RU2803670C1 - System and method for scanning condition of cable conveyor belt of belt conveyor - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical equipment.

SUBSTANCE: system for scanning the state of a cable conveyor belt of a belt conveyor contains a magnet located across the conveyor belt and providing magnetization of the conveyor belt cables; a multi-channel scanner containing a group of magnetic field sensors (MFS) and providing scanning of the conveyor belt to obtain magnetograms displaying signals from the stray magnetic field (SMF) in the area of butt joints and cable damage; a computing unit that receives signals from the scanner. The resulting magnetograms are compared with the threshold value of the P_cable signal set for analysis of cables, and with the threshold value of the P_joint signal for analysis of butt joints. Signals recorded by the MFS are cut off if the level less than the threshold value for cutting off the background P_background. The longitudinal and/or transverse coordinates of cable damage and/or the longitudinal coordinates of the location of butt joints are determined. Magnetogram processing data is transmitted to an external device.

EFFECT: improved efficiency of monitoring the condition of the conveyor belt.

45 cl, 15 dwg, 2 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

[0001] Настоящее техническое решение относится к области контроля технического состояния технологических объектов, а именно к системе и способу сканирования состояния тросовой транспортерной ленты ленточного конвейера.[0001] This technical solution relates to the field of monitoring the technical condition of technological objects, namely to a system and method for scanning the condition of a cable conveyor belt of a belt conveyor.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

[0002] Во многих отраслях промышленности, например, таких как горнодобывающая, перерабатывающая, энергетическая, химическая, в сфере перевалки грузов и др. используется конвейерный транспорт для транспортировки сыпучих грузов.[0002] In many industries, for example, such as mining, processing, energy, chemical, cargo handling, etc., conveyor transport is used to transport bulk cargo.

[0003] Транспортировка протяженными магистральными конвейерами может осуществляться на большие расстояния до нескольких десятков километров. Для протяженных конвейеров используется резинотросовая транспортерная (конвейерная) лента, так как она более прочна и имеет меньшее удлинение.[0003] Transportation by long main conveyors can be carried out over long distances up to several tens of kilometers. For long conveyors, a rubber rope conveyor (conveyor) belt is used, as it is more durable and has a lower elongation.

[0004] Конструкция резинотросовой ленты состоит из резинотросового каркаса (слой стальных тросов в адгезионном резиновом слое) и резиновых обкладок (верхняя и нижняя). Стальные троса расположены на одном уровне с определенным шагом. Обычно, шаг расположения тросов находится в диапазоне 10-20 мм (ГОСТ Р 56904-2016 / Ленты конвейерные резинотросовые для горнодобывающей промышленности).[0004] The structure of the rubber cable tape consists of a rubber cable frame (a layer of steel cables in an adhesive rubber layer) and rubber linings (top and bottom). The steel cables are located at the same level with a certain pitch. Typically, the pitch of the cables is in the range of 10-20 mm (GOST R 56904-2016 / Rubber cable conveyor belts for the mining industry).

[0005] Для надежной и бесперебойной работы транспортерной ленты ключевыми факторами являются: сохранение целостности тросового каркаса и стыковых соединений. В этой связи возникает необходимость мониторинга состояния тросов и стыковых соединений в ленте.[0005] For reliable and uninterrupted operation of the conveyor belt, the key factors are: maintaining the integrity of the cable frame and butt joints. In this regard, there is a need to monitor the condition of cables and butt joints in the tape.

[0006] В ходе эксплуатации конвейера в тросовом каркасе ленты и стыковых соединениях могут возникать повреждения, вызванные ударным воздействием или заклиниванием тяжелых крупногабаритных кусков руды или инородных материалов в местах загрузки конвейера, попаданием транспортируемого материала между обечайкой барабанов и лентой или в следствии аварийного контакта транспортерной ленты с дефектными или неподвижными частями конвейера. Также троса подвержены усталостному разрушению в результате циклических напряжений изгиба и растяжения при работе на конвейере или могут разрушиться в результате механической и/или химической коррозии из-за трения между отдельными жилами/прядями в стальном тросе или попадания влаги. Стыки могут деградировать и разрушаться так же из-за потери адгезии между тросом и адгезивным слоем резины в стыковом соединении, а также из-за разрушения самих тросов.[0006] During the operation of the conveyor, damage may occur in the cable frame of the belt and butt joints caused by impact or jamming of heavy large pieces of ore or foreign materials at the loading points of the conveyor, the ingress of transported material between the shell of the drums and the belt, or as a result of emergency contact of the conveyor belt with defective or immobile parts of the conveyor. Cables are also susceptible to fatigue failure as a result of cyclic bending and tensile stresses during conveyor operation, or may fail as a result of mechanical and/or chemical corrosion due to friction between individual strands/strands in the steel cable or moisture ingress. Joints can also degrade and fail due to loss of adhesion between the cable and the adhesive layer of rubber in the butt joint, as well as due to the destruction of the cables themselves.

[0007] Все вышеуказанные повреждения стальных тросов и стыковых соединений ведут к потере прочностных свойств ленты и риску ее порыва и, как следствие, внеплановым остановкам и простоям конвейерного транспорта и возможно к травмам и даже гибели обслуживающего персонала.[0007] All of the above damage to steel cables and butt joints leads to a loss of strength properties of the belt and the risk of its rupture and, as a consequence, unscheduled stops and downtime of conveyor transport and possibly to injuries and even death of operating personnel.

[0008] В этой ситуации возникает необходимость контроля состояния целостности стальных тросов и стыковых соединений для выявления повреждений на ранней стадии их возникновения для осуществления превентивного ремонта в период плановых остановок конвейера. В связи с чем, Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору Приказом от 4 апреля 2008 г. N 206 «Об утверждении и введении в действие Методических рекомендаций о порядке проведения экспертизы промышленной безопасности резинотросовых конвейерных лент, применяемых на опасных производственных объектах» утвержден руководящий документ «Методические рекомендации о порядке проведения экспертизы промышленной безопасности резинотросовых конвейерных лент, применяемых на опасных производственных объектах» (РД-15-16-2008). В соответствии с РД-15-16-2008 рекомендуется периодическая дефектоскопия металлотросов ленты и стыков.[0008] In this situation, there is a need to monitor the integrity of steel cables and butt joints to identify damage at an early stage of its occurrence in order to carry out preventive repairs during planned shutdowns of the conveyor. In this connection, the Federal Service for Environmental, Technological and Nuclear Supervision, by Order No. 206 of April 4, 2008 “On the approval and implementation of Methodological Recommendations on the procedure for conducting an examination of the industrial safety of rubber rope conveyor belts used at hazardous production facilities” approved document “Methodological recommendations on the procedure for conducting an examination of the industrial safety of rubber rope conveyor belts used at hazardous production facilities” (RD-15-16-2008). In accordance with RD-15-16-2008, periodic flaw detection of belt metal cables and joints is recommended.

[0009] В силу большой протяженности конвейеров, а также расположения тросов и стыковых соединений внутри ленты под слоем резиновых обкладок крайне затруднительно обнаружить повреждения стальных тросов и деградацию стыковых соединений на ранней стадии их возникновения с помощью визуального осмотра обслуживающим персоналом.[0009] Due to the large length of conveyors, as well as the location of cables and butt joints inside the belt under a layer of rubber linings, it is extremely difficult to detect damage to steel cables and degradation of butt joints at an early stage of their occurrence through visual inspection by maintenance personnel.

[0010] В этой связи возникает необходимость в поиске инструментальных методов неразрушающего контроля (НК), который бы позволял инспектировать троса и стыковые соединения онлайн в процессе эксплуатации транспортерной ленты.[0010] In this regard, there is a need to search for instrumental non-destructive testing (NDT) methods that would allow online inspection of cables and butt joints during the operation of the conveyor belt.

[0011] На настоящий момент инспекция тросов и стыковых соединений в ленте производится визуально или с помощью средств НК. К наиболее распространенному средству НК относится инспекция с помощью вихретоковой дефектоскопии. Примером такого дефектоскопа, в основу работы которого положен вихретоковый вид НК является ИНТРОКОН https://www.intron.ru/ru/pribory/introkon/.[0011] Currently, inspection of cables and butt joints in the tape is carried out visually or using NDT tools. The most common NDT tool is inspection using eddy current flaw detection. An example of such a flaw detector, the basis of which is the eddy current type of NK, is INTROKON https://www.intron.ru/ru/pribory/introkon/.

[0012] Основным недостатком визуальной инспекции является то, что при визуальной инспекции невозможно обнаружить скрытые дефекты и повреждения/разрушения стальных тросов и стыковых соединений на ранней стадии, в связи с чем данный способ крайне неэффективен.[0012] The main disadvantage of visual inspection is that during visual inspection it is impossible to detect hidden defects and damage/destruction of steel cables and butt joints at an early stage, and therefore this method is extremely ineffective.

[0013] Недостатком вихретоковой дефектоскопии с использованием ИНТРОКОН является, то, что магнитная дефектограмма, представленная в виде графика кривых электромагнитного отклика сложночитаема и интерпретируема, сами повреждения плохо визуализированы на дефектограмме, повреждения не имеют точной поперечной координаты (идет анализ по дискретным каналам шириной по 220 мм), что снижает эффективность последующей интерпретации информации, точность расположения и детализацию повреждений. Необходим специально обученный специалист для чтения и интерпретации магнитограмм, представленных в виде графика кривых. Стыковые соединения плохочитаемы и не визуализированы на дефектограмме, нет возможности проанализировать внутреннюю структуру стыкового соединения.[0013] The disadvantage of eddy current flaw detection using INTROCON is that the magnetic defectogram, presented in the form of a graph of electromagnetic response curves, is difficult to read and interpret, the damage itself is poorly visualized on the defectogram, the damage does not have an exact transverse coordinate (analysis is carried out along discrete channels with a width of 220 mm), which reduces the efficiency of subsequent interpretation of information, the accuracy of location and detail of damage. A specially trained specialist is required to read and interpret magnetograms presented in the form of a curve graph. Butt joints are difficult to read and are not visualized on the defectogram; there is no way to analyze the internal structure of the butt joint.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0014] Заявленное изобретение направлено на решение технической проблемы в части создания более эффективного метода для контроля целостности тросов в каркасе ленты и состояния стыковых соединений тросовой транспортерной ленты.[0014] The claimed invention is aimed at solving a technical problem in terms of creating a more effective method for monitoring the integrity of the cables in the belt frame and the condition of the butt joints of the cable conveyor belt.

[0015] Техническим результатом является повышение эффективности контроля состояния транспортерной ленты.[0015] The technical result is to increase the efficiency of monitoring the condition of the conveyor belt.

[0016] Заявленный технический результат достигается за счет системы сканирования состояния тросовой транспортерной ленты ленточного конвейера, при этом система содержит:[0016] The claimed technical result is achieved through a system for scanning the state of a cable conveyor belt of a conveyor belt, and the system contains:

по меньшей мере один магнит, расположенный поперек транспортерной ленты и обеспечивающий намагничивание тросов транспортерной ленты;at least one magnet located across the conveyor belt and providing magnetization of the conveyor belt cables;

по меньшей мере один многоканальный сканер, содержащий группу сенсоров магнитного поля (СМП) и обеспечивающий сканирование транспортерной ленты для получения магнитограмм, отображающих сигналы от магнитного поля рассеяния (МПР) в области стыковых соединений и повреждений тросов;at least one multi-channel scanner containing a group of magnetic field sensors (MFS) and providing scanning of the conveyor belt to obtain magnetograms displaying signals from the magnetic stray field (MSF) in the area of butt joints and cable damage;

вычислительный блок, принимающий сигналы со сканера и выполняющий:a computing unit that receives signals from the scanner and performs:

а) обработку получаемых магнитограмм для определения размера повреждения тросов и/или состояния стыковых соединений в транспортерной ленте, при этом состояние стыковых соединений характеризуется по меньшей мере их длинной;a) processing the resulting magnetograms to determine the extent of damage to the cables and/or the state of the butt joints in the conveyor belt, while the state of the butt joints is characterized by at least their length;

b) определение продольных и/или поперечных координат повреждений тросов и/или продольных координат расположения стыковых соединений;b) determination of longitudinal and/or transverse coordinates of cable damage and/or longitudinal coordinates of the location of butt joints;

c) передачу данных обработки магнитограмм, полученных на этапе а) и b) на внешнее устройство.c) transferring the magnetogram processing data obtained at stages a) and b) to an external device.

[0017] В одном из частных примеров реализации системы сканер располагается на расстоянии от поверхности ленты не более 1000 мм.[0017] In one of the particular examples of the system implementation, the scanner is located at a distance from the tape surface of no more than 1000 mm.

[0018] В другом частном примере реализации системы группа СМП расположена в один ряд или по меньшей мере в два ряда.[0018] In another particular example of the implementation of the system, the group of SMPs is located in one row or at least two rows.

[0019] В другом частном примере реализации системы ряды СМП располагаются в шахматном порядке.[0019] In another particular example of the implementation of the system, the rows of SMP are arranged in a checkerboard pattern.

[0020] В другом частном примере реализации системы СМП регистрируют по меньшей мере одну компоненту МПР, выбираемую из группы: продольная В_х, поперечная B_y или перпендикулярная B_z.[0020] In another particular example of the implementation of the MPR system, at least one MPR component is recorded, selected from the group: longitudinal B _x , transverse B _y or perpendicular B _z .

[0021] В другом частном примере реализации системы СМП представляют собой датчики Холла.[0021] In another particular example of implementation of the SMP system, they are Hall sensors.

[0022] В другом частном примере реализации системы сканер содержит концентраторы магнитного потока, которые обеспечивают пассивное магнитное усиление и увеличение выходной чувствительности СМП без увеличения его собственных электрических шумов.[0022] In another particular example of a system implementation, the scanner contains magnetic flux concentrators, which provide passive magnetic amplification and an increase in the output sensitivity of the SMP without increasing its own electrical noise.

[0023] В другом частном примере реализации системы концентраторы выполняются интегрированными в СМП.[0023] In another particular example of a system implementation, the hubs are integrated into the SMP.

[0024] В другом частном примере реализации системы концентраторы магнитного потока выполняются стержневыми или плоскими.[0024] In another particular example of the implementation of the system, the magnetic flux concentrators are rod-shaped or flat.

[0025] В другом частном примере реализации поперечная координата по ширине ленты отсчитывается от борта или центра транспортерной ленты.[0025] In another particular implementation example, the transverse coordinate along the width of the belt is measured from the side or center of the conveyor belt.

[0026] В другом частном примере реализации системы над сканером устанавливается экран, обеспечивающий защиту от сторонних магнитных полей.[0026] In another particular example of a system implementation, a screen is installed above the scanner to provide protection from third-party magnetic fields.

[0027] В другом частном примере реализации системы магнит является постоянным магнитом или электромагнитом.[0027] In another particular embodiment of the system, the magnet is a permanent magnet or an electromagnet.

[0028] В другом частном примере реализации системы магнит располагается на расстоянии от поверхности ленты не более 1000 мм.[0028] In another particular example of the implementation of the system, the magnet is located at a distance from the surface of the tape of no more than 1000 mm.

[0029] В другом частном примере реализации системы магнитная ось магнита перпендикулярна поверхности ленты.[0029] In another particular example of the implementation of the system, the magnetic axis of the magnet is perpendicular to the surface of the tape.

[0030] В другом частном примере реализации системы сканер располагается после магнита по ходу транспортерной ленты.[0030] In another particular example of the implementation of the system, the scanner is located after the magnet along the conveyor belt.

[0031] В другом частном примере реализации система дополнительно содержит счетчик метража ленты, который формирует сигналы, передаваемые в вычислительный блок, характеризующие продольный метраж транспортерной ленты.[0031] In another particular implementation example, the system additionally contains a belt meter counter, which generates signals transmitted to the computing unit, characterizing the longitudinal footage of the conveyor belt.

[0032] В другом частном примере реализации системы счетчик метража ленты представляет собой бесконтактный тахометр или проксиметр, установленный на барабане или ролике конвейера, или энкодер с колесом, контактирующим с движущейся лентой.[0032] In another particular example of a system implementation, the belt meter is a non-contact tachometer or proxy meter mounted on a conveyor drum or roller, or an encoder with a wheel in contact with the moving belt.

[0033] В другом частном примере реализации системы счетчик метража ленты интегрирован в сканер или магнит.[0033] In another particular example of a system implementation, a tape meter is integrated into the scanner or magnet.

[0034] В другом частном примере реализации системы внешнее устройство подключено к вычислительному блоку посредством проводного или беспроводного канала передачи данных.[0034] In another particular example of a system implementation, an external device is connected to the computing unit via a wired or wireless data link.

[0035] В другом частном примере реализации системы внешнее устройство представляет собой монитор, или интерактивный экран, или компьютер, или ноутбук, или планшет, или смартфон, или съемный носитель данных или ПЛК управления конвейером, или удаленную систему управления.[0035] In another particular example of a system implementation, the external device is a monitor, or an interactive screen, or a computer, or a laptop, or a tablet, or a smartphone, or a removable storage device or a conveyor control PLC, or a remote control system.

[0036] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок формирует отчет в цифровом виде с данными о повреждении тросов и данными о состоянии стыковых соединений в транспортерной ленте.[0036] In another particular example of the implementation of the system, the computing unit generates a report in digital form with data on damage to the cables and data on the condition of the butt joints in the conveyor belt.

[0037] В другом частном примере реализации система содержит по меньшей мере одну видеокамеру, фиксирующую видеоизображение поверхности транспортерной ленты, при этом видеоизображение синхронизировано с магнитограммой.[0037] In another particular implementation example, the system contains at least one video camera that captures a video image of the surface of the conveyor belt, wherein the video image is synchronized with the magnetogram.

[0038] В другом частном примере реализации системы размер повреждения тросов характеризуется количеством оборванных тросов в обнаруженном повреждении.[0038] In another particular example of a system implementation, the size of the damage to the cables is characterized by the number of broken cables in the detected damage.

[0039] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок дополнительно определяет по меньшей мере один из следующих параметров: порядковый номер стыкового соединения, угол наклона полюсных линий ступени в стыковом соединении, степень линейности полюсных линий ступени в стыковом соединении, площадь полюсных линий ступени стыкового соединения, расстояние между разными полюсными линиями ступени стыкового соединения.[0039] In another particular example of the implementation of the system, the computing unit additionally determines at least one of the following parameters: the serial number of the butt joint, the angle of inclination of the pole lines of the stage in the butt connection, the degree of linearity of the pole lines of the stage in the butt connection, the area of the pole lines of the stage of the butt connection , the distance between different pole lines of the butt joint stage.

[0040] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок выполнен с возможностью отсечения сигналов, регистрируемых СМП, уровень которых менее порогового значения для отсечения фона П_фон.[0040] In another particular example of the implementation of the system, the computing unit is configured to cut off signals recorded by the SMP, the level of which is less than the threshold value for cutting off the background P _background .

[0041] В другом частном примере реализации системы, при определении размеров повреждения тросов и состояния стыковых соединений с помощью вычислительного блока, используется сравнение получаемых магнитограмм по меньшей мере с одним пороговым значением сигнала П_трос, установленного для анализа тросов, и по меньшей мере с одним пороговым значением сигнала П_стык для анализа стыковых соединений, при этом П_стык≥П_трос≥П_фон.[0041] In another particular example of the implementation of the system, when determining the extent of damage to cables and the state of butt joints using a computing unit, a comparison of the resulting magnetograms is used with at least one threshold value of the signal P _cable set for cable analysis, and with at least one the threshold value of the signal P _joint for the analysis of butt joints, while P _joint ≥P _cable ≥P _background .

[0042] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок осуществляет определение площади повреждения тросов и площади полюсных линий ступени В стыковых соединениях на основании пороговых значений П_трос и П_стык для СМП.[0042] In another particular example of the implementation of the system, the computing unit determines the area of damage to the cables and the area of the pole lines of the stage B butt joints based on the threshold values P _cable and P _joint for the SMP.

[0043] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок использует пороговый уровень площади S_трос для определения повреждений тросов и пороговый уровень площади S_стык для определения полюсных линий ступени в стыковом соединении и самих стыковых соединений из них состоящих, при этом S_стык больше S_трос.[0043] In another particular example of the implementation of the system, the computing unit uses the threshold level of the area S _rope to determine damage to the cables and the threshold level of the area S _joint to determine the pole lines of the step in the butt joint and the butt joints themselves consisting of them, while S _{joint is} greater than S _cable .

[0044] В другом частном примере реализации системы факт регистрации полюсных линий ступени в стыковом соединении и самого стыкового соединения, состоящего из них, на магнитограмме устанавливается вычислительным блоком при обработке получаемых сигналов от сканера в случае равенства или превышения сигналом порогового значения П_стык и равенства или превышения площади магнитной аномалии, определенной на основании П_стык, величины S_стык.[0044] In another particular example of the implementation of the system, the fact of registration of the pole lines of a stage in a butt joint and the butt joint itself, consisting of them, on the magnetogram is established by the computing unit when processing the received signals from the scanner in the case of equality or exceeding the signal threshold value P _joint and equality or exceeding the area of the magnetic anomaly, determined on the basis of P _junction , the value of S _junction .

[0045] В другом частном примере реализации системы факт регистрации повреждения тросов на магнитограмме устанавливается вычислительным блоком при обработке получаемых сигналов от сканера в случае выполнения следующих условий: равенство или превышение сигналом порогового значения П_трос и равенство или превышение площади магнитной аномалии, определенной на основании П_трос, величины S_трос при условии, что данная магнитная аномалия не зарегистрирована как полюсная линия ступени стыкового соединения.[0045] In another particular example of the implementation of the system, the fact of registration of damage to the cables on the magnetogram is established by the computing unit when processing the received signals from the scanner if the following conditions are met: the signal is equal to or exceeds the threshold value P _cable and the area of the magnetic anomaly determined on the basis of P is equal to or exceeds _cable , values S _cable , provided that this magnetic anomaly is not registered as the pole line of the butt joint stage.

[0046] В другом частном примере реализации системы пороговый уровень сигнала П_трос для СМП определяется с помощью калибровки на калибровочных образцах ленты с заданными повреждениями или принимается равным П_фон, или устанавливается вычислительным блоком автоматически с использованием метода аналитической калибровки.[0046] In another particular example of the implementation of the system, the threshold signal level P _rope for the SMP is determined using calibration on calibration samples of the tape with specified damage or is taken equal to P _background , or is set automatically by the computing unit using the analytical calibration method.

[0047] В другом частном примере реализации системы установка порогового значения П_трос происходит автоматически для каждого повреждения тросов на уровне, соответствующем определенной процентной доли от максимального значения сигнала от данного повреждения тросов.[0047] In another particular example of the implementation of the system, setting the threshold value P _rope occurs automatically for each damage to the ropes at a level corresponding to a certain percentage of the maximum signal value from a given damage to the ropes.

[0048] В другом частном примере реализации системы процентная доля максимального значения сигнала от повреждения тросов для установки порогового значения П_трос определяется автоматически, исходя из параметров расположения сканера на конвейере и параметров конструкции транспортерной ленты.[0048] In another particular example of a system implementation, the percentage of the maximum signal value from cable damage to set the threshold value P _cable is determined automatically based on the parameters of the scanner location on the conveyor and the design parameters of the conveyor belt.

[0049] В другом частном примере реализации системы установка порогового значения П_трос происходит автоматически дифференцировано для нескольких классов повреждений.[0049] In another particular example of a system implementation, the threshold value P _rope is set automatically in a differentiated manner for several classes of damage.

[0050] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок производит магнитное картирование всей навески транспортерной ленты на ленточном конвейере с определением полной длины ленты, изображением всех стыковых соединений и повреждений тросов на ленте с указанием продольной координаты вдоль ленты.[0050] In another particular example of the implementation of the system, the computing unit performs magnetic mapping of the entire conveyor belt on a belt conveyor, determining the full length of the belt, depicting all butt joints and damage to the cables on the belt, indicating the longitudinal coordinate along the belt.

[0051] В другом частном примере реализации системы первым стыковым соединением на магнитной карте ленты указывается ведущее или замыкающее стыковое соединение участка ленты с заданным порядковым номером ранжирования участков по длине, где первый участок имеет наименьшую длину, а последующие участки - большую длину относительно предыдущего, при этом стыковое соединение участка ленты с заданным порядковым номером, расположенное первым по ходу ленты является ведущим, а второе замыкающим или первое стыковое соединение задается вручную.[0051] In another particular example of the implementation of the system, the first butt connection on the magnetic tape card indicates the leading or trailing butt connection of a section of the tape with a given serial number for ranking sections by length, where the first section has the shortest length, and subsequent sections have a greater length relative to the previous one, with In this case, the butt joint of a section of the tape with a given serial number, located first along the tape, is the leading one, and the second trailing one or the first butt joint is set manually.

[0052] В другом частном примере реализации системы продольная координата стыковых соединений и повреждений тросов отсчитывается от первого стыкового соединения или от точки на ленте, расположенной на заданном расстоянии от первого стыкового соединения.[0052] In another particular example of the implementation of the system, the longitudinal coordinate of butt joints and cable damage is measured from the first butt joint or from a point on the tape located at a given distance from the first butt joint.

[0053] В другом частном примере реализации системы продольная координата повреждений тросов ленты отсчитывается от ведущего и/или замыкающего стыкового соединения участка ленты, где находится повреждение или от точки на ленте, расположенной на заданном расстоянии от ведущего и/или замыкающего стыкового соединения данного участка ленты.[0053] In another particular example of the implementation of the system, the longitudinal coordinate of damage to the tape cables is measured from the leading and/or trailing butt joint of the tape section where the damage is located or from a point on the tape located at a given distance from the leading and/or trailing butt joint of this tape section .

[0054] В другом частном примере реализации системы продольная координата стыковых соединений и повреждений тросов ленты отсчитывается от визуальной, магнитной, или радиочастотной метки, дополнительно установленной на транспортерной ленте.[0054] In another particular example of the implementation of the system, the longitudinal coordinate of butt joints and damage to the belt cables is counted from a visual, magnetic, or radio frequency tag additionally installed on the conveyor belt.

[0055] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок подключен к системе управления ленточным конвейером.[0055] In another particular example of a system implementation, a computing unit is connected to a conveyor belt control system.

[0056] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок подключен к системе управления ленточным конвейером одним из следующих способов: через релейные выходы, по протоколу Modbus или сетям Profibus, или Profinet.[0056] In another particular example of a system implementation, the computing unit is connected to the conveyor belt control system in one of the following ways: through relay outputs, via the Modbus protocol or Profibus or Profinet networks.

[0057] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок выполнен с возможностью формирования сигнала для системы управления ленточным конвейером на остановку ленточного конвейера при превышении заданного уровня повреждения тросов, характеризующегося по меньшей мере одним параметром выбираемым из группы: размер повреждения, измеряемый количеством оборванных тросов или их процентной долей от общего количества тросов в ленте; общее количество оборванных тросов от всех зафиксированных повреждений на участке ленты заданной длины или их процентная доля от общего количества тросов в ленте.[0057] In another particular example of the implementation of the system, the computing unit is configured to generate a signal for the belt conveyor control system to stop the belt conveyor when a specified level of damage to the cables is exceeded, characterized by at least one parameter selected from the group: the size of the damage, measured by the number of broken cables or their percentage of the total number of cables in the belt; the total number of broken cables from all recorded damage on a section of a belt of a given length or their percentage of the total number of cables in the belt.

[0058] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок выполнен с возможностью формирования сигнала для системы управления ленточным конвейером на остановку ленточного конвейера при заданном изменении значения параметра состояния стыкового соединения относительно заданного порогового значения по меньшей мере одним параметром выбираемым из группы: длина стыкового соединения, угол наклона полюсных линий ступени в стыковом соединении, степень линейности линий ступени в стыковом соединении, расстояние между разными полюсными линиями ступени стыкового соединения, площадь полюсных линий ступени стыкового соединения, площадь стыкового соединения.[0058] In another particular example of a system implementation, the computing unit is configured to generate a signal for the belt conveyor control system to stop the belt conveyor when the value of the butt joint state parameter changes relative to a given threshold value by at least one parameter selected from the group: length of the butt joint, the angle of inclination of the stage pole lines in the butt joint, the degree of linearity of the stage lines in the butt connection, the distance between different pole lines of the butt connection stage, the area of the pole lines of the butt connection stage, the area of the butt connection.

[0059] В другом частном примере реализации системы площадь стыкового соединения определяется, как суммарная площадь всех полюсных линий ступени в стыковом соединении, или характеризуется двумя величинами, каждая из которых является суммарной площадью полюсных линий ступени одной полярности, или разницей или иной комбинацией этих двух величин, или как площадь, заключенная между крайними полюсными линиями ступени стыкового соединения.[0059] In another particular example of a system implementation, the area of a butt joint is defined as the total area of all pole lines of a stage in a butt joint, or is characterized by two values, each of which is the total area of pole lines of a stage of the same polarity, or the difference or other combination of these two values , or as the area enclosed between the outer pole lines of a butt joint step.

[0060] В другом частном примере реализации системы вычислительный блок, подключенный к системе управления ленточным конвейером, выполнен с возможностью формирования сигнала для остановки ленточного конвейера таким образом, чтобы обеспечить выгон участка ленты с повреждением тросов или стыковое соединение на заранее заданном расстоянии от сканера.[0060] In another particular example of the implementation of the system, a computing unit connected to the belt conveyor control system is configured to generate a signal to stop the belt conveyor in such a way as to ensure that a section of the belt with damaged cables is driven out or a butt connection is made at a predetermined distance from the scanner.

[0061] В другом частном примере реализации система вычислительный блок интегрирован в сканер.[0061] In another particular implementation example, the system has a computing unit integrated into the scanner.

[0062] Заявленный технический результат достигается также с помощью способа сканирования состояния тросовой транспортерной ленты ленточного конвейера, при этом способ содержит этапы, на которых:[0062] The claimed technical result is also achieved using a method for scanning the state of a cable conveyor belt of a belt conveyor, and the method contains the stages of:

выполняют намагничивание тросов транспортерной ленты с помощью по меньшей мере одного магнита, расположенного поперек транспортерной ленты;magnetization of the conveyor belt cables is performed using at least one magnet located across the conveyor belt;

выполняют сканирование транспортерной ленты по меньшей мере одним многоканальным сканером, содержащим группу сенсоров магнитного поля (СМП), при этом в ходе сканирования получают магнитограммы, отображающие сигналы от магнитного поля рассеяния (МПР) в области стыковых соединений и повреждений тросов;the conveyor belt is scanned with at least one multichannel scanner containing a group of magnetic field sensors (MFS), and during scanning, magnetograms are obtained that display signals from the magnetic stray field (MSF) in the area of butt joints and damage to the cables;

принимают сигналы, формируемые сканером, в вычислительном блоке, который обеспечиваетreceive signals generated by the scanner in the computing unit, which provides

a) обработку получаемых магнитограмм для определения размера повреждения тросов и/или состояния стыковых соединений в транспортерной ленте, при этом состояние стыковых соединений характеризуется по меньшей мере их длинной;a) processing the resulting magnetograms to determine the extent of damage to the cables and/or the state of the butt joints in the conveyor belt, wherein the state of the butt joints is characterized by at least their length;

b) определение продольных и/или поперечных координат повреждений тросов и/или продольных координат расположения стыковых соединений;b) determination of longitudinal and/or transverse coordinates of cable damage and/or longitudinal coordinates of the location of butt joints;

c) передачу данных обработки магнитограмм, полученных на этапе а) и b) на внешнее устройство.c) transferring the magnetogram processing data obtained at stages a) and b) to an external device.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0063] Фиг. 1 иллюстрирует общий вид заявленной системы.[0063] FIG. 1 illustrates the general view of the claimed system.

[0064] Фиг. 2 иллюстрирует схематичный вид сканера.[0064] FIG. 2 illustrates a schematic view of the scanner.

[0065] Фиг. 3 иллюстрирует пример регистрации МПР в области нарушения целостности (разрыва) стального троса.[0065] FIG. Figure 3 illustrates an example of registration of MPR in the area of violation of the integrity (rupture) of a steel cable.

[0066] Фиг. 4А иллюстрирует пример измерения компонент магнитного поля в области порыва троса.[0066] FIG. 4A illustrates an example of measuring magnetic field components in the region of a cable break.

[0067] Фиг. 4Б иллюстрирует пример биполярного сигнала от сенсора магнитного поля в области разрыва троса при регистрации перпендикулярной компоненты B_z МПР.[0067] FIG. 4B illustrates an example of a bipolar signal from a magnetic field sensor in the region of a cable break when recording the perpendicular component B _z of the MPR.

[0068] Фиг. 4 В иллюстрирует пример сигнала от сенсора магнитного поля в области разрыва троса при регистрации продольной компоненты В_х МПР.[0068] FIG. 4B illustrates an example of a signal from a magnetic field sensor in the region of a cable break when recording the longitudinal component B _x MPR.

[0069] Фиг. 5А иллюстрирует пример формирования полюсных линий ступени в 1 (одно)-ступенчатом стыковом соединении.[0069] FIG. 5A illustrates an example of the formation of step pole lines in a 1 (one)-step butt joint.

[0070] Фиг. 5Б иллюстрирует схематичный вид стыковых соединений разной ступенчатости.[0070] FIG. 5B illustrates a schematic view of butt joints of different stages.

[0071] Фиг. 6 иллюстрирует пример отображения повреждения тросов.[0071] FIG. 6 illustrates an example of cable damage display.

[0072] Фиг. 7 иллюстрирует пример отображения стыкового соединения.[0072] FIG. 7 illustrates an example of a butt joint display.

[0073] Фиг. 8 иллюстрирует определение площади магнитной аномалии на основании порогового значения сигнала.[0073] FIG. 8 illustrates the determination of the area of a magnetic anomaly based on a signal threshold value.

[0074] Фиг. 9 иллюстрирует пример определения расстояния от сенсоров магнитного поля до поверхности ленты и плоскости тросов.[0074] FIG. 9 illustrates an example of determining the distance from the magnetic field sensors to the surface of the tape and the plane of the cables.

[0075] Фиг. 10 иллюстрирует пример оборванных тросов в повреждении и линию в поперечном сечении А-А, вдоль которой рассчитывается распределение сигнала методом математического моделирования.[0075] FIG. Figure 10 illustrates an example of broken cables in damage and a line in cross section AA, along which the signal distribution is calculated by mathematical modeling.

[0076] Фиг. 11А иллюстрирует пример модельного расчета сигналов от сенсоров магнитного поля в области семи оборванных тросов и разных пороговых уровней для сигналов от сенсоров магнитного поля.[0076] FIG. 11A illustrates an example of a model calculation of signals from magnetic field sensors in the area of seven broken cables and different threshold levels for signals from magnetic field sensors.

[0077] Фиг. 11Б - Фиг. 11Г иллюстрируют пример модельного расчета сигналов от сенсоров магнитного поля в области повреждения с разным количеством оборванных тросов и подбор оптимального порогового значения для определения количества оборванных тросов.[0077] FIG. 11B - Fig. 11D illustrate an example of a model calculation of signals from magnetic field sensors in a damaged area with a different number of broken cables and the selection of the optimal threshold value for determining the number of broken cables.

[0078] Фиг. 12 иллюстрирует расчет оптимального процентного уровня порогового значения сигнала П_трос в зависимости от количества оборванных тросов в повреждении.[0078] FIG. 12 illustrates the calculation of the optimal percentage level of the threshold value of the P _cable signal depending on the number of broken cables in the fault.

[0079] Фиг. 13 иллюстрирует пример распределения повреждений по группам в зависимости от количества оборванных тросов в повреждении.[0079] FIG. 13 illustrates an example of the distribution of damage into groups depending on the number of broken cables in the damage.

[0080] Фиг. 14 иллюстрирует пример расположения стыков на магнитограмме ленты.[0080] FIG. 14 illustrates an example of the location of joints on a tape magnetogram.

[0081] Фиг. 15 иллюстрирует общий вид вычислительного устройства.[0081] FIG. 15 illustrates a general view of a computing device.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

[0082] На Фиг. 1 представлена заявленная система (10) сканирования состояния тросовой ленты (100), которая в общем случае содержит магнит (ПО), сканер (120), вычислительный блок (140) и внешнее устройство (150), связанное с ним. Дополнительно может применяться счетчик метража ленты (130), работа которого будет описана далее в настоящем описании. Данные от сканера (120) и счетчика метража ленты (130), в случае его использования, поступают для их последующей обработки в вычислительный блок (140). [0083] На Фиг. 2 представлен схематичный вид сканера (120). Сканер (120) содержит группу сенсоров магнитного поля (121) (СМП) и устанавливается над или под поверхностью ленты (100). В качестве сенсоров (121) могут применяться, например, датчики Холла. СМП (121) регистрируют магнитные поля рассеяния (МПР), формируемые поврежденными стальными тросами (101) ленты (100), которые намагничиваются с помощью магнита (110), который является постоянным магнитом или электромагнитом. Магнит (110) размещается на расстоянии h₃ от поверхности конвейерной ленты, при этом h₃ предпочтительно не превышает 1000 мм. Лента (100) может находиться в плоском, лоткообразном или трубчатом состоянии. Предпочтительно размещать магнит (110) таким образом, чтобы добиться одинаковой намагниченности всех тросов по ширине ленты (100), в частности на одном расстоянии от поверхности ленты (100). Для усиления магнитного поля в ленте (100) может использоваться второй магнит с той же или противоположной стороны ленты (100).[0082] In FIG. Figure 1 shows the claimed system (10) for scanning the state of a cable belt (100), which generally contains a magnet (SW), a scanner (120), a computing unit (140) and an external device (150) associated with it. Additionally, a tape meter (130) may be used, the operation of which will be described later in this description. Data from the scanner (120) and the tape meter counter (130), if used, is sent to the computing unit (140) for subsequent processing. [0083] In FIG. 2 shows a schematic view of the scanner (120). The scanner (120) contains a group of magnetic field sensors (121) (MSF) and is installed above or below the surface of the tape (100). For example, Hall sensors can be used as sensors (121). The SMP (121) registers stray magnetic fields (LMFs) generated by damaged steel cables (101) of the tape (100), which are magnetized by a magnet (110), which is a permanent magnet or an electromagnet. The magnet (110) is placed at a distance h ₃ from the surface of the conveyor belt, with h ₃ preferably not exceeding 1000 mm. The belt (100) may be in a flat, tray-shaped or tubular state. It is preferable to place the magnet (110) in such a way as to achieve the same magnetization of all cables across the width of the belt (100), in particular at the same distance from the surface of the belt (100). To enhance the magnetic field in the tape (100), a second magnet on the same or opposite side of the tape (100) can be used.

[0084] Сканер (120) выдает сигналы от СМП (121), которые передаются в вычислительный блок (140) для формирования магнитограммы и последующего ее анализа, и представляет собой панель, выполненную в виде печатной платы в корпусе, содержащей интегральную схему, к которой подключаются СМП (121). Подключение сканера (120), равно как и счетчика метража ленты (130), к вычислительному блоку (140) может осуществляться с помощью стандартных интерфейсов, например, USB, мультикабельный шлейф, коаксиальный кабель, штырьковый разъем DB25 или другой тип пригодного интерфейса.[0084] The scanner (120) produces signals from the SMP (121), which are transmitted to the computing unit (140) for generating a magnetogram and its subsequent analysis, and is a panel made in the form of a printed circuit board in a housing containing an integrated circuit to which SMP (121) are connected. Connection of the scanner (120), as well as the tape meter (130), to the computing unit (140) can be carried out using standard interfaces, for example, USB, multi-cable, coaxial cable, DB25 male connector or other type of suitable interface.

[0085] В случае повреждения троса (101) в этом месте происходит рассеяние магнитного поля, которое регистрируется серией СМП (121), расположенных поперек ленты (100) с определенным шагом. Сканер (120) может содержать один или несколько рядов СМП (121), которые могут располагаться различным образом, например, в шахматном порядке, друг за другом, с заданным смещением и т.п., при этом увеличение поперечной разрешающей способности сканера и точности определения расположения повреждений достигается уменьшением шага (дискретизации) расположения СМП (121) друг относительно друга. Шаг расположения СМП (121) ограничен их физическими размерами, которые составляют, как правило, около 3 мм.[0085] If the cable (101) is damaged, the magnetic field scatters in this place, which is recorded by a series of SMPs (121) located across the tape (100) with a certain pitch. The scanner (120) may contain one or more rows of SMP (121), which can be arranged in various ways, for example, in a checkerboard pattern, one after another, with a given offset, etc., thereby increasing the lateral resolution of the scanner and the accuracy of determination The location of damage is achieved by reducing the step (discretization) of the location of the SMP (121) relative to each other. The pitch of the SMP (121) is limited by their physical dimensions, which are usually about 3 mm.

[0086] Сканер (120) размещается на расстоянии от поверхности транспортерной ленты (100), как правило, не более 1000 мм.[0086] The scanner (120) is located at a distance from the surface of the conveyor belt (100), usually no more than 1000 mm.

[0087] Во избежание возникновения наводок (теней) от крупных повреждений и стыковых соединений от тех участков ленты, которые не находятся непосредственно в процессе сканирования, а проходят по другой ветви конвейера и удаленно создают помехи на работающий сканер (120), может применяться установка защитного экранирующего листа, например из стали, закрывающего сканер (120) от области возможного источника возникновения магнитных помех.[0087] To avoid the occurrence of interference (shadows) from large damage and butt joints from those sections of the tape that are not directly in the scanning process, but pass along another branch of the conveyor and remotely interfere with the operating scanner (120), installation of a protective a shielding sheet, for example made of steel, covering the scanner (120) from the area of a possible source of magnetic interference.

[0088] Как показано на Фиг. 3 в каждой точке контроля повреждения тросов (101) используется как минимум один СМП (121), который позволяет осуществлять регистрацию, как минимум, одной из трех проекций напряженности вектора магнитного поля рассеяния, а именно: по длине ленты (продольная проекция) В_х, по ширине ленты (поперечная проекция) B_y или перпендикулярно поверхности ленты (перпендикулярная проекция) B_z.[0088] As shown in FIG. 3 at each cable damage control point (101) at least one SMP (121) is used, which allows recording at least one of three projections of the magnetic stray field vector strength, namely: along the length of the tape (longitudinal projection) B _x , along the width of the tape (transverse projection) B _y or perpendicular to the surface of the tape (perpendicular projection) B _z .

[0089] Как показано на Фиг. 4А, двигаясь над поверхностью конвейерной ленты (100) вдоль поврежденного троса строго над областью его порыва продольная и вертикальная компоненты магнитного поля рассеяния В_х и B_z достигают максимальных/минимальных значений и имеют четко выраженную характерную картину распределения в области повреждения. В тоже время поперечная компонента магнитного поля рассеяния B_y не имеет характерной картины распределения и находится в области нулевых значений при движении вдоль вышеуказанной линии. В этой связи B_y не вполне удобна для определения и анализа повреждений стальных тросов (101). Наиболее целесообразно регистрировать продольную В_х или вертикальную (перпендикулярную) B_z компоненты магнитного поля.[0089] As shown in FIG. 4A, moving above the surface of the conveyor belt (100) along the damaged cable strictly above the area of its break, the longitudinal and vertical components of the magnetic stray field B _x and B _z reach maximum/minimum values and have a clearly defined characteristic distribution pattern in the damage area. At the same time, the transverse component of the magnetic stray field B _y does not have a characteristic distribution pattern and is in the region of zero values when moving along the above line. In this regard, B _y is not entirely convenient for determining and analyzing damage to steel cables (101). It is most appropriate to record the longitudinal B _x or vertical (perpendicular) B _z components of the magnetic field.

[0090] Для выявления области повреждений (210) достаточно как минимум регистрировать перпендикулярную (вертикальную) B_z или продольную В_х составляющую (проекцию) магнитного поля (200). Например, аналоговый отклик СМП (121) при регистрации вертикальной проекции магнитного поля представляет собой биполярный электрический сигнал, как показано на Фиг. 4Б.[0090] To identify the damaged area (210), it is sufficient to at least register the perpendicular (vertical) B _z or longitudinal B _x component (projection) of the magnetic field (200). For example, the analog response of the SMP (121) when recording a vertical projection of the magnetic field is a bipolar electrical signal, as shown in FIG. 4B.

[0091] Максимум и минимум биполярного сигнала при регистрации вертикальной проекции МПР соответствует полюсам магнитного поля на противоположных концах троса (101) в месте разрыва (210), точка смены полярности сигнала соответствует центру повреждения. Цифровая обработка биполярного сигнала с помощью вычислительного блока (140) позволяет выделить области повышенной интенсивности магнитного поля и смены полярности сигнала, соответствующие разным полюсам на противоположных концах оборванного троса и центру места разрыва троса (101) для визуализации места повреждения (210).[0091] The maximum and minimum of the bipolar signal when recording the vertical projection of the MPR corresponds to the poles of the magnetic field at opposite ends of the cable (101) at the break point (210), the point of signal polarity change corresponds to the center of the damage. Digital processing of the bipolar signal using a computing unit (140) makes it possible to highlight areas of increased magnetic field intensity and changes in signal polarity, corresponding to different poles at opposite ends of the broken cable and the center of the cable break (101) for visualization of the damage site (210).

[0092] Как показано на Фиг. 4В, в случае, если зазор δ между концами порванного троса незначительный (противоположные концы троса могут соприкасаться или находиться на расстоянии сравнимом с диаметром троса δ≤d_тр.), то формируется один характерный максимум распределения компоненты В_х, находящийся над центром повреждения, если же повреждение имеет большую протяженность (расстояние между концами тросов много больше диаметра троса δ>>d_тр.), то один максимум над центром повреждения расщепляется на два характерных максимума распределения компоненты В_х смещенных от центра порыва ближе к концам оборванного троса с ослаблением в середине повреждения. Как показано на Фиг. 4Б, при измерении вертикальной составляющей B_z в обеих случаях δ≤d_тр. и δ>>d_тр. картина распределения вертикальной составляющей поля имеет схожий биполярный симметричный вид относительно центра повреждения с максимумом и минимумом на краях повреждения и сменой полярности в центре повреждения, с той лишь разницей, что при δ>>d_тр. биполярный отклик от СМП (121) по сути расщепляется на два однополярных сигнала противоположной полярности (ситуация характерная для полюсных линий ступени стыкового соединения).[0092] As shown in FIG. 4B, if the gap δ between the ends of the torn cable is insignificant (the opposite ends of the cable can touch or be at a distance comparable to the diameter of the cable δ≤d _tr. ), then one characteristic maximum of the distribution of the component B _x is formed, located above the center of the damage, if If the damage is of a large extent (the distance between the ends of the cables is much greater than the diameter of the cable δ>>d _tr. ), then one maximum above the center of the damage is split into two characteristic maxima of the distribution of the B _x component, displaced from the center of the gust closer to the ends of the broken cable with weakening in the middle damage. As shown in FIG. 4B, when measuring the vertical component B _z in both cases δ≤d _tr. and δ>>d _tr. the distribution pattern of the vertical component of the field has a similar bipolar symmetrical appearance relative to the center of the damage with a maximum and minimum at the edges of the damage and a change in polarity at the center of the damage, with the only difference that at δ>>d _tr. the bipolar response from the SMP (121) is essentially split into two unipolar signals of opposite polarity (a situation typical for the pole lines of the butt joint stage).

[0093] Вертикальная составляющая магнитного поля рассеяния B_z имеет наибольший вклад в части эффективной работы заявленного решения, так как вне зависимости от размера повреждения ее распределение всегда имеет биполярную форму со сменой полярности в центре повреждения и экстремальными значениями на краях повреждения, что позволяет четко идентифицировать месторасположение и границы повреждения.[0093] The vertical component of the stray magnetic field B _z has the greatest contribution to the effective operation of the claimed solution, since regardless of the size of the damage, its distribution always has a bipolar shape with a change in polarity in the center of the damage and extreme values at the edges of the damage, which makes it possible to clearly identify location and boundaries of damage.

[0094] На Фиг. 5А представлен пример формирования полюсных линий ступени (310, 320) в области 1-ступенчатого стыкового соединения (300), которые соответствуют северному (310) и южному (320) магнитным полюсам при измерении вертикальной составляющей В_z МПР. Поскольку в области стыкового соединения (300) троса (101) имеют открытые концы, в стыковых соединениях (300) происходит аналогичное разрывам тросов (101) рассеяние магнитного поля и формирование противоположных полюсов (N, S) на концах тросов (101).[0094] In FIG. 5A shows an example of the formation of stage pole lines (310, 320) in the area of a 1-stage butt joint (300), which correspond to the north (310) and south (320) magnetic poles when measuring the vertical component B _z of the MPR. Since the cables (101) have open ends in the area of the butt joint (300), magnetic field dissipation and the formation of opposite poles (N, S) at the ends of the cables (101) occur in the butt joints (300), similar to breaks in the cables (101).

[0095] Стыковое соединение может быть многоступенчатым, т.е. иметь две, три и более ступеней, схематическое изображение стыковых соединений разной ступенчатости показаны на Фиг. 5Б. На каждой ступени стыкового соединения будут формироваться полюсные линии, аналогичные тем, что показаны на Фиг. 5А. На магнитограмме ленты стыковое соединение изображается в виде череды полюсных линий его составляющих. Расположение и форма полюсных линий ступени, например, их линейность, угол наклона, площадь, расстояние друг от друга, являются важным показателем состояния стыкового соединения ленты (100), которые необходимо оперативно контролировать в процессе ее эксплуатации. Таким образом, в области стыкового соединения (300) формируются полюсные линии (310, 320), которые могут быть зарегистрированы как области повышенной интенсивности магнитного поля и визуализированы при последующей цифровой обработке сигналов.[0095] The butt joint can be multi-stage, i.e. have two, three or more stages; a schematic representation of butt joints of different stages is shown in Fig. 5 B. At each stage of the butt joint, pole lines similar to those shown in FIG. 5A. On a tape magnetogram, a butt joint is depicted as a series of pole lines of its components. The location and shape of the pole lines of a step, for example, their linearity, angle of inclination, area, distance from each other, are an important indicator of the condition of the butt joint of the tape (100), which must be quickly monitored during its operation. Thus, in the region of the butt joint (300), pole lines (310, 320) are formed, which can be registered as areas of increased magnetic field intensity and visualized during subsequent digital signal processing.

[0096] МПР, возникшее в результате повреждений тросов (101) или в области стыковых соединений (300), создает на выходе СМП (121) электрический аналоговый сигнал, который далее усиливается, коммутируется (мультиплексируются) при необходимости и преобразуется в цифровую форму с помощью АЦП в сканере (120), и далее поступает на обработку в процессор вычислительного блока (140). В частном случае реализации решения каждая из перечисленных операций: усиление сигналов от СМП (121), коммутация (мультиплексирование) сигналов от СМП, если используется и преобразование аналоговых сигналов от СМП в цифровую форму с помощью АЦП может выполняться непосредственно либо в сканере (120), либо в вычислительном блоке (140) в зависимости от технического способа реализации. Вычислительный блок (140) при этом может являться составной частью сканера (120), или соединяться с ним, формируя единое устройство. Представленный пример аппаратной реализации не ограничивает возможные вариации комбинации устройств и их функционала в рамках заявленного решения.[0096] The MPR, resulting from damage to the cables (101) or in the area of the butt joints (300), creates an electrical analog signal at the output of the MPR (121), which is further amplified, switched (multiplexed) if necessary and converted into digital form using The ADC is in the scanner (120), and then goes for processing to the processor of the computing unit (140). In a particular case of implementing a solution, each of the listed operations: amplification of signals from the SMP (121), switching (multiplexing) of signals from the SMP, if used, and conversion of analog signals from the SMP into digital form using an ADC can be performed directly or in a scanner (120), or in the computing unit (140) depending on the technical implementation method. The computing unit (140) can be an integral part of the scanner (120), or connected to it, forming a single device. The presented example of hardware implementation does not limit the possible variations in the combination of devices and their functionality within the framework of the claimed solution.

[0097] Продольная координата «х» вдоль магнитограммы транспортерной ленты (100) может рассчитываться алгоритмически (за счет программной обработки) с помощью вычислительного блока (140), например, исходя из заданной скорости транспортерной ленты (100) или скорости получаемой от датчика скорости транспортерной ленты (100) и времени сканирования. Скорость ленты (100), как правило, является установленным параметром, и, умножая заданную скорость ленты на время сканирования, возможно рассчитать метраж ленты или конкретного участка. Также, данные о скорости ленты можно получать, например, от датчика скорости ленты. Умножая данные о скорости на время, можно получить данные метража ленты.[0097] The longitudinal coordinate “x” along the magnetogram of the conveyor belt (100) can be calculated algorithmically (due to software processing) using the computing unit (140), for example, based on the specified speed of the conveyor belt (100) or the speed received from the conveyor speed sensor tape (100) and scanning time. Belt speed (100) is usually a set parameter, and by multiplying the set belt speed by the scanning time, it is possible to calculate the footage of the belt or a specific area. Also, data on belt speed can be obtained, for example, from a belt speed sensor. By multiplying the speed data by time, you can get the tape footage data.

[0098] При использовании счетчика метража ленты (130), в вычислительный блок (140) поступают импульсы от счетчика метража лент (130), который может выполняться в виде бесконтактного тахометра или проксиметра, установленного на барабане или ролике конвейера, или энкодера с колесом, которое крутится от контакта с движущейся лентой (100). Счетчик метража ленты (130) может быть выполнен на основе датчика скорости ленты. Может применяться также любой другой пригодный тип счетчика метража ленты. При этом счетчик (130) может быть встроенным (интегрированным) в магнит (ПО) или сканер (120). Счетчик метража ленты (130) позволяет более точно определить продольный метраж вдоль транспортерной ленты (измерительная шкала по оси X).[0098] When using the tape meter counter (130), the computing unit (140) receives pulses from the tape meter counter (130), which can be in the form of a non-contact tachometer or proximeter mounted on a conveyor drum or roller, or an encoder with a wheel, which rotates from contact with the moving belt (100). The belt meter counter (130) can be based on a belt speed sensor. Any other suitable type of tape meter can also be used. In this case, the counter (130) can be built-in (integrated) into the magnet (software) or scanner (120). The belt meter counter (130) allows you to more accurately determine the longitudinal footage along the conveyor belt (measuring scale along the X axis).

[0099] Полученный поток данных с СМП от сканера (120) и данные со счетчика метража ленты (130), в случае его использования, обрабатывается вычислительным блоком (140). С помощью обработки данных от сканера (120) формируются магнитограммы сканируемой ленты (100) для последующей генерации отчета, содержащего информацию о повреждениях тросов (101) и состоянии стыковых соединениях (300). Отчет о проведенном сканировании может быть передан на внешнее устройство для его просмотра и визуализации, например, монитор, компьютер, ноутбук и т.п., и/или в виде отчета в цифровом виде (цифровой файл), например документ PDF (или иной формат), который может сохраняться на внешнем устройстве (150), выполненном в виде съемного носителя данных (например, USB-флеш накопитель, съемный HDD/SSD диск и т.п.).[0099] The received data stream from the SMP from the scanner (120) and data from the tape meter counter (130), if used, is processed by the computing unit (140). Using data processing from the scanner (120), magnetograms of the scanned tape (100) are generated for the subsequent generation of a report containing information about damage to the cables (101) and the condition of the butt joints (300). The scan report can be transferred to an external device for viewing and visualization, for example, a monitor, computer, laptop, etc., and/or as a report in digital form (digital file), such as a PDF document (or other format ), which can be stored on an external device (150) designed as a removable storage medium (for example, a USB flash drive, a removable HDD/SSD drive, etc.).

[0100] Отчет о сканировании может представлять визуализированные изображения повреждений (Фиг. 6) и стыковых соединений (Фиг. 7), отображающих области повышенной интенсивности магнитного поля на образовавшихся полюсах, с указанием продольных координат вдоль ленты (100) для стыковых соединений и координат по ширине и вдоль ленты (100) для мест повреждения тросов, а также с указанием количества оборванных тросов (101) в повреждении.[0100] The scan report may provide rendered images of damage (FIG. 6) and butt joints (FIG. 7) showing areas of increased magnetic field intensity at the resulting poles, indicating longitudinal coordinates along the tape (100) for the butt joints and coordinates along width and along the tape (100) for places where the cables are damaged, as well as indicating the number of broken cables (101) in the damage.

[0101] Дополнительно в системе может использоваться одна или несколько видеокамер, позволяющих получать видеоизображения состояния поверхности транспортерной ленты, которые также могут передаваться в вычислительный блок (140) для сопоставления (синхронизации видеоизображения) с магнитограммой соответствующего участка ленты с целью получения дополнительной информации о повреждении тросов и стыковых соединений в данном месте ленты. В последующем это позволяет получить информацию о повреждении как на основании магнитограмм, так и соответствующее видеоизображение ленты, отображающее область повреждения или стыкового соединения, что может отображаться с помощью графического интерфейса пользователя (GUI) и позволять оператору выделять области ленты (100) для последующего анализа.[0101] Additionally, the system can use one or more video cameras to obtain video images of the state of the surface of the conveyor belt, which can also be transmitted to the computing unit (140) for comparison (synchronization of the video image) with the magnetogram of the corresponding section of the belt in order to obtain additional information about damage to the cables and butt joints at a given location on the tape. This subsequently provides damage information from both magnetograms and a corresponding video image of the tape showing the area of damage or splice, which can be displayed via a graphical user interface (GUI) and allow the operator to highlight areas of the tape (100) for subsequent analysis.

[0102] Отчет о проведенном сканировании может быть передан на внешнее устройство (150), например, монитор, интерактивный экран, ноутбук, смартфон, планшет или компьютер, содержащий монитор или дисплей для его просмотра и визуализации. Устройство (150) позволяет отображать отчет о состоянии ленты (100) в GUI, в котором также могут производиться манипуляции с визуализированными данными для последующего контроля технического состояния ленты (100). Передача данных на устройство (150) от вычислительного блока (140) может происходить с помощью известных методов связи как проводного (LAN, USB, LPT и т.п.), так и беспроводного типа (TCP/IP, WLAN, Wi-Fi, GSM и т.п.).[0102] The scan report may be transmitted to an external device (150), such as a monitor, interactive screen, laptop, smartphone, tablet, or computer containing a monitor or display for viewing and visualizing it. The device (150) allows you to display a report on the condition of the tape (100) in the GUI, which can also manipulate the visualized data for subsequent monitoring of the technical condition of the tape (100). Data transmission to the device (150) from the computing unit (140) can occur using known communication methods of both wired (LAN, USB, LPT, etc.) and wireless types (TCP/IP, WLAN, Wi-Fi, GSM, etc.).

[0103] В качестве вычислительного блока (140) может применяться любое пригодное решение, способное выполнять программно-логическую обработку поступающих сигналов от сканера (120) и счетчика метража ленты (130), в случае его использования. Например, в качестве блока (140) может применять система на кристалле (SoC), программно-аппаратный вычислительный модуль, процессор, контроллер, микропроцессор, микроконтроллер, ПЛК, компьютер, в том числе одноплатный, планшет и т.п.[0103] Any suitable solution capable of performing software-logical processing of incoming signals from the scanner (120) and the tape meter counter (130), if used, can be used as a computing unit (140). For example, a system on a chip (SoC), a hardware-software computing module, a processor, a controller, a microprocessor, a microcontroller, a PLC, a computer, including a single-board computer, a tablet, etc. can be used as a block (140).

[0104] Для повышения чувствительности измерений МПР в области обрыва стальных тросов (210) и стыковых соединений (300) транспортерной ленты (100) предлагается вместе с СМП (121) использовать ферромагнитные концентраторы магнитного потока, которые обеспечивают пассивное магнитное усиление и увеличение выходной чувствительности СМП без увеличения его собственных электрических шумов. Концентраторы могут выполняться интегрированными в СМП (121) или устанавливаться на плате сканера (120) с заданным удалением от СМП (121) или с обеспечением контакта с СМП (121). Концентраторы могут быть стержневыми или плоскими.[0104] To increase the sensitivity of MPR measurements in the area of broken steel cables (210) and butt joints (300) of the conveyor belt (100), it is proposed to use ferromagnetic magnetic flux concentrators together with the SMP (121), which provide passive magnetic amplification and increase the output sensitivity of the SMP without increasing its own electrical noise. The hubs can be integrated into the SMP (121) or installed on the scanner board (120) with a specified distance from the SMP (121) or ensuring contact with the SMP (121). Concentrators can be rod or flat.

[0105] В уровне техники известны различные примеры выполнения магнитных концентраторов (см, например, SU 1757364 А1). Эффект концентрации магнитного поля основан на увеличении плотности магнитного потока внутри ферромагнетика (внешнее магнитное поле как бы «втягивается» внутрь ферромагнетика), обладающего более высокой магнитной проницаемостью в сравнении с окружающей средой (μ>>1) (Hall Effect Devices, Second Edition, R.S. Popovic, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2004), СМП может использоваться с концентраторами в виде длинных прямоугольных, осесимметричных или иных стержней с конусообразным концом, с закруглением или концом иной формы (Hall Effect Devices, Second Edition, R.S. Popovic, Swiss Federal, Institute of Technology Lausanne (EPFL), Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2004; Репозиторий Белорусского Национального Технического Университета (БИТУ), Приборы и методы измерения, 1 (6), 2013, SU 1757364 А1, Параметры миниатюрного Элемента Холла с концентраторами магнитного потока как четырехполюсника. Ярмолович В.А. НПЦ НАН Беларуси по материаловедению, г. Минск, Республика Беларусь).[0105] Various examples of the implementation of magnetic concentrators are known in the prior art (see, for example, SU 1757364 A1). The effect of magnetic field concentration is based on an increase in the magnetic flux density inside the ferromagnet (the external magnetic field is, as it were, “pulled” into the ferromagnet), which has a higher magnetic permeability compared to the environment (μ>>1) (Hall Effect Devices, Second Edition, R.S. Popovic, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2004), SMP can be used with concentrators in the form of long rectangular, axisymmetric or other rods with a tapered end, with a rounded end or another shaped end (Hall Effect Devices, Second Edition, R.S. Popovic, Swiss Federal, Institute of Technology Lausanne (EPFL), Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2004; Repository of the Belarusian National Technical University (BITU), Instruments and methods of measurement, 1 (6), 2013, SU 1757364 A1, Parameters of a miniature Hall Element with magnetic flux concentrators as a quadripole. Yarmolovich V.A. Scientific and Production Center of the National Academy of Sciences of Belarus for Materials Science, Minsk, Republic of Belarus).

[0106] Магнитное усиление концентратора G_M определяется соотношением G_M=В*/В, где В* - индукция магнитного поля в месте расположения СМП, В - магнитная индукция внешнего магнитного поля. Оценка магнитного усиления G_M достигаемого плоским концентратором определяется соотношением: G_M ~ L/t при магнитной проницаемости концентратора μ>>1, L (длина концентратора)>>t (толщина концентратора), W (ширина концентратора)>>t и g/t→0, где g - величина зазора между концами концентратора, где размещается СМП. Результат 2-х мерного математического моделирования для случая L=33t, g=t и W>>t показывает, что применение плоского концентратора магнитного поля позволяет усилить магнитное поле до 10 раз (Hall Effect Devices, Second Edition, R.S. Popovic, Swiss Federal, Institute of Technology Lausanne (EPFL), Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2004).[0106] The magnetic gain of the concentrator G _M is determined by the ratio G _M =B*/B, where B* is the magnetic field induction at the location of the SMP, B is the magnetic induction of the external magnetic field. An assessment of the magnetic gain G _M achieved by a flat concentrator is determined by the relation: G _M ~ L/t with the magnetic permeability of the concentrator μ>>1, L (concentrator length)>>t (concentrator thickness), W (concentrator width)>>t and g/ t→0, where g is the size of the gap between the ends of the concentrator where the SMP is located. The result of 2-dimensional mathematical modeling for the case of L=33t, g=t and W>>t shows that the use of a flat magnetic field concentrator allows the magnetic field to be amplified up to 10 times (Hall Effect Devices, Second Edition, RS Popovic, Swiss Federal, Institute of Technology Lausanne (EPFL), Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2004).

[0107] Также можно использовать плоские концентраторы магнитного поля, которые преобразовывают магнитное поле параллельное поверхности СМП в усиленное перпендикулярное поле, которое регистрируется СМП (121). Два СМП располагаются под плоским концентратором с краю каждого из противоположных концов концентратора. Так как в данной схеме два СМП измеряют перпендикулярную составляющую магнитного поля в противоположных направлениях, то если их значения вычитать, происходит фактическое их сложение. Если такие два датчика работают в паре, то они фактически удваивают чувствительность измерения и, кроме того, не чувствительны к стороннему магнитному полю перпендикулярному поверхности датчиков. Схема расположения СМП с такими концентраторами приведена в работе Hall Effect Devices, Second Edition, R.S. Popovic, Swiss Federal, Institute of Technology Lausanne (EPFL), Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2004.[0107] It is also possible to use flat magnetic field concentrators, which convert the magnetic field parallel to the surface of the SMP into an enhanced perpendicular field, which is detected by the SMP (121). Two SMPs are located under the flat hub at the edge of each of the opposite ends of the hub. Since in this scheme two SMPs measure the perpendicular component of the magnetic field in opposite directions, then if their values are subtracted, their actual addition occurs. If such two sensors work in pairs, then they actually double the sensitivity of the measurement and, in addition, are not sensitive to an external magnetic field perpendicular to the surface of the sensors. The layout of the SMP with such concentrators is given in the work Hall Effect Devices, Second Edition, R.S. Popovic, Swiss Federal, Institute of Technology Lausanne (EPFL), Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 2004.

[0108] Максимальное значение магнитного усиления G_M достигается, когда СМП прилегают непосредственно к концентратору и расположены на самом краю концентратора, тогда при g≈t и L>>t получаем магнитное усиление G_M~L/t.[0108] The maximum value of the magnetic gain G _M is achieved when the SMPs are adjacent directly to the concentrator and are located at the very edge of the concentrator, then for g≈t and L>>t we obtain the magnetic gain G _M ~L/t.

[0109] При работе с плоскими концентраторами магнитного поля, когда СМП располагаются под краем концентратора, два СМП всегда работают в паре, чтобы такая парная система была не чувствительна к компоненте внешнего магнитного поля, перпендикулярной поверхности СМП и для двойного усиления измеряемого сигнала от компоненты внешнего магнитного поля, параллельной поверхности СМП.[0109] When working with flat magnetic field concentrators, when the SMP is located under the edge of the concentrator, two SMPs always work in pairs, so that such a paired system is not sensitive to the component of the external magnetic field perpendicular to the surface of the SMP and for doubling the measured signal from the external component magnetic field parallel to the surface of the SMP.

[0110] В качестве материала концентраторов могут использоваться магнитомягкие материалы. Значение усиления магнитного потока стержневым концентратором, вид материала концентратора и геометрические размеры приведены в таблице 1 ниже (Репозиторий Белорусского Национального Технического Университета (БИТУ), Приборы и методы измерения, 1 (6), 2013, Параметры миниатюрного Элемента Холла с концентраторами магнитного потока как четырехполюсника. Ярмолович В.А. НПЦ НАН Беларуси по материаловедению, г. Минск, Республика Беларусь).[0110] Soft magnetic materials can be used as the material of the concentrators. The value of magnetic flux amplification by a rod concentrator, the type of concentrator material and geometric dimensions are given in Table 1 below (Repository of the Belarusian National Technical University (BITU), Instruments and Methods of Measurement, 1 (6), 2013, Parameters of a miniature Hall Element with magnetic flux concentrators as a quadripole Yarmolovich V.A. Scientific and Production Center of the National Academy of Sciences of Belarus for Materials Science, Minsk, Republic of Belarus).

[0111] Применение магнитных концентраторов позволяет достичь усиление магнитного потока и существенно повысить магнитную чувствительность СМП.[0111] The use of magnetic concentrators makes it possible to achieve increased magnetic flux and significantly increase the magnetic sensitivity of the SMP.

[0112] Определение повреждения тросов[0112] Cable damage detection

[0113] На основании полученных данных с СМП (121) от сканера (120) и счетчика метража ленты (130), в случае его использования, вычислительным блоком (140) формируется магнитограмма ленты и для повреждения тросов (101) определяются следующие характеристики: продольная и поперечная координата повреждения (х, у) и количество оборванных тросов в повреждении. Координата «х» повреждения определяется вдоль ленты (100), от первого стыкового соединения (300), которое может, например, определяться, как стыковое соединение, которое предшествует или за которым следует самый короткий отрезок состыкованной ленты или от любого другого стыкового соединения или от места на ленте, расположенном на заданном расстоянии от выбранного стыкового соединения или от визуальной, магнитной, радиочастотной (RFID, NFC и т.п.) или иного типа метки, дополнительно установленной на транспортерной ленте. Также, дополнительная координата «х» повреждения может отсчитываться от ведущего и/или замыкающего стыкового соединения участка ленты, где находится повреждение или от места на ленте, расположенном на заданном расстоянии от выбранного стыкового соединения. Лента (100) на конвейере состыкована в бесконечное кольцо из отдельных кусков (участков) ленты, поэтому каждый участок ленты имеет два стыковых соединения на его концах, стыковое соединение являющееся первым по ходу ленты называется ведущим, а второе стыковое соединение по ходу ленты - замыкающим.[0113] Based on the data received from the SMP (121) from the scanner (120) and the tape meter counter (130), if used, the computing unit (140) generates a magnetogram of the tape and the following characteristics are determined for damage to the cables (101): longitudinal and the transverse coordinate of the damage (x, y) and the number of broken cables in the damage. The x-coordinate of the damage is determined along the tape (100), from the first butt joint (300), which can, for example, be defined as the butt joint that precedes or is followed by the shortest section of the butted tape or from any other butt joint or from places on the belt located at a specified distance from the selected butt joint or from a visual, magnetic, radio frequency (RFID, NFC, etc.) or other type of tag additionally installed on the conveyor belt. Also, the additional “x” coordinate of the damage can be measured from the leading and/or trailing butt joint of the tape section where the damage is located or from a place on the tape located at a given distance from the selected butt joint. The belt (100) on the conveyor is joined into an endless ring of separate pieces (sections) of the belt, so each section of the belt has two butt joints at its ends, the first butt joint along the belt is called leading, and the second butt joint along the belt is called trailing.

[0114] Повреждение фиксируется системой СМП (121) в области, где величина сигнала от СМП (121) равна или выше определенного заданного порогового уровня П_трос, а площадь магнитной аномалии, определенная на уровне П_трос, равна или превышает величину S_трос при условии, что данная магнитная аномалия не зарегистрирована как полюсная линия ступени стыкового соединения. Схематичное определение площади магнитной аномалии на основании порогового значения П_трос показана на Фиг. 8. Площадь магнитной аномалии от обрыва тросов и S_трос может определяться, например, количеством пикселей на магнитограмме. Продольная координата «х» повреждения может определяться, например, при измерении перпендикулярной составляющей магнитного поля рассеяния, как центр биполярного сигнала (точка смены полярности сигнала), или как место по середине между максимумом и минимумом биполярного сигнала от СМП (121), при том, что максимум и минимум биполярного сигнала расположены друг от друга на расстоянии не более заданного, или как место максимального значения для каждого из однополярных сигналов от СМП (121), полученных в результате расщепления биполярного сигнала из-за большой удаленности противоположных концов оборванного троса или иным аналитическим способом обработки сигналов от СМП (121), например с использованием вейвлет-преобразований.[0114] Damage is detected by the SMP system (121) in the area where the magnitude of the signal from the SMP (121) is equal to or above a certain specified threshold level P _rope , and the area of the magnetic anomaly, determined at the level P _rope , is equal to or exceeds the value S _rope provided that this magnetic anomaly is not registered as a pole line of the butt joint stage. A schematic determination of the area of the magnetic anomaly based on the threshold value P _rope is shown in Fig. 8. The area of the magnetic anomaly from a broken cable and S _cable can be determined, for example, by the number of pixels in the magnetogram. The longitudinal coordinate “x” of the damage can be determined, for example, when measuring the perpendicular component of the stray magnetic field, as the center of the bipolar signal (the point of signal polarity change), or as the place in the middle between the maximum and minimum of the bipolar signal from the SMP (121), while that the maximum and minimum of the bipolar signal are located from each other at a distance of no more than a given one, or as the location of the maximum value for each of the unipolar signals from the SMP (121), obtained as a result of splitting the bipolar signal due to the large distance between the opposite ends of the broken cable or other analytical a method of processing signals from the SMP (121), for example, using wavelet transforms.

[0115] Поперечная координата «у» повреждения фиксируется, например, по каналу того СМП (121), величина сигнала которого максимальна или определяется, как координата, соответствующая максимуму кривой, полученной аппроксимацией или интерполяцией уровней сигнала от каналов СМП при регистрации МПР от повреждения и отсчитывается от правого или левого борта ленты, или ее центра, с учетом расположения сканера относительно ленты.[0115] The transverse coordinate “y” of the damage is fixed, for example, along the channel of that SMP (121), the signal value of which is maximum or is determined as the coordinate corresponding to the maximum of the curve obtained by approximation or interpolation of signal levels from the SMP channels when recording MPR from damage and measured from the right or left side of the tape, or its center, taking into account the location of the scanner relative to the tape.

[0116] Количество оборванных тросов в повреждении может определяется исходя их поперечной ширины сигнала на уровне заданного порога П_трос (область, где уровень сигнала выше определенного заданного порогового значения П_трос) и заданного шага тросов в ленте. Например, деление ширины сигнала на шаг тросов дает расчетное количество оборванных тросов в повреждении или иными словами, ширина сигнала, измеренная в единицах шага тросов равна количеству оборванных тросов в повреждении. В зависимости от величины порогового уровня П_трос будет зависеть ширина сигнала и соответственно расчетное количество оборванных тросов в повреждении. Расчетное количество оборванных тросов в повреждении может отличаться от фактического. Для того, чтобы расчетное значение оборванных тросов максимально совпадало с фактическим необходима калибровка порогового значения сигнала на контрольных образцах ленты с определенным количеством оборванных тросов или с помощью аналитической (расчетной) калибровки, которая будет описана далее в материалах заявки.[0116] The number of broken cables in the damage can be determined based on their transverse signal width at the level of a given threshold P _cable (the area where the signal level is above a certain specified threshold value P _cable ) and a given pitch of the cables in the tape. For example, dividing the signal width by the cable pitch gives the estimated number of broken cables in the fault, or in other words, the signal width measured in units of cable pitch is equal to the number of broken cables in the fault. Depending on the value of the threshold level P _cable , the width of the signal and, accordingly, the estimated number of broken cables in the damage will depend. The estimated number of broken cables in the damage may differ from the actual number. In order for the calculated value of broken cables to coincide as much as possible with the actual value, it is necessary to calibrate the threshold value of the signal on control samples of the tape with a certain number of broken cables or using analytical (calculated) calibration, which will be described later in the application materials.

[0117] Стыковые соединения[0117] Butt joints

[0118] Для стыков (300) по данным от сканера (120) и счетчика метража ленты (130), в случае его использования, вычислительный блок (140) измеряет продольную координату «х» и по меньшей мере один из следующих параметров стыкового соединения: порядковый номер стыкового соединения, длина стыкового соединения, угол наклона полюсных линий ступени в стыковом соединении, степень линейности полюсных линий ступени в стыковом соединении, расстояние между разными полюсными линиями ступени стыкового соединения, площадь стыкового соединения или другие характеристики. Длина стыка очень важный параметр, так как, например, чрезмерное удлинение стыкового соединения в процессе эксплуатации свидетельствует о его деградации и разрушении, что может привести к потере его прочностных характеристик и, как следствие, порыву ленты в области стыка. Так же нарушение линейности, изменение угла наклона, расстояния между отдельными полюсными линиями ступени и площади полюсных линий ступени стыкового соединения свидетельствует о нарушении и/или разрушении первичной структуры стыкового соединения, созданного во время проведения работ по стыковке транспортерной ленты, и может так же свидетельствовать о разрушении стыка и возникновении аварийной ситуации.[0118] For joints (300), based on data from the scanner (120) and the tape meter (130), if used, the computing unit (140) measures the longitudinal x-coordinate and at least one of the following parameters of the butt joint: the serial number of the butt joint, the length of the butt joint, the angle of inclination of the stage pole lines in the butt connection, the degree of linearity of the stage pole lines in the butt connection, the distance between different pole lines of the butt connection stage, the area of the butt connection or other characteristics. The length of the joint is a very important parameter, since, for example, excessive elongation of the butt joint during operation indicates its degradation and destruction, which can lead to a loss of its strength characteristics and, as a consequence, tearing of the tape in the joint area. Also, a violation of linearity, a change in the angle of inclination, the distance between the individual pole lines of a step and the area of the pole lines of a butt joint indicate a violation and/or destruction of the primary structure of the butt joint created during the joining of the conveyor belt, and may also indicate destruction of the joint and the occurrence of an emergency.

[0119] Продольная координата «х» стыкового соединения (300) отсчитывается от первого стыкового соединения (300), которое, например, может определяться как стыковое соединение, которое предшествует или за которым следует самый короткий отрезок состыкованной ленты или от любого другого стыкового соединения или от места на ленте, расположенном на заданном расстоянии от выбранного стыкового соединения или от визуальной, магнитной, радиочастотной (RFID, NFC и т.п.) или иного типа метки, дополнительно установленной на транспортерной ленте. Продольная координата «х» расположения стыкового соединения вдоль ленты, может определяться, например, как координата «х» геометрического центра всех полюсных линий ступени (областей северного (310) и южного полюсов (320)) данного стыка или иным аналитическим способом.[0119] The longitudinal "x" coordinate of the butt joint (300) is measured from the first butt joint (300), which, for example, can be defined as the butt joint that precedes or is followed by the shortest section of butt tape or from any other butt joint or from a place on the belt located at a specified distance from the selected butt joint or from a visual, magnetic, radio frequency (RFID, NFC, etc.) or other type of tag additionally installed on the conveyor belt. The longitudinal coordinate “x” of the location of the butt joint along the strip can be determined, for example, as the coordinate “x” of the geometric center of all pole lines of the step (the areas of the north (310) and south poles (320)) of a given joint or in another analytical way.

[0120] Длина стыкового соединения может определяться, например, как расстояние между крайними полюсными линиями ступени. Линейность и угол наклона полюсных линий ступени определяется с помощью компьютерной обработкой пиксельного массива полюсных линий ступени. Площадь стыкового соединения может определяться, как суммарная площадь всех полюсных линий ступени в стыковом соединении, или характеризоваться двумя величинами, каждая из которых является суммарной площадью полюсных линий ступени одной полярности, или разницей или иной комбинацией этих двух величин, или как площадь, заключенная между крайними полюсными линиями ступени стыкового соединения. Площадь полюсных линий ступени может определяться как пиксельная площадь на магнитограмме или как метрическая площадь, исходя из продольной и поперечной шкал координат на магнитограмме. Все расчеты выполняются автоматически с помощью алгоритма работы вычислительного блока (140).[0120] The length of the butt joint may be defined, for example, as the distance between the outer pole lines of the step. The linearity and angle of inclination of the stage pole lines are determined using computer processing of the pixel array of stage pole lines. The area of a butt joint can be determined as the total area of all pole lines of a step in a butt joint, or characterized by two quantities, each of which is the total area of the pole lines of a step of the same polarity, or the difference or other combination of these two quantities, or as the area enclosed between the extreme pole lines of the butt joint stage. The area of the stage pole lines can be determined as a pixel area on the magnetogram or as a metric area based on the longitudinal and transverse coordinate scales on the magnetogram. All calculations are performed automatically using the algorithm of the computing unit (140).

[0121] Аналитическая (расчетная) калибровка[0121] Analytical (calculated) calibration

Для определения размера повреждения тросов (количество оборванных тросов) необходимо выбрать подходящий пороговый уровень сигнала П_трос. Величина сигнала от СМП (121) зависит от расстояния 1)4 их расположения от плоскости тросов (102), как это показано на Фиг. 9.To determine the extent of damage to the cables (the number of broken cables), it is necessary to select the appropriate threshold level of the P _cable signal. The magnitude of the signal from the SMP (121) depends on the distance 1)4 of their location from the plane of the cables (102), as shown in Fig. 9.

[0122] С помощью метода математического моделирования можно получить, например, распределение уровня сигнала от продольной составляющей В_х магнитного поля рассеяния от оборванных тросов (1011) поперек ленты (100) по линии сечения А-А (ось Y) над оборванными тросами (1011) по центру обрыва как показано на Фиг. 10 на расстоянии h₄ от плоскости тросов. Величина магнитного поля в каждой точке есть сумма магнитных полей от каждого оборванного троса. Порыв каждого троса (101) можно рассматривать, как отдельный магнитный диполь, поле которого убывает пропорционально кубу расстояния (Курс общей физики, том 2, Электричество и магнетизм, волны, оптика. Издание второе, Москва «Наука», главная редакция физико-математической литературы, 1982).[0122] Using the method of mathematical modeling, it is possible to obtain, for example, the distribution of the signal level from the longitudinal component B _x of the magnetic stray field from broken cables (1011) across the tape (100) along the section line AA (Y axis) above the broken cables (1011 ) in the center of the cliff as shown in Fig. 10 at a distance h ₄ from the plane of the cables. The magnitude of the magnetic field at each point is the sum of the magnetic fields from each broken cable. The break of each cable (101) can be considered as a separate magnetic dipole, the field of which decreases in proportion to the cube of the distance (Course of general physics, volume 2, Electricity and magnetism, waves, optics. Second edition, Moscow “Science”, main editorial office of physical and mathematical literature, 1982).

[0123] В результате, суммарное поле рассеяния и, соответственно, сигнал от СМП (121) пропорционален сумме где r_i - расстояние от i-го оборванного троса (магнитного диполя) до СМП (121) определяется по теореме Пифагора, исходя из разницы координат расположения СМП и оборванного троса на оси Y и расстояния h₄. Распределение уровня сигнала V(y) вдоль оси Y поперек ленты над центром обрыва тросов (сечение А-А, при ϑ=90° формула для поля диполя принимает вид где p_m - магнитный дипольный момент) определяется, как сумма откликов от каждого отдельного диполя (оборванного троса):[0123] As a result, the total stray field and, accordingly, the signal from the SMP (121) is proportional to the sum where r _i is the distance from the i-th broken cable (magnetic dipole) to the SMP (121) is determined by the Pythagorean theorem, based on the difference in the coordinates of the location of the SMP and the broken cable on the Y axis and the distance h ₄ . Distribution of the signal level V(y) along the Y axis across the tape above the center of the cable break (section А-А, at ϑ=90° the formula for the dipole field takes the form where p _m is the magnetic dipole moment) is defined as the sum of responses from each individual dipole (broken cable):

где С - коэффициент пропорциональности, учитывающий чувствительность СМП (121), магнитный дипольный момент оборванного троса p_m, магнитную постоянную μ₀; у - расположение СМП (121) на оси Y поперек ленты в единицах шага тросов t (центр координат расположен в середине повреждения); n - количество оборванных тросов в повреждении; i - индекс пробегающий месторасположение всех поврежденных тросов на оси Y от -(n-1)/2 до (n-1)/2 с шагом один, по сути, это координаты расположения оборванных тросов на оси Y в единицах шага тросов t, h₄ - расстояние от СМП до плоскости тросов в единицах шага тросов t.where C is a proportionality coefficient that takes into account the sensitivity of the SMP (121), the magnetic dipole moment of the broken cable p _m , the magnetic constant μ ₀ ; y is the location of the SMP (121) on the Y axis across the belt in units of cable pitch t (the coordinate center is located in the middle of the damage); n is the number of broken cables in the damage; i is an index running through the location of all damaged cables on the Y axis from -(n-1)/2 to (n-1)/2 with a step of one, in fact, these are the coordinates of the location of the broken cables on the Y axis in units of cable pitch t, h ₄ - distance from the SMP to the plane of the cables in units of cable pitch t.

[0124] В качестве примера рассмотрим случай расположения СМП (121) над плоскостью тросов (102) на расстоянии в четыре шага троса h₄=4t. При таком расположении расстояние от СМП (121) до поверхности ленты h₃ составит от 27 мм до 55 мм (ГОСТ Р 56904-2016 / Ленты конвейерные резинотросовые для горнодобывающей промышленности), этого расстояния достаточно, чтобы избежать возможного соприкосновения с движущейся лентой в случае ее вибрации. Пример расчета h₃ представлен в Таблице 2.[0124] As an example, consider the case of the location of the SMP (121) above the plane of the cables (102) at a distance of four cable steps h ₄ =4t. With this arrangement, the distance from the SMP (121) to the surface of the belt h ₃ will be from 27 mm to 55 mm (GOST R 56904-2016 / Rubber rope conveyor belts for the mining industry), this distance is sufficient to avoid possible contact with the moving belt in case of vibrations. An example of calculating _h3 is presented in Table 2.

[0125] На Фиг. 11А представлен пример модельного расчета уровней сигналов от СМП, регистрирующих продольную составляющую магнитного поля В_х от 7 (семи) оборванных тросов (красным помечены оборванные троса, синим цельные) и при расстоянии h₄=4t, а также разные пороговые уровни и расчетное количество оборванных тросов им соответствующих. Видно, что ширина сигнала на уровне порога П_трос = 540 мВ (область сигнала выше 540 мВ) в единицах шага тросов t составляет 7 и, как раз равна 7 оборванным тросам в повреждении, таким образом пороговое значение П_трос = 540 мВ можно считать правильно выбранным пороговым значением.[0125] In FIG. 11A presents an example of a model calculation of the levels of signals from the SMP, recording the longitudinal component of the magnetic field B _x from 7 (seven) broken cables (broken cables are marked in red, intact cables are marked in blue) and at a distance h ₄ =4t, as well as different threshold levels and the estimated number of broken cables cables corresponding to them. It can be seen that the signal width at the threshold level P _cable = 540 mV (signal area above 540 mV) in units of cable pitch t is 7 and is exactly equal to 7 broken cables in the fault, thus the threshold value P _cable = 540 mV can be considered correctly the selected threshold value.

[0126] Если же уровень порогового значения П_трос = 540 мВ увеличить или уменьшить на 30%, то соответствующее расчетное количество оборванных тросов в повреждении с округлением будет 5 или 10 соответственно, что на 2-3 троса отличается от истинного количества оборванных тросов - 7 шт. (средняя ошибка в данном примере составляет 36%), а расчетные значения количества оборванных тросов 5 шт. и 10 шт. для пороговых значений П_трос 700 мВ и 380 мВ соответственно отличаются в 2 раза (абсолютные значения сигнала в мВ условны, т.к. все расчеты сделаны с точностью до коэффициента пропорциональности С в формуле для V(y)). Данный модельный расчет ясно показывает, что пороговые уровни сигнала П_трос должны быть откалиброваны.[0126] If the level of the threshold value P _cable = 540 mV is increased or decreased by 30%, then the corresponding calculated number of broken cables in the damage with rounding will be 5 or 10, respectively, which is 2-3 cables different from the true number of broken cables - 7 PC. (the average error in this example is 36%), and the estimated number of broken cables is 5 pcs. and 10 pcs. for threshold values P _{the cable of} 700 mV and 380 mV, respectively, differs by a factor of 2 (the absolute values of the signal in mV are arbitrary, since all calculations are made accurate to the proportionality coefficient C in the formula for V(y)). This model calculation clearly shows that the threshold levels of the P _rope signal must be calibrated.

[0127] Методами математического моделирования установлено, что уровень и форма сигнала от СМП (121) и подходящее пороговое значение для корректного определения количества оборванных тросов зависят, как от расстояния, на котором СМП (121) располагаются над плоскостью тросов гм, так и от количества оборванных тросов.[0127] Using mathematical modeling methods, it has been established that the level and shape of the signal from the SMP (121) and the appropriate threshold value for correctly determining the number of broken cables depend both on the distance at which the SMP (121) are located above the plane of the cables, and on the number broken cables.

[0128] Расчет распределения уровня сигнала V(y) и оптимальный уровень порога для верного определения размера повреждения для разного количества оборванных тросов и расположения СМП на расстоянии h₄=4t от плоскости тросов приведен на графиках Фиг. 11Б - Фиг. 11Г (красным цветом обозначены оборванные троса). Оптимальным уровнем порога является такой уровень, при котором ширина сигнала поперек ленты на уровне порога, деленная на шаг тросов t, дает количество фактически поврежденных тросов (1011) или, другими словами, ширина сигнала в единицах шага тросов равна количеству оборванных тросов. Из приведенных расчетов видно, что абсолютная величина уровня порога П_трос для определения размера повреждения находится в широком диапазоне значений, в зависимости от количества оборванных тросов: 153 мВ для 1-го оборванного троса, 489 мВ для 5-ти оборванных тросов и 620 мВ для 30 оборванных тросов (абсолютные значения сигнала условны, т.к. все расчеты сделаны с точностью до коэффициента пропорциональности С в формуле для V(y)).[0128] Calculation of the signal level distribution V(y) and the optimal threshold level for correctly determining the size of damage for a different number of broken cables and the location of the SMP at a distance h ₄ =4t from the plane of the cables is shown in the graphs of Fig. 11B - Fig. 11G (broken cables are indicated in red). The optimal threshold level is the level at which the width of the signal across the tape at the threshold level, divided by the cable pitch t, gives the number of actually damaged cables (1011) or, in other words, the signal width in units of cable pitch is equal to the number of broken cables. From the above calculations it is clear that the absolute value of the threshold level P _cable for determining the size of the damage is in a wide range of values, depending on the number of broken cables: 153 mV for 1 broken cable, 489 mV for 5 broken cables and 620 mV for 30 broken cables (the absolute values of the signal are arbitrary, since all calculations are made accurate to the proportionality coefficient C in the formula for V(y)).

[0129] В результате моделирования было установлено, что оптимальный уровень порога в процентном выражении от максимального значения сигнала в области повреждения имеет определенную зависимость от количества оборванных тросов, в частности, при большом количестве оборванных тросов в повреждении уровень оптимального порога стремится к 50% от максимального значения сигнала, а при малом количестве оборванных тросов в повреждении стремится в область значений близкую к 100%. На Фиг. 12 представлена диаграмма расчета оптимального уровня порога в % от максимального значения сигнала в области повреждения для примера с расположением СМП (121) на расстоянии h₄=4t от плоскости тросов в зависимости от количества оборванных тросов в повреждении. Таким образом, для поиска оптимального уровня порога может быть использован подход относительного уровня порога в % от максимального значения сигнала в области повреждения.[0129] As a result of the simulation, it was found that the optimal threshold level as a percentage of the maximum signal value in the damage area has a certain dependence on the number of broken cables, in particular, with a large number of broken cables in the damage, the optimal threshold level tends to 50% of the maximum signal values, and with a small number of broken cables in the fault, it tends to a range of values close to 100%. In FIG. Figure 12 shows a diagram for calculating the optimal threshold level in % of the maximum signal value in the damage area for an example with the location of the SMP (121) at a distance h ₄ =4t from the plane of the cables, depending on the number of broken cables in the damage. Thus, to find the optimal threshold level, the approach of the relative threshold level as a % of the maximum signal value in the damaged area can be used.

[0130] В качестве примера, рассмотрим несколько вариантов определения оптимального порогового значения П_трос.[0130] As an example, consider several options for determining the optimal threshold value P _rope .

[0131] Вариант №1[0131] Option No. 1

В качестве варианта определения оптимального уровня порога можно взять среднее значение максимального и минимального % на всем множестве повреждений от 1 (одного) оборванного троса и более, что для примера с расстоянием h₄=4t составит 74%=(50%+98%)/2.As an option for determining the optimal threshold level, you can take the average value of the maximum and minimum % over the entire set of damages from 1 (one) broken cable or more, which for the example with a distance h ₄ =4t will be 74%=(50%+98%)/ 2.

[0132] Вариант №2[0132] Option No. 2

Имея возможность смоделировать сигнал от повреждения с любым количеством оборванных тросов, можно численными итерационными методами решить задачу поиска оптимального порогового уровня в % (процентах), при котором ошибка в определении количества оборванных тросов будет минимизирована на всем множестве повреждений от 1 до N оборванных тросов. В данном примере в качестве первой итерации можно взять уровень порога равный 74%, принятый в варианте №1.Having the ability to simulate a signal from a damage with any number of broken cables, it is possible to use numerical iterative methods to solve the problem of finding the optimal threshold level in % (percentage), at which the error in determining the number of broken cables will be minimized over the entire set of damages from 1 to N broken cables. In this example, as the first iteration, you can take the threshold level equal to 74%, adopted in option No. 1.

[0133] Вариант №3[0133] Option No. 3

Использовать дифференцированные уровни порога для нескольких классов повреждений, например, все повреждения разбиваются на три класса: мелкое повреждение - несколько оборванных тросов, крупное повреждение - большое количество оборванных тросов и среднее повреждение - промежуточное количество оборванных тросов.Use differentiated threshold levels for several classes of damage, for example, all damage is divided into three classes: minor damage - several broken cables, major damage - a large number of broken cables and medium damage - an intermediate number of broken cables.

[0134] При этом, в вычислительном блоке (140) устанавливается уровень порогового значения для отсечения фона П_фон, ниже которого никакие сигналы не рассматриваются. Это делается для того, чтобы отфильтровать сигналы, регистрируемые сканером (120), от частичного (sub) повреждения троса (повреждены только отдельные жилы/пряди в тросе) и всякого рода шумовые артефакты.[0134] In this case, in the computing unit (140) a threshold value level for background cut-off P _background is set, below which no signals are considered. This is done in order to filter the signals recorded by the scanner (120) from partial (sub) damage to the cable (only individual cores/strands in the cable are damaged) and all kinds of noise artifacts.

[0135] Оценка уровня порогового значения для отсечения фона П_фон.[0135] Estimation of the threshold level for background cutoff P _background .

[0136] В настоящем решении оценка уровня порогового значения для отсечения фона П_фон может быть сделана исходя из того, что сигналы ниже порогового уровня для минимального повреждения (один оборванный трос), не имеет смысла рассматривать, в данном примере для варианта №1 оптимальное пороговое значение составляет 74% от максимума сигнала от одного оборванного троса V_maxN=1, т.е.:[0136] In the present solution, the assessment of the level of the threshold value for cutting off the background P _background can be made based on the fact that the signals are below the threshold level for minimal damage (one broken cable), it does not make sense to consider; in this example, for option No. 1, the optimal threshold the value is 74% of the maximum signal from one broken cable V _maxN=1 , i.e.:

[0137] Кроме того, можно рассчитать соотношение максимумов сигнала для одного оборванного троса V_{max N=1} и большого количества оборванных тросов V_{max N>>1} (V_{max N>>1} асимптотически стремится к насыщению при росте количества оборванных тросов N) - фактически это максимальный сигнал в стыковом соединении V_{max стык}, где количество технологически оборванных тросов достигает максимума в ленте. В представленном примере за V_{max стык}=V_{max N>>1} можно принять максимум сигнала от 30-ти оборванных тросов V_{max N=30}, тогда:[0137] In addition, it is possible to calculate the ratio of the signal maxima for one broken cable V _{max N=1} and a large number of broken cables V _{max N>>1} (V _{max N>>1} asymptotically tends to saturation as the number of broken cables N increases) - in fact, this is the maximum signal in the butt joint V _{max joint} , where the number of technologically broken cables reaches a maximum in the tape. In the presented example, the maximum signal from 30 broken _cables V max _{N=30 can be taken as V max joint =V max N >>1} , then:

Подставляя в выражение для уровня порогового значения для отсечения фона П_фон, получается:Substituting _{P background} into the expression for the level of the threshold value for background cut-off, we get:

Данный расчет показывает, что уровень порогового значения для отсечения фона П_фон на порядок ниже максимального уровня сигнала в стыковом соединении. Так что, в качестве первого приближения, для выбора уровня порогового значения П_фон можно брать максимальное значение сигнала в стыковом соединении, заниженное на порядок.This calculation shows that the level of the threshold value for cutting off background P _background is an order of magnitude lower than the maximum signal level in the butt joint. So, as a first approximation, to select the level of the threshold value P _background , you can take the maximum signal value in the butt joint, which is underestimated by an order of magnitude.

[0138] Пороговые значения сигналов используемые для анализа магнитограммы ленты (100), полученной с помощью сканера (120), позволяют более точно и эффективно регистрировать возникающие повреждения, а также точно определять стыковые соединения, за счет того, что при определении размеров повреждения тросов и состояния стыковых соединений с помощью вычислительного блока (140) выполняется сравнение получаемых магнитограмм с одним или несколькими пороговыми значением сигнала П_трос, установленного для анализа тросов, а также с одним или несколькими пороговыми значениями сигнала П_стык для анализа стыковых соединений, при этом П_стык≥П_трос≥П_фон.[0138] The threshold signal values used to analyze the magnetogram of the tape (100), obtained using the scanner (120), make it possible to more accurately and efficiently record emerging damage, as well as accurately determine butt joints, due to the fact that when determining the size of damage to cables and state of butt joints, using the computing unit (140), the resulting magnetograms are compared with one or more threshold values of the signal P _rope set for analysis of cables, as well as with one or more threshold values of the signal P _joint for analysis of butt joints, while P _joint ≥ P _rope ≥P _background .

[0139] Рассмотрим далее пример разделения повреждений тросов на группы (классы) в зависимости от количества оборванных тросов. Разделение может происходить, например, с помощью выделения трех групп, с максимально равным «разбросом» в процентах внутри группы, как показано на Фиг. 13, в данном случае «разброс» в каждой группе приблизительно по ~13%.[0139] Let us next consider an example of dividing cable damage into groups (classes) depending on the number of broken cables. The separation can occur, for example, by identifying three groups, with as much as possible equal percentage spread within the group, as shown in FIG. 13, in this case the “scatter” in each group is approximately ~13%.

1-я группа (мелкие повреждения): 1-3 оборванных троса;1st group (minor damage): 1-3 broken cables;

2-я группа (средние повреждения): 4-7 оборванных тросов;2nd group (medium damage): 4-7 broken cables;

3-я группа (крупные повреждения): 8 и более оборванных тросов.Group 3 (major damage): 8 or more broken cables.

[0140] Для каждой группы определяется значение порога П_трос в процентном соотношении от максимума сигнала. Величину процента для каждой группы можно определить, например, как среднее арифметическое максимального и минимального значения в группе:[0140] For each group, the value of the threshold P _rope is determined as a percentage of the maximum signal. The percentage value for each group can be determined, for example, as the arithmetic mean of the maximum and minimum values in the group:

92% - для мелких повреждений (обрыв 1-3 троса);92% - for minor damage (broken 1-3 cables);

73% - для средних повреждений (обрыв 4-7 тросов);73% - for medium damage (breakage of 4-7 cables);

57% - для крупных повреждений (обрыв 8 и более тросов).57% - for major damage (breakage of 8 or more cables).

Возможны и другие способы определения значения порога П_трос в процентном соотношении для каждой группы, например, как среднее арифметическое всех значений в группе или может быть определено численными итерационными методами поиска оптимального порогового уровня в процентном соотношении для каждой группы, при котором ошибка в определении количества оборванных тросов в повреждении будет минимизирована на всем множестве повреждений в данной группе, в качестве первой итерации можно взять уровень порога в процентном соотношении определенный, как среднее арифметическое максимального и минимального значения в группе или всех значений в группе.Other ways of determining the value of the threshold P _cable as a percentage for each group are possible, for example, as the arithmetic mean of all values in the group, or it can be determined by numerical iterative methods for finding the optimal threshold level as a percentage for each group, at which the error in determining the number of broken cables in damage will be minimized over the entire set of damage in a given group, as the first iteration you can take the threshold level as a percentage determined as the arithmetic average of the maximum and minimum values in the group or all values in the group.

[0141] Алгоритм применения дифференцированных порогов П_трос может представлять собой метод последовательных итераций, рассмотрим вариант алгоритма на примере, описываемом выше: сначала для всех повреждений используется самый низкий процентный порог 57%, если расчетное количество оборванных тросов в повреждении с данным порогом получается восемь или более, то это количество оборванных тросов принимается, если же количество тросов меньше восьми, то порог повышается до следующего уровня 73%, если после этого расчетное количество оборванных тросов окажется в диапазоне 4-7 тросов, то это количество принимается, если же расчетное количество оборванных тросов будет меньше, то применяется следующий уровень порог 92% и принимается количество оборванных торосов при этом пороге. Алгоритм может применяться и в обратном направлении, начиная с самого высокого процентного порога 92% и далее уменьшаясь поэтапно до 73% и 57% соответственно. Возможно применение комбинации вышеописанных алгоритмов, например, каждое повреждение анализируется обоими алгоритмами на повышение процентного порога (57% -> 73% -> 92%) и на понижение процентного порога (92% -> 73% -> 57%) и в качестве количества поврежденных (оборванных) тросов в повреждении берется среднее арифметическое количества поврежденных тросов, полученное от исполнения каждого из двух алгоритмов.[0141] The algorithm for applying differentiated thresholds P _cable can be a method of successive iterations; consider a variant of the algorithm using the example described above: first, the lowest percentage threshold of 57% is used for all damages, if the estimated number of broken cables in a damage with this threshold is eight or more, then this number of broken cables is accepted, if the number of cables is less than eight, then the threshold is increased to the next level of 73%, if after this the estimated number of broken cables is in the range of 4-7 cables, then this number is accepted, if the estimated number of broken cables there will be fewer cables, then the next level threshold of 92% is applied and the number of broken hummocks at this threshold is accepted. The algorithm can also be applied in the opposite direction, starting from the highest percentage threshold of 92% and then decreasing in stages to 73% and 57%, respectively. It is possible to use a combination of the above algorithms, for example, each damage is analyzed by both algorithms to increase the percentage threshold (57% -> 73% -> 92%) and to decrease the percentage threshold (92% -> 73% -> 57%) and as a quantity damaged (broken) cables in damage, the arithmetic average of the number of damaged cables obtained from the execution of each of the two algorithms is taken.

[0142] Установка порогового значения П_трос может выполняться автоматически для каждого повреждения тросов на уровне, соответствующем определенной процентной доли от максимального значения сигнала от данного повреждения тросов. Указанная процентная доля может определяться автоматически, например, на основании расстояния СМП от плоскости тросов h₄ в единицах шага тросов t, исходя из расстояния h₃ от сканера (120) до поверхности транспортерной ленты (100) и параметров конструкции транспортерной ленты (100) - t, d_тр, h₁, h₂ (таблица 2). При этом установка порогового значения может выполняться автоматически дифференцировано для нескольких классов повреждений с разным количеством оборванных тросов.[0142] Setting the P _cable threshold may be performed automatically for each cable fault at a level corresponding to a certain percentage of the maximum signal value for that cable fault. The specified percentage can be determined automatically, for example, based on the distance of the SMP from the plane of the cables h ₄ in units of cable pitch t, based on the distance h ₃ from the scanner (120) to the surface of the conveyor belt (100) and the design parameters of the conveyor belt (100) - t, _dtr , h ₁ , h ₂ (Table 2). In this case, the threshold value can be set automatically in a differentiated manner for several classes of damage with different numbers of broken cables.

[0143] Стыковые соединения ввиду большего количества открытых (технологически оборванных) тросов имеют наибольшую величину сигнала и площадь изображения в пикселях в сравнении с областью повреждения тросов. Поэтому, для определения только стыковых соединений используются более высокие пороговые значения по величине сигнала и количеству пикселей, так что повреждения тросов отфильтровываются (отбрасываются). После того, как все стыковые соединения определены используется вышеописанная система калибровки для корректного определения количества оборванных тросов в местах повреждений.[0143] Butt joints, due to the larger number of open (technologically broken) cables, have the largest signal magnitude and image area in pixels compared to the area of cable damage. Therefore, to detect only butt joints, higher signal strength and pixel count thresholds are used so that cable faults are filtered out (discarded). After all butt joints have been determined, the calibration system described above is used to correctly determine the number of broken cables in places of damage.

[0144] При магнитном картировании навески транспортерной ленты на конвейере система сначала регистрирует все стыковые соединения и их взаимное расположение и при повторном обращении ленты на конвейере определяет повторяющиеся стыки (повторение паттерна взаимного расположения стыков), что позволяет системе определить все стыковые соединения без повтора и полную длину навески транспортерной ленты на конвейере. Стыковые соединения на магнитограмме транспортерной ленты используются, как точки отсчета (система координат) для определения положений повреждений ленты в продольном направлении вдоль ленты (координата ось X). Каждое повреждение имеет продольную координату от первого стыка и/или от ведущего и/или замыкающего стыкового соединения участка ленты, где находится повреждение или от любого другого стыкового соединения или от места на ленте, расположенном на заданном расстоянии от выбранного стыкового соединения. Первым стыковым соединением считается ведущее или замыкающее стыковое соединение участка ленты с заданным порядковым номером ранжирования участков по длине, где первый участок имеет наименьшую длину, а последующие участки - большую длину относительно предыдущего, при этом стыковое соединение участка ленты с заданным порядковым номером, расположенное первым по ходу ленты является ведущим, а второе - замыкающим или первое стыковое соединение задается вручную. Для работы на конвейере лента состыковывается в бесконечное кольцо из отдельных кусков (участков) ленты, поэтому каждый участок ленты имеет два стыковых соединения на его концах, стыковое соединение являющееся первым по ходу ленты называется ведущим, а второе стыковое соединение по ходу ленты - замыкающим.[0144] When magnetically mapping a conveyor belt load on a conveyor, the system first registers all butt joints and their relative positions, and when the belt is recirculated on the conveyor, it determines repeating joints (repetition of the pattern of relative positions of joints), which allows the system to determine all butt joints without repetition and complete length of the conveyor belt mounted on the conveyor. The butt joints on the conveyor belt magnetogram are used as reference points (coordinate system) to determine the positions of belt damage in the longitudinal direction along the belt (X-axis coordinate). Each damage has a longitudinal coordinate from the first joint and/or from the leading and/or trailing butt joint of the section of the tape where the damage is located or from any other butt joint or from a place on the tape located at a given distance from the selected butt joint. The first butt joint is considered to be the leading or trailing butt joint of a section of tape with a given serial number of ranking sections by length, where the first section has the shortest length, and subsequent sections have a greater length relative to the previous one, while the butt joint of a section of tape with a given serial number, located first along in the tape run is the leading one, and the second one is the trailing one, or the first butt joint is set manually. To work on a conveyor, the belt is joined into an endless ring of separate pieces (sections) of the belt, so each section of the belt has two butt joints at its ends, the first butt joint along the belt is called leading, and the second butt joint along the belt is called trailing.

[0145] Также на транспортерной ленте может дополнительно быть установлена метка, например, визуальная, магнитная, радиочастотная (RFID, NFC и т.п.) или иного типа, которая применяется для подтверждения регистрации полного оборота транспортерной ленты на конвейере в процессе сканирования, получения полной длины навески и точки отсчета продольной координаты вдоль ленты. Это позволяет получить данные полной длины ленты, с изображением всех стыковых соединений и повреждений тросов на ленте с указанием продольной координаты вдоль ленты. При этом участкам ленты (100) могут присваиваться порядковые номера от самого короткого по длине до большего с учетом увеличения их длины. Порядковые номера могут применяться для ранжирования участков R₁-R₃ ленты (100) по длине, как показано на Фиг. 14.[0145] Also, a tag can be additionally installed on the conveyor belt, for example, visual, magnetic, radio frequency (RFID, NFC, etc.) or another type, which is used to confirm the registration of a complete turn of the conveyor belt on the conveyor during the scanning, receiving the full length of the hitch and the reference point of the longitudinal coordinate along the tape. This allows you to obtain data on the full length of the tape, with an image of all butt joints and damage to the cables on the tape, indicating the longitudinal coordinate along the tape. In this case, sections of the tape (100) can be assigned serial numbers from the shortest in length to the longest, taking into account the increase in their length. Sequence numbers may be used to rank the sections R ₁ -R ₃ of the tape (100) by length, as shown in FIG. 14.

[0146] При анализе получаемых магнитограмм вычислительным блоком (140) выполняется определение площади повреждения тросов и площади полюсных линий ступени стыковых соединений на основании пороговых значений П_трос И П_стык, установленных для СМП (121). При этом применяется пороговый уровень площади S_трос для определения повреждений тросов и пороговый уровень площади S_стык для определения полюсных линий ступени в стыковом соединении и самого стыкового соединения из них состоящего, при этом S_стык больше S_трос. S_cтык и S_трос могут определяться количеством пикселей на магнитограмме. Для выбора S_стык и S_трос можно произвести предварительный анализ магнитограммы. Например, принимая пороговое значение П_стык на уровне 50% максимума сигнала в стыковом соединении, с последующим расчетом площади полюсных линий ступени стыкового соединения для этого порогового значения П_стык, при этом величина порогового значения S_стык принимается равной половине этой площади. При необходимости, значение П_стык и S_стык можно увеличить/уменьшить, чтобы регистрировались все имеющиеся в ленте стыковые соединения и ничего больше. Для выбора S_трос можно использовать, например, калибровочный образец транспортерной ленты с одним оборванным тросом. Для данного калибровочного образца подбирается такое пороговое значении П_трос при котором, система определяет, что количество оборванных тросов составляет всего один трос. Далее система определяет площадь повреждения одного троса для подобранного порогового значения П_трос Значение S_трос принимается равным половине этой площади. При необходимости значение П_трос и S_трос можно увеличить/уменьшить, чтобы соответственно избежать регистрации частичного повреждения троса и шумовых артефактов/утраты регистрации единичного обрыва троса.[0146] When analyzing the obtained magnetograms, the computing unit (140) determines the area of damage to the cables and the area of the pole lines of the butt joint stage based on the threshold values P _cable I P _joint set for the SMP (121). In this case, a threshold level of the area S _cable is used to determine damage to the cables and a threshold level of the area S _{joint is} used to determine the pole lines of the step in the butt joint and the butt joint itself consisting of them, while the S _{joint is} greater than S _cable. S _joint and S _cable can be determined by the number of pixels on the magnetogram. To select the S _joint and S _cable, you can perform a preliminary analysis of the magnetogram. For example, taking the threshold value P _joint at the level of 50% of the maximum signal in the butt joint, followed by calculating the area of the pole lines of the butt joint stage for this threshold value P _joint , and the value of the threshold value S _joint is taken equal to half of this area. If necessary, the value of P _joint and S _joint can be increased/decreased so that all butt joints present in the tape are recorded and nothing more. To select the S _cable, you can use, for example, a calibration sample of a conveyor belt with one broken cable. For a given calibration sample, a threshold value P _cable is selected at which the system determines that the number of broken cables is only one cable. Next, the system determines the damage area of one cable for the selected threshold value P _cable The value S _cable is taken equal to half of this area. If necessary, the value of P _cable and S _cable can be increased/decreased in order to respectively avoid recording partial damage to the cable and noise artifacts/loss of registration of a single cable break.

[0147] Используя вышеуказанные данные при обработке поступающих от сканера (120) сигналов факт регистрации полюсных линий ступени в стыковом соединении и самого стыкового соединения из них состоящего на магнитограмме устанавливается в случае равенства или превышения сигналом порогового значения П_стык и равенства или превышения площади магнитной аномалии, определенной на основании П_стык, величины S_стык. Регистрация факта повреждений тросов на магнитограмме устанавливается вычислительным блоком (140) в случае выполнения всех следующих условий: равенства или превышение сигналом порогового значения П_трос, равенство или превышение площади магнитной аномалии, определенной на основании П_трос, величины S_трос и при условии, что данная магнитная аномалия не зарегистрирована как полюсная линия ступени в стыковом соединении. Магнитные аномалии, для которых получаемый уровень П_трос ниже П_фон, не рассматриваются, т.к. характеризуют фоновые артефакты.[0147] Using the above data when processing signals received from the scanner (120), the fact of registration of the pole lines of the stage in the butt joint and the butt joint itself consisting of them on the magnetogram is established if the signal is equal to or exceeds the threshold value P _joint and equal to or exceeds the area of the magnetic anomaly , determined on the basis of P _joint , the value of S _joint . Registration of the fact of damage to the cables on the magnetogram is established by the computing unit (140) if all the following conditions are met: equality or excess of the signal threshold value P _cable , equality or excess of the area of the magnetic anomaly determined on the basis of P _cable , the value of S _cable and provided that this the magnetic anomaly is not registered as the pole line of the step in the butt joint. Magnetic anomalies for which the resulting level P _cable is lower than P _background are not considered, because characterize background artifacts.

[0148] В одном из частных примеров реализации вычислительный блок (140) связан с системой управления ленточным конвейером, что позволяет осуществлять автоматическую остановку конвейера в случае возникновения критических повреждений. Подключение вычислительного блока (140) к такого рода системе может осуществляться через релейные выходы, по протоколу Modbus или сетям Profibus, Profinet или сетям иного типа.[0148] In one particular implementation example, the computing unit (140) is connected to a belt conveyor control system, which allows automatic shutdown of the conveyor in the event of critical damage. The connection of the computing unit (140) to this kind of system can be carried out via relay outputs, via the Modbus protocol or Profibus, Profinet or other types of networks.

[0149] Остановка конвейера осуществляется с помощью формирования сигнала вычислительным блоком (140), который передается в систему управления конвейером. Такой сигнал может формироваться в случае превышения заданного критического уровня повреждения тросов, который характеризуется одним или несколькими параметрами, такими как:[0149] The conveyor is stopped by generating a signal by the computing unit (140), which is transmitted to the conveyor control system. Such a signal can be generated if a given critical level of cable damage is exceeded, which is characterized by one or more parameters, such as:

- размер повреждения, измеряемый количеством оборванных тросов или их процентной долей от общего количества тросов в ленте;- the size of the damage, measured by the number of broken cables or their percentage of the total number of cables in the belt;

- общее количество оборванных тросов от всех зафиксированных повреждений на участке ленты заданной длины или их процентная доля от общего количества тросов в ленте.- the total number of broken cables from all recorded damage on a section of a belt of a given length or their percentage of the total number of cables in the belt.

[0150] Также, остановка конвейера может осуществляться при заданном изменении значения параметра состояния стыкового соединения относительно заданного порогового значения для по меньшей мере одного параметра выбираемого из группы: длина стыкового соединения, угол наклона полюсных линий ступени в стыковом соединении, степень линейности полюсных линий ступени в стыковом соединении, расстояние между разными полюсными линиями ступени стыкового соединения, площадь полюсных линий ступени стыкового соединения, площадь стыкового соединения.[0150] Also, the conveyor can be stopped upon a given change in the value of the butt joint state parameter relative to a given threshold value for at least one parameter selected from the group: length of the butt joint, angle of inclination of the pole lines of the step in the butt joint, degree of linearity of the pole lines of the step in butt joint, the distance between different pole lines of the butt joint step, the area of the pole lines of the butt joint step, the area of the butt joint.

[0151] Заявленная система (10) и принцип ее работы не только определяет повреждения и стыковые соединения в ленте (100), но и позволяет выставить (выгнать) их в определенное место конвейера для детального осмотра и проведения ремонтных работ. Для этих целей в вычислительном блоке (140) предусмотрена опция, отслеживания положения сканера (120) относительно движущейся ленты в режиме реального времени (on-line), что также может отображаться на экране внешнего устройства (150), позволяя видеть положение сканера (120) на магнитограмме ленты с указанием продольной координаты вдоль ленты.[0151] The claimed system (10) and the principle of its operation not only determines damage and butt joints in the belt (100), but also allows them to be placed (driven out) to a certain place on the conveyor for detailed inspection and repair work. For these purposes, the computing unit (140) provides an option to track the position of the scanner (120) relative to the moving belt in real time (on-line), which can also be displayed on the screen of an external device (150), allowing you to see the position of the scanner (120) on the tape magnetogram indicating the longitudinal coordinate along the tape.

[0152] Отображение в GUI устройства (150) магнитограммы может выполняться в интерактивном режиме, позволяя выбирать интересующие повреждения и отслеживать их (например, с помощью простановки флага в программе), так, чтобы за определенное количество метров до подхода выбранного повреждения к месторасположению сканера (120) или иному месту конвейера на определенном удалении от сканера сработал оповещающий сигнал и оператор конвейера мог дать команду на его остановку.[0152] The display of a magnetogram in the GUI of the device (150) can be performed interactively, allowing you to select the damage of interest and track it (for example, by setting a flag in the program), so that a certain number of meters before the selected damage approaches the location of the scanner ( 120) or another place on the conveyor at a certain distance from the scanner, an alert signal was triggered and the conveyor operator could give a command to stop it.

[0153] При этом, как указывалось выше, если система стационарная, она может быть подключена к системе управления конвейером через релейные выходы или по протоколам Modbus или сетям Profibus, Profinet или сетям иного типа, что позволяет остановить конвейер в автоматическом режиме без оператора конвейера так, чтобы повреждение ленты или стыковое соединение оказалось на заданном расстоянии от сканера в определенном месте проведения инспекции и/или ремонта.[0153] In this case, as mentioned above, if the system is stationary, it can be connected to the conveyor control system via relay outputs or via Modbus protocols or Profibus, Profinet networks or other types of networks, which allows you to stop the conveyor in automatic mode without a conveyor operator so so that the tape failure or butt joint is within a specified distance from the scanner at a specific location for inspection and/or repair.

[0154] На Фиг. 15 представлен общий пример вычислительного блока (устройства) (400), например, вычислительный блок (вычислительный модуль), компьютер, сервер, ноутбук, смартфон, SoC (System-on-a-Chip/Система на кристалле) и т.п., которое может применяться для полной или частичной реализации заявленного решения, в частности, для реализации устройств (140, 150). В общем случае устройство (400) содержит такие компоненты, как: один или более процессоров (401), по меньшей мере одну оперативную память (402), средство постоянного хранения данных (403), интерфейсы ввода/вывода (404) включая релейные выходы для соединения с контроллерами управления движения ленточного конвейера, средство В/В (405), средства сетевого взаимодействия (406).[0154] In FIG. 15 shows a general example of a computing unit (device) (400), such as a computing unit (computing unit), computer, server, laptop, smartphone, SoC (System-on-a-Chip), etc. which can be used for full or partial implementation of the claimed solution, in particular, for the implementation of devices (140, 150). In general, the device (400) includes components such as: one or more processors (401), at least one random access memory (402), persistent data storage (403), input/output interfaces (404) including relay outputs for connections with conveyor belt motion control controllers, I/O means (405), network interaction means (406).

[0155] Процессор (401) устройства выполняет основные вычислительные операции, необходимые для функционирования устройства (400) или функционала одного или более его компонентов. Процессор (401) исполняет необходимые машиночитаемые команды, содержащиеся в оперативной памяти (402).[0155] The device processor (401) performs basic computing operations necessary for the operation of the device (400) or the functionality of one or more components thereof. The processor (401) executes the necessary machine-readable instructions contained in the RAM (402).

[0156] Память (402), как правило, выполнена в виде ОЗУ и содержит необходимую программную логику, обеспечивающую требуемый функционал. Средство хранения данных (403) может выполняться в виде HDD, SSD дисков, рейд массива, сетевого хранилища, флэш-памяти, оптических накопителей информации (CD, DVD, MD, Blue-Ray дисков) и т.п. Средство (403) позволяет выполнять долгосрочное хранение различного вида информации, например, запись магнитограмм, истории обработки запросов (логов), идентификаторов пользователей, данные камер, изображения и т.п.[0156] The memory (402) is typically in the form of RAM and contains the necessary software logic to provide the required functionality. The data storage medium (403) can be in the form of HDD, SSD drives, raid array, network storage, flash memory, optical storage devices (CD, DVD, MD, Blue-Ray disks), etc. The tool (403) allows long-term storage of various types of information, for example, recording magnetograms, request processing history (logs), user IDs, camera data, images, etc.

[0157] Интерфейсы (404) представляют собой стандартные средства для подключения и работы с вычислительными устройствами. Интерфейсы (404) могут представлять, например, релейные соединения, USB, RS232/422/485 или другие, RJ45, LPT, UART, СОМ, HDMI, PS/2, Lightning, Fire Wire и т.п. для работы, в том числе, по протоколам Modbus и сетям Probfibus, Profinet или сетям иного типа. Выбор интерфейсов (404) зависит от конкретного исполнения устройства (400), которое может представлять собой, вычислительный блок (вычислительный модуль), например на базе ЦПУ (одного или нескольких процессоров), микроконтроллера и т.п., персональный компьютер, мейнфрейм, серверный кластер, тонкий клиент, смартфон, ноутбук и т.п., а также подключаемых сторонних устройств.[0157] Interfaces (404) are standard means for connecting and operating with computing devices. The interfaces (404) may be, for example, relay connections, USB, RS232/422/485 or others, RJ45, LPT, UART, COM, HDMI, PS/2, Lightning, Fire Wire, etc. for operation, including via Modbus protocols and Probfibus, Profinet networks or other types of networks. The choice of interfaces (404) depends on the specific design of the device (400), which can be a computing unit (computing module), for example, based on a CPU (one or more processors), a microcontroller, etc., a personal computer, a mainframe, a server cluster, thin client, smartphone, laptop, etc., as well as connected third-party devices.

[0158] В качестве средств В/В данных (405) может использоваться: клавиатура, джойстик, дисплей (сенсорный дисплей), проектор, тачпад, манипулятор мышь, трекбол, световое перо, динамики, микрофон и т.п.[0158] The following can be used as data I/O means (405): a keyboard, a joystick, a display (touch display), a projector, a touchpad, a mouse, a trackball, a light pen, speakers, a microphone, etc.

[0159] Средства сетевого взаимодействия (406) выбираются из устройства, обеспечивающего сетевой прием и передачу данных, например, Ethernet карту, WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль, GSM модем, и т.п. С помощью средства (406) обеспечивается организация обмена данными по проводному или беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), Интранет, Интернет, WLAN, WMAN или GSM, квантовый (оптоволоконный) канал передачи данных, спутниковая связь и т.п. Компоненты устройства (400), как правило, сопряжены посредством общей шины передачи данных.[0159] Network communication means (406) are selected from a device providing network reception and transmission of data, for example, an Ethernet card, WLAN/Wi-Fi module, Bluetooth module, BLE module, NFC module, IrDa, RFID module, GSM modem, and etc. Using the means (406), the organization of data exchange is ensured via a wired or wireless data transmission channel, for example, WAN, PAN, LAN (LAN), Intranet, Internet, WLAN, WMAN or GSM, quantum (fiber optic) data transmission channel, satellite communications and etc. The components of the device (400) are typically interfaced via a common data bus.

[0160] В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.[0160] In these application materials, a preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution has been presented, which should not be used as limiting other, private embodiments of its implementation, which do not go beyond the scope of the requested scope of legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.

Claims (57)

1. Система сканирования состояния тросовой транспортерной ленты ленточного конвейера, содержащая:1. A system for scanning the condition of a cable conveyor belt of a belt conveyor, containing: по меньшей мере один магнит, расположенный поперек транспортерной ленты и обеспечивающий намагничивание тросов транспортерной ленты;at least one magnet located across the conveyor belt and providing magnetization of the conveyor belt cables; по меньшей мере один многоканальный сканер, содержащий группу сенсоров магнитного поля (СМП) и обеспечивающий сканирование транспортерной ленты для получения магнитограмм, отображающих сигналы от магнитного поля рассеяния (МПР) в области стыковых соединений и повреждений тросов;at least one multi-channel scanner containing a group of magnetic field sensors (MFS) and providing scanning of the conveyor belt to obtain magnetograms displaying signals from the magnetic stray field (MSF) in the area of butt joints and cable damage; вычислительный блок, принимающий сигналы со сканера и выполняющий:a computing unit that receives signals from the scanner and performs: a) обработку получаемых магнитограмм для определения размера повреждения тросов и/или состояния стыковых соединений в транспортерной ленте, при этом состояние стыковых соединений характеризуется по меньшей мере их длинной, при этом при определении размеров повреждения тросов и/или состояния стыковых соединений с помощью вычислительного блока получаемые магнитограммы сравниваются по меньшей мере с одним пороговым значением сигнала П_трос, установленного для анализа тросов, и по меньшей мере с одним пороговым значением сигнала П_стык для анализа стыковых соединений, и вычислительный блок выполнен с возможностью отсечения сигналов, регистрируемых СМП, уровень которых менее порогового значения для отсечения фона П_фон;a) processing the resulting magnetograms to determine the size of the damage to the cables and/or the state of the butt joints in the conveyor belt, while the state of the butt joints is characterized by at least their length, and when determining the size of the damage to the cables and/or the state of the butt joints using a computing unit, the resulting The magnetograms are compared with at least one threshold value of the signal P _rope set for analysis of cables, and with at least one threshold value of the signal P _joint for analysis of butt joints, and the computing unit is configured to cut off signals recorded by the SMP, the level of which is less than the threshold values for background clipping P _background ; b) определение продольных и/или поперечных координат повреждений тросов и/или продольных координат расположения стыковых соединений;b) determination of longitudinal and/or transverse coordinates of cable damage and/or longitudinal coordinates of the location of butt joints; c) передачу данных обработки магнитограмм, полученных на этапе а) и b) на внешнее устройство.c) transferring the magnetogram processing data obtained at stages a) and b) to an external device. 2. Система по п. 1, в которой сканер располагается на расстоянии от поверхности ленты не более 1000 мм.2. The system according to claim 1, in which the scanner is located at a distance from the surface of the tape of no more than 1000 mm. 3. Система по п. 1, в которой группа СМП расположена в один ряд или по меньшей мере в два ряда.3. The system according to claim 1, in which the group of SMPs is located in one row or at least two rows. 4. Система по п. 3, в которой ряды СМП располагаются в шахматном порядке.4. The system according to claim 3, in which the rows of SMP are arranged in a checkerboard pattern. 5. Система по п. 1, в которой СМП регистрируют по меньшей мере одну компоненту МПР, выбираемую из группы: продольная В_х, поперечная В_у или перпендикулярная B_z.5. The system according to claim 1, in which the MPR registers at least one MPR component selected from the group: longitudinal B _x , transverse B _y or perpendicular B _z . 6. Система по п. 1, в которой сканер содержит концентраторы магнитного потока, которые обеспечивают пассивное магнитное усиление и увеличение выходной чувствительности СМП без увеличения его собственных электрических шумов.6. The system according to claim 1, in which the scanner contains magnetic flux concentrators, which provide passive magnetic amplification and an increase in the output sensitivity of the SMP without increasing its own electrical noise. 7. Система по п. 6, в которой концентраторы выполняются интегрированными в СМП.7. The system according to claim 6, in which the concentrators are integrated into the SMP. 8. Система по п. 6, в которой концентраторы магнитного потока выполняются стержневыми или плоскими.8. The system according to claim 6, in which the magnetic flux concentrators are rod or flat. 9. Система по п. 1, в которой поперечная координата по ширине ленты отсчитывается от борта или центра транспортерной ленты.9. The system according to claim 1, in which the transverse coordinate along the width of the belt is measured from the side or center of the conveyor belt. 10. Система по п. 1, в которой над сканером устанавливается экран, обеспечивающий защиту от сторонних магнитных полей.10. The system according to claim 1, in which a screen is installed above the scanner, providing protection from third-party magnetic fields. 11. Система по п. 1, в которой магнит является постоянным магнитом или электромагнитом.11. The system according to claim 1, in which the magnet is a permanent magnet or an electromagnet. 12. Система по п. 1, в которой магнит располагается на расстоянии от поверхности ленты не более 1000 мм.12. The system according to claim 1, in which the magnet is located at a distance from the surface of the tape of no more than 1000 mm. 13. Система по п. 1, в которой магнитная ось магнита перпендикулярна поверхности ленты.13. The system according to claim 1, in which the magnetic axis of the magnet is perpendicular to the surface of the tape. 14. Система по п. 1, в которой сканер располагается после магнита по ходу транспортерной ленты.14. The system according to claim 1, in which the scanner is located after the magnet along the conveyor belt. 15. Система по п. 1, которая дополнительно содержит счетчик метража ленты, формирующий сигналы, передаваемые в вычислительный блок, характеризующие продольный метраж транспортерной ленты.15. The system according to claim 1, which additionally contains a belt footage counter that generates signals transmitted to the computing unit, characterizing the longitudinal footage of the conveyor belt. 16. Система по п. 15, в которой счетчик метража ленты выполнен на базе бесконтактного тахометра или проксиметра, установленного на барабане или ролике конвейера, или энкодера с колесом, контактирующим с движущейся лентой.16. The system according to claim 15, in which the belt meter counter is made on the basis of a non-contact tachometer or proximeter mounted on a conveyor drum or roller, or an encoder with a wheel in contact with the moving belt. 17. Система по п. 1, в которой внешнее устройство подключено к вычислительному блоку посредством проводного или беспроводного канала передачи данных.17. The system according to claim 1, in which the external device is connected to the computing unit via a wired or wireless data transmission channel. 18. Система по п. 1, в которой внешнее устройство представляет собой монитор, или интерактивный экран, или компьютер, или ноутбук, или планшет, или смартфон, или съемный носитель данных, или ПЛК управления конвейером, или удаленную систему управления.18. The system according to claim 1, in which the external device is a monitor, or an interactive screen, or a computer, or a laptop, or a tablet, or a smartphone, or a removable storage medium, or a conveyor control PLC, or a remote control system. 19. Система по п. 1, в которой вычислительный блок формирует отчет в цифровом виде, содержащий данные о повреждении тросов и данные о состоянии стыковых соединений в транспортерной ленте.19. The system according to claim 1, in which the computing unit generates a report in digital form containing data on damage to the cables and data on the condition of the butt joints in the conveyor belt. 20. Система по 1, в которой дополнительно содержится по меньшей мере одна видеокамера, фиксирующая видеоизображение поверхности транспортерной ленты, при этом видеоизображение синхронизировано с магнитограммой.20. System according to 1, which additionally contains at least one video camera that records a video image of the surface of the conveyor belt, and the video image is synchronized with the magnetogram. 21. Система по п. 1, в которой размер повреждения тросов характеризуется количеством оборванных тросов в обнаруженном повреждении.21. The system according to claim 1, in which the size of the damage to the cables is characterized by the number of broken cables in the detected damage. 22. Система по п. 1, в которой вычислительный блок дополнительно определяет по меньшей мере один из следующих параметров: порядковый номер стыкового соединения, угол наклона полюсных линий ступени в стыковом соединении, степень линейности полюсных линий ступени в стыковом соединении, площадь полюсных линий ступени стыкового соединения, расстояние между разными полюсными линиями ступени стыкового соединения.22. The system according to claim 1, in which the computing unit additionally determines at least one of the following parameters: the serial number of the butt joint, the angle of inclination of the pole lines of the step in the butt joint, the degree of linearity of the pole lines of the step in the butt joint, the area of the pole lines of the butt joint connections, the distance between different pole lines of the butt connection stage. 23. Система по п. 1, в которой П_стык≥П_трос≥П_фон.23. The system according to claim 1, in which P _joint ≥P _cable ≥P _background . 24. Система по п. 1, в которой вычислительный блок дополнительно осуществляет определение площади повреждения тросов и площади полюсных линий ступени в стыковых соединениях на основании пороговых значений П_трос и П_стык для СМП.24. The system according to claim 1, in which the computing unit additionally determines the area of damage to the cables and the area of the pole lines of the step in butt joints based on the threshold values P _cable and P _joint for SMP. 25. Система по п. 24, в которой вычислительный блок использует пороговый уровень площади S_трос для определения повреждений тросов и пороговый уровень площади S_стык для определения полюсных линий ступени в стыковом соединении и самих стыковых соединений из них состоящих, при этом S_стык больше S_трос.25. The system according to claim 24, in which the computing unit uses the threshold level of the area S _cable to determine damage to the cables and the threshold level of the area S _joint to determine the pole lines of the step in the butt joint and the butt joints themselves consisting of them, while S _{joint is} greater than S _cable 26. Система по п. 24, в которой факт регистрации полюсных линий ступени в стыковом соединении и самого стыкового соединения, состоящего из них, на магнитограмме устанавливается вычислительным блоком при обработке получаемых сигналов от сканера в случае равенства или превышения сигналом порогового значения П_стык и равенства или превышения площади магнитной аномалии, определенной на основании П_стык, величины S_стык.26. The system according to claim 24, in which the fact of registration of the pole lines of the stage in the butt joint and the butt joint itself, consisting of them, on the magnetogram is established by the computing unit when processing the received signals from the scanner in the event of equality or exceeding the threshold value P _joint and equality or exceeding the area of the magnetic anomaly, determined on the basis of P _junction , the value of S _junction . 27. Система по п. 24, в которой факт регистрации повреждения тросов на магнитограмме устанавливается вычислительным блоком при обработке получаемых сигналов от сканера в случае выполнения следующих условий: равенство или превышение сигналом порогового значения П_трос и равенство или превышение площади магнитной аномалии, определенной на основании П_трос, величины втрое при условии, что данная магнитная аномалия не зарегистрирована как полюсная линия ступени в стыковом соединении.27. The system according to claim 24, in which the fact of registration of damage to the cables on the magnetogram is established by the computing unit when processing the received signals from the scanner if the following conditions are met: the signal is equal to or exceeds the threshold value P _cable and the area of the magnetic anomaly is equal to or exceeds the area determined on the basis P _cable , the magnitude is three times, provided that this magnetic anomaly is not registered as the pole line of the step in the butt joint. 28. Система по п. 27, в которой пороговый уровень сигнала П_трос для СМП определяется с помощью калибровки на калибровочных образцах ленты с заданными повреждениями или принимается равным П_фон, или устанавливается вычислительным блоком автоматически с использованием метода аналитической калибровки.28. The system according to claim 27, in which the threshold signal level P _rope for SMP is determined by calibration on calibration samples of the tape with specified damage or is taken equal to P _background , or is set automatically by the computing unit using the analytical calibration method. 29. Система по п. 28, в которой установка порогового значения П_трос происходит автоматически для каждого повреждения тросов на уровне, соответствующем определенной процентной доли от максимального значения сигнала от данного повреждения тросов.29. The system according to claim 28, in which the threshold value P _cable is set automatically for each cable damage at a level corresponding to a certain percentage of the maximum signal value from a given cable damage. 30. Система по п. 29, в которой процентная доля от максимального значения сигнала для установки порогового значения П_трос определяется автоматически, исходя из параметров расположения сканера на конвейере и параметров конструкции транспортерной ленты.30. The system according to claim 29, in which the percentage of the maximum signal value for setting the threshold value P _rope is determined automatically based on the parameters of the scanner location on the conveyor and the design parameters of the conveyor belt. 31. Система по п. 29, в которой установка порогового значения П_трос происходит автоматически дифференцировано для нескольких классов повреждений.31. The system according to claim 29, in which the setting of the threshold value P _rope occurs automatically differentiated for several classes of damage. 32. Система по п. 1, в которой вычислительный блок производит магнитное картирование всей навески транспортерной ленты на ленточном конвейере с определением полной длины ленты, изображением всех стыковых соединений и повреждений тросов на ленте с указанием продольной координаты вдоль ленты.32. The system according to claim 1, in which the computing unit performs magnetic mapping of the entire conveyor belt on the conveyor belt, determining the full length of the belt, depicting all butt joints and damage to the cables on the belt, indicating the longitudinal coordinate along the belt. 33. Система по п. 32, в которой первым стыковым соединением на магнитной карте ленты является ведущее или замыкающее стыковое соединение участка ленты с заданным порядковым номером ранжирования участков по длине, где первый участок имеет наименьшую длину, а последующие участки - большую длину относительно предыдущего, при этом стыковое соединение участка ленты с заданным порядковым номером, расположенное первым по ходу ленты является ведущим, а второе - замыкающим или первое стыковое соединение задается вручную.33. The system according to claim 32, in which the first butt joint on the magnetic tape card is the leading or trailing butt joint of a section of the tape with a given serial number for ranking sections by length, where the first section has the shortest length, and subsequent sections have a greater length relative to the previous one, in this case, the butt connection of a section of the tape with a given serial number, located first along the course of the tape, is the leading one, and the second one is the trailing one, or the first butt connection is set manually. 34. Система по п. 33, в которой продольная координата стыковых соединений и повреждений тросов отсчитывается от первого стыкового соединения или от точки на ленте, расположенной на заданном расстоянии от первого стыкового соединения.34. The system according to claim 33, in which the longitudinal coordinate of butt joints and cable damage is measured from the first butt joint or from a point on the tape located at a given distance from the first butt joint. 35. Система по п. 33, в которой продольная координата повреждений тросов ленты отсчитывается от ведущего и/или замыкающего стыкового соединения участка ленты, где находится повреждение или от точки на ленте, расположенной на заданном расстоянии от ведущего и/или замыкающего стыкового соединения данного участка ленты.35. The system according to claim 33, in which the longitudinal coordinate of damage to the tape cables is measured from the leading and/or trailing butt joint of the section of the tape where the damage is located or from a point on the tape located at a given distance from the leading and/or trailing butt joint of this section tapes. 36. Система по п. 33, в которой продольная координата стыковых соединений и повреждений тросов ленты отсчитывается от визуальной, магнитной, или радиочастотной метки, дополнительно установленной на транспортерной ленте.36. The system according to claim 33, in which the longitudinal coordinate of butt joints and damage to the belt cables is measured from a visual, magnetic, or radio frequency tag additionally installed on the conveyor belt. 37. Система по п. 1, в которой вычислительный блок подключен к системе управления ленточным конвейером.37. The system according to claim 1, in which the computing unit is connected to the conveyor belt control system. 38. Система по п. 37, в которой вычислительный блок подключен к системе управления ленточным конвейером одним из следующих способов: через релейные выходы, по протоколу Modbus или сетям Profibus или Profinet.38. The system according to claim 37, in which the computing unit is connected to the belt conveyor control system in one of the following ways: through relay outputs, via the Modbus protocol or Profibus or Profinet networks. 39. Система по п. 37, в которой вычислительный блок выполнен с возможностью формирования сигнала для системы управления ленточным конвейером на остановку ленточного конвейера при превышении заданного уровня повреждения тросов, характеризующегося по меньшей мере одним параметром выбираемым из группы: размер повреждения, измеряемый количеством оборванных тросов или их процентной долей от общего количества тросов в ленте; общее количество оборванных тросов от всех зафиксированных повреждений на участке ленты заданной длины или их процентная доля от общего количества тросов в ленте.39. The system according to claim 37, in which the computing unit is configured to generate a signal for the belt conveyor control system to stop the belt conveyor when a given level of damage to the cables is exceeded, characterized by at least one parameter selected from the group: the size of the damage, measured by the number of broken cables or their percentage of the total number of cables in the belt; the total number of broken cables from all recorded damage on a section of a belt of a given length or their percentage of the total number of cables in the belt. 40. Система по п. 37, в которой вычислительный блок выполнен с возможностью формирования сигнала для системы управления ленточным конвейером на остановку ленточного конвейера при заданном изменении значения параметра состояния стыкового соединения относительно заданного порогового значения по меньшей мере одним параметром выбираемым из группы: длина стыкового соединения, угол наклона полюсных линий ступени в стыковом соединении, степень линейности линий ступени в стыковом соединении, расстояние между разными полюсными линиями ступени стыкового соединения, площадь полюсных линий ступени стыкового соединения, площадь стыкового соединения.40. The system according to claim 37, in which the computing unit is configured to generate a signal for the belt conveyor control system to stop the belt conveyor with a given change in the value of the butt joint state parameter relative to a given threshold value by at least one parameter selected from the group: butt joint length , the angle of inclination of the stage pole lines in the butt joint, the degree of linearity of the stage lines in the butt connection, the distance between different pole lines of the butt connection stage, the area of the pole lines of the butt connection stage, the area of the butt connection. 41. Система по п. 40, в которой площадь стыкового соединения определяется, как суммарная площадь всех полюсных линий ступени в стыковом соединении, или характеризуется двумя величинами, каждая из которых является суммарной площадью полюсных линий ступени одной полярности, или разницей, или комбинацией этих двух величин, или как площадь, заключенная между крайними полюсными линиями ступени стыкового соединения.41. The system according to claim 40, in which the area of the butt joint is defined as the total area of all pole lines of the stage in the butt connection, or is characterized by two values, each of which is the total area of the pole lines of the stage of the same polarity, or the difference, or a combination of these two magnitudes, or as the area enclosed between the extreme pole lines of the butt joint step. 42. Система по п. 37, в которой вычислительный блок, подключенный к системе управления ленточным конвейером, выполнен с возможностью формирования сигнала для остановки ленточного конвейера таким образом, чтобы обеспечить выгон участка ленты с повреждением тросов или стыковое соединение на заранее заданном расстоянии от сканера.42. The system according to claim 37, in which the computing unit connected to the belt conveyor control system is configured to generate a signal to stop the belt conveyor in such a way as to ensure the removal of a section of the belt with damaged cables or a butt connection at a predetermined distance from the scanner. 43. Система по п. 1, в которой вычислительный блок интегрирован в сканер.43. The system according to claim 1, in which the computing unit is integrated into the scanner. 44. Система по п. 1, в которой СМП представляют собой датчики Холла.44. The system according to claim 1, in which the SMP are Hall sensors. 45. Способ сканирования состояния тросовой транспортерной ленты ленточного конвейера, содержащий этапы, на которых:45. A method for scanning the state of a cable conveyor belt of a belt conveyor, containing the steps of: выполняют намагничивание тросов транспортерной ленты с помощью по меньшей мере одного магнита, расположенного поперек транспортерной ленты;magnetization of the conveyor belt cables is performed using at least one magnet located across the conveyor belt; выполняют сканирование транспортерной ленты по меньшей мере одним многоканальным сканером, содержащим группу сенсоров магнитного поля (СМП), при этом в ходе сканирования получают магнитограммы, отображающие сигналы от магнитного поля рассеяния (МПР) в области стыковых соединений и повреждений тросов;the conveyor belt is scanned with at least one multichannel scanner containing a group of magnetic field sensors (MFS), and during scanning, magnetograms are obtained that display signals from the magnetic stray field (MSF) in the area of butt joints and damage to the cables; принимают сигналы, формируемые сканером, в вычислительном блоке, который обеспечивает:receive signals generated by the scanner in a computing unit, which provides: a) обработку получаемых магнитограмм для определения размера повреждения тросов и/или состояния стыковых соединений в транспортерной ленте, при этом состояние стыковых соединений характеризуется по меньшей мере их длинной, при этом при определении размеров повреждения тросов и/или состояния стыковых соединений с помощью вычислительного блока получаемые магнитограммы сравниваются по меньшей мере с одним пороговым значением сигнала П_трос, установленного для анализа тросов, и по меньшей мере с одним пороговым значением сигнала П_стык для анализа стыковых соединений, и вычислительный блок выполнен с возможностью отсечения сигналов, регистрируемых СМП, уровень которых менее порогового значения для отсечения фона П_фон;a) processing the resulting magnetograms to determine the size of the damage to the cables and/or the state of the butt joints in the conveyor belt, while the state of the butt joints is characterized by at least their length, and when determining the size of the damage to the cables and/or the state of the butt joints using a computing unit, the resulting The magnetograms are compared with at least one threshold value of the signal P _rope set for analysis of cables, and with at least one threshold value of the signal P _joint for analysis of butt joints, and the computing unit is configured to cut off signals recorded by the SMP, the level of which is less than the threshold values for background clipping P _background ; b) определение продольных и/или поперечных координат повреждений тросов и/или продольных координат расположения стыковых соединений;b) determination of longitudinal and/or transverse coordinates of cable damage and/or longitudinal coordinates of the location of butt joints; c) передачу данных обработки магнитограмм, полученных на этапе а) и b) на внешнее устройство.c) transferring the magnetogram processing data obtained at stages a) and b) to an external device.