。
(2)CimageDisplay类用于图像在界面中显示。
(3)Cximage类图像处理模块，包含了大部分图像预处理功能图像增强、图像分割、图像轮廓提取等。
(4)LinePixel类行像素灰度曲线分析模块，包含了对行像素灰度分布曲线绘制。
将本发明的强力输送带无损检测系统进行工业试行中，在井下湿度大、煤尘大的恶劣环境下，该系统连续稳定运行达800小时以上。显示台7设置在专用观察室中，离现场检测设备20m左右，保证了操作人员的安全。输送带运行过程中图像以25帧/秒进行显示，图像分辨率达到了1.5mm*1.5mm，图像清晰度高，能实时看到完整的强力输送带内钢绳夹芯的图像，几乎与输送带运行同步。在运行时，发现输送带部位有一处亮度增大，随即微机5通过报警装置发出了报警信号，然后停机检查，果然看到该部位的热补胶已经脱落，当即进行了修补，防止了事故隐患。当运行至输送带接头时，报警装置响起，通过图像处理软件进行缺陷定位，智能识别与计算，发现接头处伸长5.1mm，输送带强度已经降低。该装置误差率可达到0.1％，几乎可以无误地检测出输送带中钢绳夹芯的任何异常现象。
权利要求
1.一种强力输送带无损检测系统，该系统置于输送带侧，包括有微机(5)，与其连接的显示台(7)，其特征是该系统的结构还包括有封闭的监测系统箱及辐射屏蔽(1)，该箱及辐射屏蔽(1)内设有X射线发生器(2)、X射线接收/控制板(3)、光触发传感器(4)、装有X射线图象分析系统的微机(5)，系统供电电源(6)；所述X射线发生器(2)和X射线接收/控制板(3)分别置于所述输送带的上下侧，当X射线发生器(2)发出呈80度角的扇形光束，穿过运行着的输送带，所述X射线发生器(2)发出的X光波成80度角的扇形X光波束，使带有被测物体信息的X光穿过输送带后的信号被位于X射线接收/控制板(3)接收，经过光触发传感器(4)和X射线接收/控制板(3)中的信号处理电路放大、滤波、模数转换，将转换的数字信号传输给微机(5)，将信号转换为图像显示在与微机(5)连接的所述的微机上，并在所述的显示台(7)上显示。
2.根据权利要求1所述的强力输送带无损检测系统，其特征是所述的X射线发生器(2)是电压、电流可调的能连续工作的X射线发生装置。
3.根据权利要求1所述的强力输送带无损检测系统，其特征是所述的X射线接收/控制板(3)包括有硅光电二极管一维阵列(8)、接收板(9)、数据采集系统(DAS)(10)及控制模块(11)，接收板(9)是根据带宽的不同而调整的多块子板并接而成，硅光电二极管一维阵列(8)发出的包含着强力输送带信息的电信号，被接收板(9)接收，经过放大和通道选择后被顺次采集入数据采集系统(DAS)(10)中进行A/D转换，模拟信号经A/D转换后变为14位数字像素信号，然后像素信号被送入控制模块(11)中进行数字图像处理，形成一帧图像，送入微机(5)中。
4.根据权利要求3所述的强力输送带无损检测系统，其特征是所述的接收板(9)的多块子板中的每块接收子板包括有前置放大器(12)和多路复用器(13)，将所述接收板(9)的多块子板并联组成长度可变的接收板。
5.根据权利要求3所述的强力输送带无损检测系统，其特征是所述的数据采集系统(10)包括有可调增益放大器(14)、缓冲放大器(15)及A/D转换电路(16)，在进行模数转换之前由可调增益放大器(14)和缓冲放大器(15)使信号放大到可以进行模数转换，然后把信号送入A/D转换电路(16)中进行模数转换。
6.根据权利要求3所述的强力输送带无损检测系统，其特征是所述的控制模块包括有控制单元(17)、数字信号处理电路(18)和图像采集接口电路(19)，控制单元(17)根据从微机(5)接收到的指令来控制接收/控制板(3)，从微机(5)到接收/控制板(3)的指令是通过数字信号处理电路(18)和图像采集接口电路(19)来传送的。
7.根据权利要求1所述的强力输送带无损检测系统，其特征是所述微机(5)中有一个帧捕获卡(20)。
8.根据权利要求7所述的强力输送带无损检测系统，其特征是所述的帧捕获卡(20)包括电可擦除只读存储器(21)、其周边元件扩展接口控制器(22)、电平转换芯片(23)、高速数据缓存(24)及数据传输控制逻辑(25)。
全文摘要
本发明提供的强力输送带无损检测系统，该系统箱及辐射屏蔽内有一个能连续工作的X射线发生器置于被测物体强力输送带一方，该X射线发生器发出的X射线穿过强力输送带后被置于强力输送带对方相应部位的X射线接收/控制板接收。所述的X射线接收/控制板包括由光电管构成的一维阵列发出的包含着被测物体图像象素的电信号经放大、滤波处理后被顺序采集。模拟信号经模拟信号放大后经数模转换器、并串转换器产生并行图像象素数字信号，该信号被输往微机内的帧捕获卡中，于此该串行数据流被分解成数字信号和控制信号，经由图象分析系统，最终产生一份详尽的分析报表，可在显示屏幕上直接观测或打印。该系统功能强大且操作简单，并且容易处理。
文档编号G01N23/18GK1936555SQ20061001579
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月25日 优先权日2006年9月25日
发明者崔才英, 李文, 焦克华 申请人:天津安信通科技有限公司