一、鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)概述：

1. 鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)品特點(diǎn)

鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)適用于對強(qiáng)力鋼繩芯膠帶內(nèi)的鋼絲繩斷繩、接頭抽動進(jìn)行安全監(jiān)測，模塊化的系統(tǒng)具有可靠性強(qiáng)、靈敏度高、安裝調(diào)試簡單、上位機(jī)人機(jī)界面友好、操作系統(tǒng)易掌握等特點(diǎn)。

1.1   傳感器

鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)采用當(dāng)前國外的鋼絲繩探傷檢測技術(shù)，傳感器密集布置、免維護(hù)、測量穩(wěn)定性高、抗抖動性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

1.2  數(shù)據(jù)采集模塊

鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)多CPU構(gòu)架的數(shù)據(jù)采集、通訊設(shè)計(jì)，保證了系統(tǒng)的實(shí)時性和信號的完整性。

1.3 通訊系統(tǒng)

鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)采用的現(xiàn)場總線通訊方式，具有實(shí)時性強(qiáng)、抗干擾性能好、誤碼率低等特點(diǎn)，并可兼容其它多種通訊方式。

1.4 上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件

模擬膠帶實(shí)際運(yùn)行工況，膠帶接頭編號和實(shí)際一致，掃描獲得的接頭、斷頭數(shù)據(jù)以圖形方式在地面計(jì)算機(jī)上直觀顯示，使用超級照相機(jī)功能可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)之間的任意比較，從而使對斷頭變化、接頭抽動有了判斷依據(jù)和參照標(biāo)準(zhǔn)；軟件自動報警功能可以及時提醒操作人員，避免發(fā)生斷帶事故。

2. 鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)用途和適用范圍

鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)可適用于各類礦山、港口、碼頭、電廠、水泥廠等使用強(qiáng)力鋼繩芯膠帶的場所。

鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)在淋水、潮濕、高低溫、強(qiáng)磁場等各種復(fù)雜惡劣的環(huán)境下均可以正常工作，適合于各種形式的強(qiáng)力膠帶，如防縱撕膠帶等。

3. 鋼絲繩磁性探傷保護(hù)系統(tǒng)組成

表1：系統(tǒng)組成設(shè)備表

4. 適用條件

（1）工作溫度：-20℃～40℃；

（2）相對濕度：≤98％；

（3）大氣壓力：80 Kpa～110 Kpa；

（4）含有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下；

（5）貯存溫度：-40℃～60℃。

二、結(jié)構(gòu)特征

1．ZSC127-Z探傷主機(jī)

ZSC127-Z探傷主機(jī)由3臺探傷傳感器箱、3組數(shù)據(jù)采集/通訊模塊組成。每臺探傷傳感器箱內(nèi)置16個探傷傳感器，由1組數(shù)據(jù)采集/通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬷行恼居?jì)算機(jī)，所有部件布置在不銹鋼箱體內(nèi)，然后再使用不銹鋼護(hù)罩進(jìn)行防護(hù)。雙層不銹鋼防護(hù)保證了主機(jī)在煤礦惡劣的工作環(huán)境下能夠正常工作。

探傷主機(jī)略寬于膠帶寬度，以保證在皮帶跑偏的情況下仍然能夠?qū)崿F(xiàn)對膠帶全寬度范圍的鋼絲繩進(jìn)行檢測。

    探傷主機(jī)的高亮度LED指示燈用于顯示工作狀態(tài)。三個蘭色LED亮表示電源正常、三個黃色LED亮表示主機(jī)工作正常、三個紅色LED任意一個亮表示出現(xiàn)故障，三個白色LED任意一個亮表示膠帶接頭或斷頭通過主機(jī)箱。

2．ZSC127D-K隔爆兼本安控制主機(jī)

電源箱的主要部件包括：隔爆外殼、三組12V/0.8A本安電源模塊、一組遠(yuǎn)程停送電控制模塊、1個電源變壓器、一個電源濾波器、二組接線端子排等部件。

隔爆殼內(nèi)的所有部件均集成在機(jī)芯上，可以整體抽出，便于檢修和維護(hù)。

3．通訊接口結(jié)構(gòu)

通訊接口為礦用一般兼本質(zhì)安全型，安裝在地面監(jiān)控中心。

除通訊轉(zhuǎn)換電路外，耐壓達(dá)3000V的光耦和DC/DC轉(zhuǎn)換電路將計(jì)算機(jī)的非本安輸出和通訊接口的本安輸出隔離開來，從而保證了通往井下的通訊線路的本質(zhì)安全性能。

 通訊接口有電源指示、通訊狀態(tài)指示及故障指示燈。

三、工作原理

探傷主機(jī)內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)型傳感器箱密集布置了48組傳感器，每組傳感器監(jiān)測1~2根鋼絲繩，膠帶以正常速度運(yùn)行的狀況下，各組傳感器對膠帶內(nèi)的鋼絲繩進(jìn)行不間斷的掃描檢測。

探傷主機(jī)的寬度大于皮帶寬度100mm以上，以保證在皮帶跑偏的情況下，探傷主機(jī)仍然能夠覆蓋所有鋼絲繩。

傳感器的探傷原理是通過探測鋼絲繩的導(dǎo)磁性能來判斷鋼絲繩的受損情況，以及接頭是否發(fā)生抽動。

無損傷、連續(xù)的鋼絲繩導(dǎo)磁性能良好，通過探傷主機(jī)安裝位置時，傳感器不會產(chǎn)生任何信號。

當(dāng)膠帶內(nèi)的鋼絲繩出現(xiàn)斷頭、銹蝕等情況時，鋼絲繩的導(dǎo)磁性能變差，傳感器檢測到信號的變化后，經(jīng)過信號處理電路，將信號轉(zhuǎn)換成方波。

傳感器輸出的方波信號寬度和鋼絲繩斷口大小成正比，斷口小，方波信號則窄，反之，方波信號就寬；同時，與鋼絲繩斷口到傳感器的距離成反比，距離越大，方波信號越窄。

傳感器具有很高的靈敏度，當(dāng)一根鋼絲繩受損時，附近布置的幾個傳感器都會感應(yīng)出信號。

鋼絲繩斷口，在該斷口左右布置的傳感器C1~C4都檢測到了該斷口，因此都有信號輸出。由于傳感器C2、C3到斷口的距離L2、L3小，所以輸出的方波信號寬，傳感器C1、C4到斷口的距離L1、L4大，輸出的方波信號就窄。

數(shù)據(jù)采集/通訊模塊采集到傳感器輸出的方波信號后，將數(shù)據(jù)傳輸至地面計(jì)算機(jī)。地面計(jì)算機(jī)截取出方波的寬度，以紅色或者綠色線條表現(xiàn)方波的寬窄。每個線條對應(yīng)一個傳感器輸出的信號，線條的長短和傳感器輸出的方波信號的寬窄相對應(yīng)。

典型的斷頭信號在計(jì)算機(jī)上顯示的圖形如圖5所示。該圖說明：在斷頭附近布置的4個傳感器都檢測到了該斷頭，短線條表示傳感器距離斷頭遠(yuǎn)，線條越長，則斷頭距該傳感器越近。

四、信號特征及斷頭、接頭抽動判斷

1．?dāng)囝^、銹蝕、劈絲等檢測圖形特征

1.1  鋼絲繩有明顯的斷頭時，通常連續(xù)的3~4個傳感器都有信號輸出，檢測圖形的特征為中間大、上下小。

1.2  鋼絲繩有銹蝕、劈絲等情況時，檢測圖形要比斷頭圖形小，且無明顯的斷頭圖形特征，如圖7所示。

1.3  傳感器輸出的信號有以下特征：

（1）鋼絲繩斷口間距≤80mm，斷口間距增大時，信號大?。ǚ讲▽挾龋╇S著增大，如圖6.1、圖6.2所示。

（2）鋼絲繩斷口間距≥80mm時，信號分為2個。

當(dāng)出現(xiàn)鋼絲繩有銹蝕、劈絲等情況時，實(shí)際中往往采取補(bǔ)膠、背鋼絲繩等措施，無論采取哪種措施，斷頭仍然是存在的，因此，反映在計(jì)算機(jī)上的信號也仍然存在。但斷頭變大時，檢測圖形也會增大，以此可以判斷斷頭的變化。

2．接頭檢測圖形特征

2．1 標(biāo)準(zhǔn)硫化接頭

不同接法的硫化接頭，接頭內(nèi)的鋼絲繩是對接或搭接的，并有以下規(guī)律：

 （1）一級接頭鋼絲繩全部為搭接，沿膠帶寬度方向形成2列斷點(diǎn)；二級接頭鋼絲繩一對一搭，沿膠帶寬度方向形成3列斷點(diǎn)；三級接頭二對一搭，沿膠帶寬度方向形成4列斷點(diǎn)。

（2）無論對接口或搭接口，都呈傾斜布置。

根據(jù)傳感器的工作原理，當(dāng)接頭內(nèi)的各列斷點(diǎn)通過傳感器箱安裝位置時，所有傳感器都會出現(xiàn)信號，相應(yīng)地，檢測結(jié)果也應(yīng)該出現(xiàn)2列信號、3列信號、4列信號；并應(yīng)該正確地顯示接頭接法——對接口或搭接口的傾斜方向。

接頭有規(guī)律地形成3列斷點(diǎn)，兩者之間的區(qū)別是對接口或搭接口的傾斜方向相反。

2.3接頭抽動的判斷

   接頭發(fā)生抽動時，軟件會自動報警。還可以通過人工分析接頭的變化，系統(tǒng)軟件有圖形拍攝功能，可以將當(dāng)前接頭圖形拍攝成照片，和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)圖形進(jìn)行對比。

   當(dāng)接頭發(fā)生抽動后，檢測結(jié)果圖形會發(fā)生變化，圖12顯示了一個典型的接頭抽動案例。發(fā)生抽動后的接頭圖形，和正常接頭相比，信號變大并有斷裂，發(fā)生了明顯變化。

五、實(shí)現(xiàn)的功能及性能特點(diǎn)

1．實(shí)現(xiàn)的功能

（1） 對鋼絲繩芯膠帶的斷繩、銹蝕、損傷等狀況進(jìn)行在線實(shí)時監(jiān)測，并能準(zhǔn)確定位。

（2） 實(shí)現(xiàn)硫化接頭抽動、接頭脫膠、接頭內(nèi)斷繩、損傷的在線實(shí)時監(jiān)測。

（3） 模擬X光機(jī)檢測方式，整條皮帶的接頭、斷繩、銹蝕、損傷等狀況以全圖形化方式顯示、儲存；操作軟件可以隨意打開多個窗口，調(diào)出基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、當(dāng)前數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)任意比較分析；的圖形拍照功能，極大地方便了現(xiàn)場操作人員對接頭、斷繩、銹蝕、損傷等圖形的變化情況進(jìn)行分析比較。

（4） 斷頭變化、接頭抽動自動報警功能。監(jiān)控軟件采用數(shù)據(jù)分析和圖形比較二種計(jì)算方法，使得自動報警更加可靠。

（5） 計(jì)算機(jī)顯示的接頭編號和膠帶實(shí)際編號一致，新增接頭可由用戶自定義。

（6） 檢測結(jié)果實(shí)時打印功能。

（7） 遠(yuǎn)程停送電功能。打開監(jiān)控軟件開始檢測時，系統(tǒng)自動上電，皮帶停止運(yùn)行，系統(tǒng)自動斷電。

（8） 檢測結(jié)果可通過Internet遠(yuǎn)傳至制造廠，由制造廠專家進(jìn)行檢測結(jié)果分析。

2．性能特點(diǎn)

（1）探傷主機(jī)具有抗皮帶抖動性能。

（2）探傷傳感器無需調(diào)整工作點(diǎn)，免維護(hù)，信號大小始終一致。

（3）工作原理與國內(nèi)類似設(shè)備有本質(zhì)上的不同，無振蕩電路，從根本上消除了傳感器的自激干擾、實(shí)現(xiàn)了傳感器的密集布置及單箱體結(jié)構(gòu)。

（4）三組CPU并行工作，保證了皮帶在高速運(yùn)行狀態(tài)下采集數(shù)據(jù)不丟失。

（5）優(yōu)異的抗干擾性能——大功率除鐵器、大功率電機(jī)等強(qiáng)磁場干擾環(huán)境不影響正常工作。

（6）即安即測，無需磁化鋼絲繩。

六、主要技術(shù)參數(shù)

1． 適應(yīng)膠帶寬度：800~2500mm。

2． 膠帶運(yùn)行速度：0.5~6m/s。

3． 實(shí)時采集的接頭數(shù)據(jù)重復(fù)率≥96%，斷頭數(shù)據(jù)重復(fù)率≥98%。

4． 皮帶內(nèi)鋼絲繩斷頭、損傷、銹蝕判斷準(zhǔn)確率：100％。

5． 硫化接頭抽動分辨率≤1mm。

6.  鋼絲繩斷頭、損傷、銹蝕定位：縱向距離誤差±300mm， 橫向距離誤差±10mm。

7． 通訊方式：CAN總線、RS485、以太網(wǎng)任意選擇。

8． 通訊媒介：通訊電纜、光纜、電話線任意選擇。

9． 計(jì)算機(jī)工作環(huán)境溫度：0℃~45℃，傳感器工作環(huán)境溫度：-20℃~45℃。

10．電源電壓：127V/220V，頻率50Hz，功率≤150W。

11．通訊距離≥10km；傳輸速率：10~200kbps。

12．軟件操作界面：Windows XP/NT/9x。