专利名称：一种煤矿皮带x射线透视检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及X射线透视技术应用领域，尤其涉及到一种进行皮带安全检测的 煤矿皮带X射线透视检测系统。
背景技术：
目前X射线技术在煤矿皮带安全检测中有着比较广泛的应用，通过X射线透视图 像能够清楚地看到皮带内部钢丝的结构和状态，发现钢丝是否存在断裂和锈蚀，进而对于 比较严重的断裂区域，能够及时采取相应的修补措施，降低皮带发生断裂的可能性。传统的煤矿皮带X射线检测设备多为手持式X光机，需要在皮带停转的情况下，由 专门的测试人员手持这种设备，在皮带的不同位置进行局部透射成像，发现钢丝中是否存 在异常，这种检测方法往往需要耗费大量的时间，因为煤矿皮带一般长度为3-10多公里， 完整的检测一次需要几天的时间，在长时间的检测过程中，常常存在由于检测人员的疏忽， 漏掉皮带部分异常区域。并且在此工况下，虽然检测人员穿着防护服，但是长时间的X射线 照射，对检测人员的身体也会产生影响。另外传统的X射线检测只是通过局部扫描的方式 进行，如果用户需要了解某一个区域前后两次扫描的变化情况，对比同一个区域的两次成 像差异等，传统的检测方法是很难做到的。并且检测时需要皮带设备处于不运转状态，这对煤矿的生产一定会造成影响；同 时现有设备只能对皮带局部位置进行检测，而煤矿皮带常常有几公里，甚至十几公里长，光 凭手动检测的方法很难进行完整的测试，很难全面的发现皮带可能出现的问题。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于，克服现有煤矿皮带透视检测设备不能实现 完全自动的皮带检测，提供了一种能够对煤矿皮带自动进行完整X射线扫描的装置，并且 根据扫描数据，自动分析、定位皮带接头区域和所有异常区域，同时可以分析、对比多次扫 描结果，对皮带部分区域的变化进行分析，发现可能出现问题的区域。为了解决上面的技术问题，本实用新型提供了一种煤矿皮带X射线透视检测系 统，该系统的主要包括主控系统；所述主控系统用来进行数据接收和处理并发出相关指令；射线源模块；所述射线源模块具有可对皮带发射X射线的射线源；所述射线源模 块能够产生一定能量的连续能级的X射线，该模块的启动和关闭由远程控制模块控制，在 每次采集前，打开X射线，采集模块开始采集数据，等到采集完一圈皮带数据以后，关闭X射 线，停止采集；打开和关闭射线的时间取决于皮带长度和皮带运行速度；探测和采集模块；所述探测和采集模块包括对穿透皮带后的X射线进行探测的探 测装置并通过其中的采集模块将所探测到的X射线进行采集以得到一定射线源强度的数 字信号；在将穿透皮带后的X射线转化为数字信号后，该模块的输出数据通过数据传输模 块组帧后传递到主控系统中；[0010]数据传输模块；所述数据传输模块将探测和采集模块的输出数据组成数据帧，通 过光纤方式把数据帧传送到主控系统中；远程控制模块；所述远程控制模块负责和上层的远程主控系统进行通讯，并根据 主控系统的命令对射线源模块以及探测和采集模块进行控制；控制射线源的打开和关闭， 启动和停止采集设备，并把现场环境信息传递到远程主控系统；环境采集模块；所述环境采集模块负责收集所述射线源和探测装置中的温度、湿 度等主要环境数据指标以及皮带穿过探测装置时的速度大小，并把所收集信息通过远程控 制模块传递到主控系统中。作为本技术方案的进一步改进，所述主控系统包括运行控制模块；所述运行控制模块对数据采集和分析实现自动控制，通过提供定 时运行功能，实现无人值守的皮带扫描和分析；使得本检测系统不需要皮带停机即可检测， 通过定时运行功能，实现工作时间对皮带进行扫描和分析；数据存储模块；所述数据存储模块实时存储由探测和采集模块所采集并经由数据 传输模块所传送的图像扫描数据；把探测器(前述探测装置的一种)采集模块获取的数据 通过网络方式传送到远程机房，然后通过数据传输模块对接收到的数据进行组帧，再通过 高速通讯的方式传递到电脑中去；扫描数据库；所述扫描数据库负责存储皮带每一次扫描的完整数据以及数据分析 模块所提供的分析结果信息；数据分析模块；所述数据分析模块对所述扫描数据库中的图像数据文件等采样数 据进行分析，自动定位扫描数据中接头和异常区域，能够对多次扫描结果进行对比，发现多 次检查的变化区域；数据显示模块；所述数据显示模块将X射线扫描结果转化为灰度图像进行显示； 并根据数据分析模块所作出的接头和异常区域结果的判断，自动显示皮带对应位置的图像 数据。作为本技术方案的更进一步改进，所述主控系统还包括告警模块；所述告警模块根据数据分析模块的输出结果，如果有异常危险区域，通 知检测人员，对于严重异常区域，发出告警。也作为本技术方案的进一步改进，所述环境采集模块包括一霍尔传感器。其中，所述环境采集模块，主要用来实时采集射线源所在防暴箱和探测器所在防 暴箱中的温度和湿度信息，另外环境采集模块还实时获取皮带的运转速度，分析模块根据 皮带运转速度和采样频率，能够计算得到图像像素分辨率，用于长度计算。另外，所述数据存储模块，实时存储采集到的图像数据。而由于采样速度太快，系 统来不及实时分析扫描数据，只是实时把数据存储下来，等扫描结束后，再启动分析流程。采用本实用新型所述的系统，与现有技术相比，可以实现对煤矿皮带的不停机检 测，通过对皮带的完整扫描和自动分析，精确定位皮带中接头位置和异常区域位置，提高对 皮带异常区域的检测效率，并消除传统X射线探测设备对检测人员的伤害。

图1是本实用新型的系统模块框4[0026]图2为图1的另一种表达形式；图3是本实用新型的系统流程图；图4是采集模块控制流程图；图5是数据分析和处理流程具体实施方式
以下结合附图对本实用新型所述技术方案的实施作进一步的详细描述图1和图2是本实用新型的系统结构和原理示意图。如图1和图2所示，本实用新型系统包括主要设备模块有X射线源设备，如X光 机；探测和采集设备，探测板获取X射线穿透皮带后的模拟信号，采集模块把探测板输出的 信号通过A/D转换，得到数字信号。由图1可知，皮带处于探测板和射线源之间，根据皮带 宽度、皮带到射线源的距离，皮带到探测板的距离，能够计算得到探测板的宽度；数据传输 设备，是指把远程采集系统中采集到的数据，封装到高速通讯协议中，通过光纤方式传到主 控系统中，由主控系统进行数据存储和分析；环境采集模块中的环境监控设备主要是一些 传感器设备，能实时获取射线源装置和探测器装置中的温度、速度等信息，便于主控系统了 解采集系统的工作状态，对于皮带速度，通过安装霍尔传感器的方式可以计算得到，皮带速 度对于后面数据的分析有着重要的作用。主控系统指放置在远程控制室中的电脑系统，它 包括多个子模块存储模块实现数据的实时存储；分析模块对采集数据进行分析，得到皮 带接头区域和异常区域的在扫描数据中的位置；控制模块主要是控制什么时候启动采集系 统；显示模块则提供给用户观察任意位置的皮带内部图像。图3是本实用新型的系统流程图。如图3所示，一次完整的数据分析包括下面几个方面1、数据采集。图4是本实用新型数据采集流程。首先根据用户配置的皮带长度和皮带运行平均速度，可以估算出皮带运转一周需 要的时间，由运行控制模块控制采集开始和结束。煤矿皮带运转速度一般为4m/s，为了得到 较高分辨率的图像，我们采用500us的采样速度，这样一线数据的分辨率为2mm。由于采样 速度快，数据量非常大，系统来不及实时处理，采集模块只是实时存储扫描数据。采集模块 通过线程或者多媒体定时器方式读取数据传输模块送上了的采样数据，并把数据放到缓存 队列，根据缓冲队列中数据大小确定需不需要存储，如果缓冲队列中数据超过指定大小，则 把前面的数据存为一个数据文件，采用时间或者计数方式对数据文件进行编号，并在索引 文件中记录每一个文件名称和采样该数据时对应的皮带速度。2、数据分析。数据扫描结束以后，系统启动分析线程，对扫描数据进行自动分析。 分析模块通过图像处理算法，定位皮带接头区域在扫描数据中的位置，得到皮带接头列表 文件。通过异常区域分析模块，自动定位皮带中钢丝断裂、锈斑、修补、磨损等区域的位置。3、分析结果处理和比较。根据前面得到的数据分析结果，需要进行进一步的处理， 由于每一次扫描起始点位置都不一样，需要对分析出来的接头编号进行分析，根据起始点 位置和接头位置的相对关系，重新对接头进行编号处理，对于任意一个接头，在不同次扫描 中这个编号是一致的。对于异常区域，为了便于用户实际定位，需要查找距离这个异常区域 最近的一个接头和到这个接头的距离。对于接头区域，需要分析接头长度是否发生变化，采用本次测试得到的接头长度与上一次测试和第一次测试的长度进行对比，如果变化值大于 指定阈值，则该接头为异常接头。4、异常区域图像浏览。根据数据分析结果，构建显示接头显示列表和异常区域显 示列表，用户可以双击列表中任意一项，自动显示该位置的图像信息，由用户对分析结果进 行验证。5、报告和打印。根据测试结果，打印测试报告，完成分析。图5是本实用新型的数据分析和处理流程。如图5所示，数据分析模块采用图像处理算法对扫描数据进行图像分析，自动定 位皮带中接头区域和异常区域的位置。在接头定位模块，采用扫描数据水平投影的方式可找到接头区域所在的位置，因 为接头区域钢丝数量和密度比其它区域要多一倍左右，通过该方法能够精确的定位区域。对于异常区域，现对数据进行分割，得到钢丝的二值数据，在对该数据在扫描方向 上进行分析，定位钢丝断裂区域和锈蚀区域。通过对两次扫描数据的对比，检测人员可以对比显示皮带任意区域在不同时刻的 扫描图像，分析该区域的变化趋势，对可以发生异常的区域进行预警标记。采用本实用新型提供的煤矿皮带X射线透视检测系统进行皮带检测，使得皮带在 不停机的情况下即可实现质量检查，及时发现皮带损耗或不正常的部位，同时也避免了 X 射线对检修人员的伤害，具有积极的意义。本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式
只是示例性的，是为了使本领 域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是 根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。
权利要求一种煤矿皮带X射线透视检测系统，其特征在于，该系统包括主控系统；所述主控系统用来进行数据接收和处理并发出相关指令；射线源模块；所述射线源模块具有可对皮带发射X射线的射线源；探测和采集模块；所述探测和采集模块包括对穿透皮带后的X射线进行探测的探测模块以及将所探测到的X射线进行采集以得到一定射线源强度的数字信号的采集模块；数据传输模块；所述数据传输模块将所述探测和采集模块的输出数据组成数据帧，通过光纤方式把数据帧传送到主控系统中；远程控制模块；所述远程控制模块负责和所述主控系统进行通讯，并根据所述主控系统的命令对所述射线源模块的启动和关闭以及所述探测和采集模块进行控制；环境采集模块；所述环境采集模块负责收集所述射线源模块和所述探测模块中的环境信息以及皮带穿过探测模块时的速度大小，并把所收集信息通过所述远程控制模块传递到所述主控系统中。
2.根据权利要求1所述的煤矿皮带X射线透视检测系统，其特征在于，所述环境采集模 块包括一霍尔传感器。
专利摘要本实用新型涉及一种煤矿皮带X射线透视检测系统，包括主控系统；进行数据接收处理并发出指令；射线源模块；探测和采集模块，对穿透皮带后的X射线进行探测并将所探测到的X射线进行采集以得到一定射线源强度的数字信号，并与后述数据传输模块进行通信；数据传输模块，将探测和采集模块的输出数据传送到主控系统；远程控制模块，与主控系统通讯，并对射线源模块的启闭及探测和采集模块进行控制；环境采集模块，收集射线源和探测装置中的环境信息及皮带穿过探测装置时的速度并传递到主控系统。实现了皮带的不停机检测，通过皮带的扫描分析，精确定位接头和异常区域位置，提高对异常区域的检测效率，并消除传统设备对检测人员的伤害。
文档编号G01N23/04GK201749091SQ201020108090
公开日2011年2月16日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者向霞, 屈俊健, 朱春雨, 杨奎, 梁石磊, 程培俊, 董明, 金素鹏 申请人:上海英迈吉东影图像设备有限公司