一种基于微波收发器的输煤皮带上异物的检测装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110161057A(43)申请公布日2019.08.23(21)申请号201910382637.4(22)申请日2019.05.09(71)申请人浙江浙能技术研究院有限公司地址310001浙江省杭州市余杭区五常街道余杭塘路2159-1号1幢5楼(72)发明人金仲文李汉秋郑渭建范海东吴春年俞荣栋郭鼎刘轩驿(74)专利代理机构杭州九洲专利事务所有限公司33101代理人张羽振(51)Int.Cl.G01N22/02(2006.01)G01V3/12(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种基于微波收发器的输煤皮带上异物的检测装置及方法(57)摘要本发明涉及基于微波收发器的输煤皮带上异物的检测装置，包括输煤皮带和微波断层扫描成像系统，其中微波断层扫描成像系统包括上位机、高速多路数据采集器、N个微波信号收发器、N个微波信号调节电路以及具有N个电极的微波成像传感器；输煤皮带由位于下方的滚轮支撑，横截面呈梯形；上位机用于提供用户界面的接口、系统各个部分的控制、系统内的数据传输、数据的处理以及与系统外设备的数据通讯等；高速多路数据采集器对多个微波信号收发器的接收信号强度指示的输出进行数据采集。本发明的有益效果是：本发明能够及时发现运行中输煤皮带上煤炭原料中的金属或非金属异件，利用检测到的信息使得下一步的异件排除成为可能。CN110161057ACN110161057A权利要求书1/2页1.一种基于微波收发器的输煤皮带上异物的检测装置，其特征在于，包括输煤皮带和微波断层扫描成像系统，其中微波断层扫描成像系统包括上位机(1)、高速多路数据采集器(2)、N个微波信号收发器(3)、N个微波信号调节电路(4)以及具有N个电极的微波成像传感器(5)；输煤皮带由位于下方的滚轮(12)支撑，横截面呈梯形；微波成像传感器(5)由一个底边结构和左右两个侧边结构组成，侧边与底边传感器部分结构相同；微波成像传感器(5)的N个电极均匀分布在输煤皮带的下方，微波成像传感器(5)形成与输煤皮带形状相匹配的梯形结构，靠近输煤皮带下表面但非接触；微波成像传感器(5)包括SMA接口(6)、金属铜片(7)、绝缘层(8)和金属底座(9)；上位机(1)用于提供用户界面的接口、系统各个部分的控制、系统内的数据传输、数据的处理以及与系统外设备的数据通讯等；高速多路数据采集器(2)对多个微波信号收发器(3)的接收信号强度指示的输出进行数据采集，将采集的数据发送给上位机(1)，同时也接收上位机(1)的控制信号；系统中的每个微波信号收发器(3)独立工作，有发射和接收微波信号两种状态；微波信号收发器(3)的接收信号强度指示，是测量微波信号在通过传感器中被测物质的衰减；微波信号调节电路(4)包括信号放大、衰减、过滤以及特性阻抗匹配；微波成像传感器(5)主要由SMA接口(6)、金属铜片(7)、绝缘层(8)和金属底座(9)构成，若干个金属铜片(7)与金属底座(9)之间由绝缘层(8)隔离，金属铜片(7)的一端焊接连接到SMA接口(6)的信号端，SMA接口(6)用于金属铜片(7)与传感器外部的连接接口。2.根据权利要求1所述的基于微波收发器的输煤皮带上异物的检测装置，其特征在于，金属铜片(7)作为微波成像传感器(5)的电极，金属铜片(7)固定在绝缘层(8)的上表面，并在金属铜片(7)上涂有一层绝缘涂层；绝缘层(8)位于金属铜片(7)与金属底座(9)之间，绝缘层(8)采用塑料材料；金属铜片(7)一端与SMA接口(6)中心的信号端焊接在一起，SMA接口(6)的金属外壳作为信号地，SMA接口(6)中间的金属细棒作为高频微波信号的传播介质，细棒与外壳之间设有PTFE塑料作为绝缘隔离；金属底座(9)作为信号地，同时支撑整个微波成像传感器(5)；SMA接口(6)的金属外壳与金属底座(9)通过螺丝固定在一起，作为信号地。3.一种如权利要求1所述的基于微波收发器的输煤皮带上异物的检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)上位机(1)控制1号微波信号收发器发射信号，而2号到N号微波信号收发器接收信号；在微波信号的通路上微波信号调节电路(4)进行频率过滤、特性阻抗匹配等；高速多路数据采集器(2)测量2号到N号微波信号收发器的接收信号强度指示的数据，并把数据发送给上位机(1)；2)然后上位机(1)控制2号微波信号收发器发射信号，3号到N号微波信号收发器接收信号；高速多路数据采集器(2)测量3号到N号微波信号收发器的接收信号强度指示的数据，并把数据发送给上位机(1)；3)以此类推，最后一个数据为控制N-1号微波信号收发器发射信号，而N号微波信号收发器接收信号；4)根据一个周期的所有测量数据，利用微波成像的图像重建算