智能皮带检测系统


智能皮带检测系统

中远通智能皮带检测系统,以3D立体视觉技术为核心,结合线激光辅助定位与AI深度学习算法,对钢铁厂原料输送、烧结、焦化、高炉上料等环节的皮带输送机进行持续性智能监测。系统可实时生成输送带表面物体的三维点云模型,通过点云立体数据在相机端直接完成物体检测与异常识别,可获取物体三维形貌数据,与单目二维方案相比增加了深度维度信息。同时融合分布式光纤声波与温度感知技术,形成“视、声、振、温”多维一体的在线监测体系,覆盖皮带表面与内部的运行状况。

3D立体视觉分布式光纤DAS声波感知DTS分布式测温全线无盲区五合一传感

智能皮带检测系统与3D视觉监测

智能皮带检测系统与3D视觉监测
(1)3D立体视觉感知

系统依托中远通 机器视觉系统 的技术积累,采用自主研发的“立体智能视觉”方案,核心部件由激光3D双目相机和专用处理单元组成。相机模块自带处理单元,可在端侧直接生成输送带表面物体的三维点云数据并输出,无需依赖上位机计算,为检测的实时性与可靠性提供支撑。

  • 线激光扫描:采用线激光辅助定位,扫描精度最高可达0.1mm,最大扫描速度达1000Hz
  • 灵活适配:工作距离200~500mm可调,用户可根据待测物体尺寸灵活调整检测视场大小
  • 环境适应性:可抑制部分光线干扰,无阴影,在光线不足的工业环境下亦可正常检测
  • 安装便捷:相机安装简单,对安装精度无特殊要求,适配现有皮带机机架,无需大规模改造
  • 软件接口开放:直接输出点云数据,提供点云数据获取和保存接口,支持用户灵活二次开发
  • 对纹理信息不明显、颗粒状、粉末状、形状不规则的物体亦可扫描获取点云图
(2)多维度异常检测

系统基于三维点云数据与AI深度学习算法,对皮带运行状态进行多维度异常检测,覆盖皮带损伤、运行偏差、物料异常等风险场景,推动现场由“事后发现”转向“实时预警”。

  • 皮带撕裂监测:实时检测皮带表面纵向撕裂、横向裂纹、表面破损等损伤,定位损伤位置与程度
  • 跑偏检测:持续监测皮带运行偏移量,当偏移超出设定阈值时发出预警,为减少皮带边缘磨损与撒料提供条件
  • 打滑检测:通过皮带线速度与滚筒转速的对比分析,检测皮带与驱动滚筒间的打滑现象,为预防物料堆积提供支撑
  • 异物预警:AI智能识别输送带上混入的金属、木块、大块矿石等异物,报警并可联动剔除
  • 物料体积监测:利用3D视觉实时监测输送带上物料的体积与流量,为计量与生产调度提供数据支撑
  • 五合一传感器辅助:集成温度、振动、粉尘、光照、气体多维度数据采集,感知皮带机运行环境与设备状态;采集数据可纳入中远通 故障预测与健康管理系统 统一管理与趋势分析
(3)智能预警与联动控制

系统构建“检测—预警—联动—处置”的完整闭环,可实时发现异常并对潜在风险提前预警,与皮带机控制系统联动实现自动处置,为控制异常影响范围提供条件。

  • 提前预警:对皮带异常提前预警,为运维人员预留处置时间,为减少非计划停机提供条件
  • 实时AI识别:基于深度学习算法对异常形态进行实时判别,配合阈值设定与分级策略,减少无效告警
  • 分级报警机制:根据异常严重程度分级报警,支持声光报警、系统弹窗、短信推送等多种通知方式
  • 联动控制:可与皮带机PLC控制系统联动,在检测到严重撕裂、重大异物等紧急情况时自动停机,防止事故扩大;控制层集成方案可参见中远通 工业控制与软件平台
  • 持续性监控:系统按设定周期持续监测,替代人工沿线巡检,减少巡检人力投入
  • 异常记录与追溯:自动记录每次异常的时间、位置、类型、图像与处置结果,支持事后复盘与根因分析
(4)分布式光纤感知技术

在3D立体视觉感知的基础上,系统同步融合分布式光纤传感技术,以感测光缆同时作为传感介质与传输介质,沿皮带机全线敷设,基于分布式光纤声波传感(DAS)与分布式光纤测温(DTS),对输送带全线的振动、声波与温度场进行连续、无盲区的在线监测。光纤传感无源本安、抗电磁干扰,可在高温、粉尘、潮湿的工业环境下长期运行,与3D视觉形成“视觉看表面、光纤听内部”的多维互补感知体系,进一步提升皮带异常预警的覆盖面,为尽早处置提供条件。

分布式光纤沿程感知示意鼠标沿皮带方向移动,读取各里程段数据示意图可左右滑动查看,各里程段读数见下方列表
机头 · 驱动端 机尾 · 改向端 3D 视觉 视觉看表面 DAS / DTS 感测光缆 · 全线敷设 托辊卡死 托辊温升 纵向撕裂 异物撞击 0–240m 240–480m 480–720m 720–960m 960–1200m 1200m DAS 分布式声波 全线监测中 DTS 分布式测温 全线监测中 定位与状态 全线监测中 托辊 滚筒 带体 环境 本段声波平稳,无异常特征 28℃ · 温度场均匀 本段未检出异常事件 状态:正常 检出托辊卡死特征频率 31℃ · 无异常温升 3# 托辊组 · 距机头约 250m 状态:声波异常 本段声波平稳,无异常特征 68℃ · 检出异常温升 5# 托辊组 · 距机头约 520m 状态:温度异常 检出纵向撕裂扩展特征 34℃ · 无异常温升 距机头约 840m · 纵向撕裂 状态:视觉与声波互为印证 检出异物撞击特征声波 30℃ · 无异常温升 转载点 · 距机头约 1090m 状态:撞击特征
里程段 0–240m · 状态:正常
DAS 声波:本段声波平稳,无异常特征
DTS 温度:28℃ · 温度场均匀
定位与状态:本段未检出异常事件
里程段 240–480m · 状态:声波异常
DAS 声波:检出托辊卡死特征频率
DTS 温度:31℃ · 无异常温升
定位与状态:3# 托辊组 · 距机头约 250m
里程段 480–720m · 状态:温度异常
DAS 声波:本段声波平稳,无异常特征
DTS 温度:68℃ · 检出异常温升
定位与状态:5# 托辊组 · 距机头约 520m
里程段 720–960m · 状态:视觉与声波互为印证
DAS 声波:检出纵向撕裂扩展特征
DTS 温度:34℃ · 无异常温升
定位与状态:距机头约 840m · 纵向撕裂
里程段 960–1200m · 状态:撞击特征
DAS 声波:检出异物撞击特征声波
DTS 温度:30℃ · 无异常温升
定位与状态:转载点 · 距机头约 1090m
3D 视觉(看表面) 感测光缆(听内部) DAS 声波 DTS 温度
图中里程分段、声波与温度读数均为原理示意,用于说明分布式光纤沿程连续监测的工作方式,非某一现场实测数据。
  • 全线连续无盲区监测:单根感测光缆即可覆盖整条皮带机,从机头到机尾实现连续分布式监测,无监测死区,尤其适用于长距离、大运量输送线路
  • 托辊与滚筒故障定位:基于DAS声波与振动特征分析,识别托辊卡死、轴承损坏、滚筒异响等机械故障,并可定位到具体托辊、具体区段
  • 温度场在线监测:基于DTS实时获取托辊、滚筒及驱动装置沿线的温度分布,对异常温升及时提示预警,为摩擦生热、打滑引起的皮带高温风险提供早期提示
  • 撕裂与异物声波感知:捕捉皮带纵撕扩展、异物撞击、大块物料砸落等产生的特征声波信号,与3D视觉检测结果互为印证
  • 跑偏与打滑辅助判别:通过全线振动与速度特征分析,辅助判别皮带跑偏、打滑等运行异常,与视觉偏移量监测形成双重校验
  • 无源本安、抗电磁干扰:感测光缆不带电、无源工作,本质安全,不受现场强电磁与变频设备干扰,适用于防爆及易燃易爆等特殊区域
  • 长距离、少维护:单端测量距离可达数十公里,定位精度可达米级,光缆免供电、现场维护工作量少,可复用厂区已有通信光缆资源,简化布线与后期运维
  • 多源数据融合:光纤感知数据与3D视觉点云数据在统一平台融合分析,形成“声—振—温—视”多维联动诊断,为异常判别提供更多维度的依据
  • 统一预警联动:光纤感知发现的异常统一纳入预警平台分级报警,并可与皮带机PLC控制系统联动,实现自动停机等处置动作
(5)客户价值与应用效果

智能皮带检测系统已在钢铁、矿山、港口、电力等行业应用,通过替代人工巡检、提前预警异常、减少非计划停机,为客户在安全生产与运行管理方面提供支撑。

  • 风险早发现:对皮带撕裂等损伤风险及早提示,为控制维修范围与停机时长提供条件
  • 运行数据化:为物料利用与设备状态管理提供连续的数据支撑
  • 人力替代:减少巡检人力投入,降低人员在高危区域的作业频次
  • 生产优化:物料体积与流量数据,为生产调度提供依据,支撑物料输送与配料配比优化
  • 安全提升:智能监控减少人工巡检盲区,发现安全隐患,为预防皮带火灾、物料堆积等安全事故提供条件
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