一种输煤系统中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CN110161056A(43)申请公布日2019.08.23(21)申请号201910382577.6(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范海东郑渭建俞荣栋郭鼎来路刚沈智慧刘轩驿(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5页附图3页(54)发明名称一种输煤系统中输煤皮带上异物的检测装置及方法(57)摘要本发明涉及输煤系统中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、微波信号发射模块、微波信号调节电路、2×N微波开关矩阵、微波成像传感器、微波信号接收和检测模块和数据采集器；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；微波信号发射模块提供所需频率的微波信号，通过控制接口调节信号频率和输出功率等指标。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。CN110161056ACN110161056A权利要求书1/2页1.一种输煤系统中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)、微波信号发射模块(2)、微波信号调节电路(3)、2×N微波开关矩阵(4)、微波成像传感器(5)、微波信号接收和检测模块(6)和数据采集器(7)；输煤皮带由两侧边皮带和底边皮带组成，横截面呈梯形，并且输煤皮带下方设有滚轮支撑(14)；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，侧边结构与底边结构相同；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)采用与输煤皮带横截面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(8)、金属铜片(9)、绝缘层(10)和金属底座(11)；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；微波信号发射模块(2)提供所需频率的微波信号，通过控制接口调节信号频率和输出功率等指标；微波信号调节电路(3)包括信号放大、衰减、过滤和特性阻抗匹配；2×N微波开关矩阵(4)实现微波断层扫描成像系统中微波信号发射端和接收端到微波成像传感器(5)的任意两个电极的连接；通过控制2×N微波开关矩阵(4)变换微波成像传感器(5)中的信号路径采集所有微波成像图像重建所需的测量数据；2×N微波开关矩阵(5)使微波成像传感器(5)的任何一个电极都能够连接到发射端或者接收端；微波成像传感器(5)主要由SMA接口(8)、金属铜片(9)、绝缘层(10)和金属底座(11)构成，若干个金属铜片(9)与金属底座(11)之间设有绝缘层(10)隔离，金属铜片(9)焊接连接到SMA接口(8)的信号端，SMA接口(8)用于金属铜片(9)与传感器外部的连接接口；微波信号接收和检测模块(6)用于检测接收端接收到的微波信号的量纲或者相位，并将测试结果发送给数据采集器(7)；数据采集器(7)对微波信号接收和检测模块(6)进行高速的数字和模拟量的数据采集，并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。2.根据权利要求1所述的输煤系统中输煤皮带上异物的检测装置，其特征在于，金属铜片(9)作为微波成像异物检测传感器的电极，金属铜片(9)固定在绝缘层(10)的上表面，并在金属铜片(9)上涂有一层绝缘涂层；绝缘层(10)位于金属铜片(9)与金属底座(11)之间，绝缘层(10)采用塑料材料；金属铜片(9)一端与SMA接口(8)中心的信号端焊接在一起，SMA接口(8)的金属外壳作为信号地，SMA接口(8)中间的金属细棒作为高频信号的传播介质，细棒与外壳之间设有PTFE塑料作为绝缘隔离；金属底座(11)作为信号地，金属底座(11)支撑整个微波成像传感器(5)；SMA接口(8)的金属外壳与金属底座(11)通过螺丝固定在一起，作为信号地。3.根据权利要求1所述的输煤系统中输煤皮带上异物的检测装置，其特征在于，2×N微波开关矩阵(4)中，数字N为微波成像传感器(5)的电极数量，数字2为信号发射和信号接收的两端。4.一种如权利要求1所述输煤系统中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)控制微波信号发射模块(