一种非接触矿山缆绳健康检测系统及其方法与流程

本发明属于矿山缆绳检测，具体涉及一种非接触矿山缆绳健康检测系统及其方法。

背景技术：

1、矿山缆绳作为矿山运输系统中的重要组成部分，承担着连接矿车、提升物料和人员的关键作用。在矿山作业过程中，缆绳的健康状况直接关系到整个矿山作业的安全性和效率。然而，由于矿山环境的特殊性，缆绳在长时间的使用过程中容易出现磨损、腐蚀、疲劳等损伤，这些损伤若不及时检测和维护，可能导致缆绳断裂，进而引发严重的安全事故。

2、传统的缆绳健康监测方法主要依赖于人工目视检查，这种方法效率低下，且受检查人员经验和主观判断的影响较大，难以发现微小的损伤。此外，人工检查在高空、高速或恶劣环境下进行时，存在较大的安全风险。为了提高缆绳检测的准确性和效率，减少安全事故的发生，迫切需要一种自动化、智能化的缆绳健康监测技术。

3、随着科技的进步，特别是计算机视觉、图像处理、模式识别和人工智能等领域的发展，非接触式缆绳健康监测技术应运而生。然而，现有的非接触式缆绳健康监测技术仍存在一些局限性。例如，部分技术对环境光照条件敏感，需要特定的照明设备；有的技术依赖于复杂的算法，计算量大，实时性不足；还有的技术对缆绳的安装位置和运动状态有较高要求，难以适应多变的矿山作业环境。因此，开发一种适应性强、实时性好、成本低、易于部署的非接触式缆绳健康监测系统，对于提升矿山作业安全性和效率具有重要意义，为此我司设计并提出了一种非接触矿山缆绳健康检测系统及其方法

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在主观性和局限性的缺点，而提出的一种非接触矿山缆绳健康检测系统及其方法。该非接触矿山缆绳健康检测系统及其方法实现了对矿山缆绳健康状况的实时、高效、准确的监测，为矿山安全生产提供了有力保障。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、设计一种非接触矿山缆绳健康检测系统，包括:

4、两个定滑轮，矿山缆绳通过两个定滑轮, 两个定滑轮之间形成缆绳监测区；

5、激光扫描仪，所述激光扫描仪设置在缆绳监测区的中部，并位于矿山缆绳的上方，用于连续测量缆绳的谐振频率；

6、图像采集装置，所述图像采集装置设置所述激光扫描仪的一侧，并位于矿山缆绳的上方，用于连续获取缆绳高精度的三维形貌图像；

7、中央处理单元，所述中央处理单元的智能软件模块将获得的图像和谐振频率进行分析处理；

8、数据传输模块，所述数据传输模块用于将激光扫描仪和图像采集装置获取的数据传输至中央处理单元；

9、显示输出模块，所述显示输出模块用于将中央处理单元的分析结果以图形化界面的形式展示。

10、进一步的，两个滑轮之间的距离不小于1米。

11、进一步的，所述图像采集装置为高速摄像机。

12、进一步的，所述智能软件模块包括图像处理单元、模式识别算法、数据分析单元和用户界面。

13、进一步的，所述图像处理单元包括去噪模块和对比度增强模块。

14、进一步的，所述数据分析单元包括历史数据对比模块和维护记录分析模块，用于展示缆绳的三维形貌图、外观图像、缆绳多点位的谐振频率以及健康状况评估结果。

15、进一步的，所述用户界面包括实时监测显示模块和异常报警模块，用于展示评估结果包括缆绳的剩余强度、腐蚀情况和潜在故障的预警信息。

16、进一步的，还包括还远程控制模块，用于远程启动和停止监测过程。

17、进一步的，矿山缆绳的下方并对应所述激光扫描仪和图像采集装置的位置设有横截面呈三角结构的v型平面镜。

18、为了解决上述技术问题，本发明还提出了一种非接触矿山缆绳健康检测方法，采用所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，包括如下步骤：

19、1）、缆绳监测区选定，在缆绳连续运转的路径中，选择安装两个定滑轮；

20、2）、在监测区的缆绳中部正上方安装激光扫描仪和高速摄像机，连续测量缆绳的谐振频率为一阶、二阶和三阶谐振模态的振动频率和精度的三维形貌图像；

21、3）、中央处理单元的智能软件模块将获得的图像和谐振频率进行分析处理，并与存储数据比对，依据人工智能模型，给出缆绳健康状态判据；

22、4）、实时检测到的结果及报告显示到显示输出模块上，并可通过远程终端查看，在发现缆绳状态异常时，给出警报，通过电脑或远程终端，一键停止缆绳运作。

23、本发明提出的一种非接触矿山缆绳健康检测系统及其方法，有益效果在于：本发明采用人工智能进行图像处理与机器学习算法，实现对矿山缆绳的实时、连续、高效、非接触式健康监测，为矿山安全生产提供了有力保障。具体地：

24、（1）、本发明采用非接触式检测，降低了在高空或恶劣环境下作业的安全风险，提高了作业安全性，降低了人工检查的风险。

25、（2）、本发明利用先进的图像处理和模式识别技术，提高了缆绳检测的效率和准确性，减少了停机时间，实时监测和报警功能提高了矿山作业的安全性。

26、（3）、本发明系统可扩展性强，远程控制模块提高了操作的便捷性，可根据矿山的具体需求进行定制化开发，能够在多种矿山环境下稳定工作。

技术特征：

1.一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，包括:

2.根据权利要求1所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，两个所述定滑轮（1）之间的距离不小于1米。

3.根据权利要求1所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，所述图像采集装置（3）为高速摄像机。

4.根据权利要求1所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，所述智能软件模块（41）包括图像处理单元、模式识别算法、数据分析单元和用户界面。

5.根据权利要求4所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，所述图像处理单元包括去噪模块和对比度增强模块。

6.根据权利要求4所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，所述数据分析单元包括历史数据对比模块和维护记录分析模块，用于展示缆绳的三维形貌图、外观图像、缆绳多点位的谐振频率以及健康状况评估结果。

7.根据权利要求4所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，所述用户界面包括实时监测显示模块和异常报警模块，用于展示评估结果包括缆绳的剩余强度、腐蚀情况和潜在故障的预警信息。

8.根据权利要求4所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，还包括还远程控制模块，用于远程启动和停止监测过程。

9.根据权利要求1所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，矿山缆绳的下方并对应所述激光扫描仪（2）和图像采集装置（3）的位置设有横截面呈三角结构的v型平面镜（7）。

10.一种非接触矿山缆绳健康检测方法，采用如权利要求1-9任一项所述的一种非接触矿山缆绳健康检测系统，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种非接触矿山缆绳健康检测系统，涉及矿山缆绳检测技术领域，包括两个定滑轮，矿山缆绳通过两个定滑轮,两个定滑轮之间形成缆绳监测区；激光扫描仪设置在缆绳监测区的中部，用于连续测量缆绳的谐振频率；图像采集装置设置激光扫描仪的一侧，用于连续获取缆绳高精度的三维形貌图像；中央处理单元的智能软件模块将获得的图像和谐振频率进行分析处理；数据传输模块用于将激光扫描仪和图像采集装置获取的数据传输至中央处理单元；显示输出模块用于将中央处理单元的分析结果以图形化界面的形式展示。本发明可实现对矿山缆绳的实时、连续、高效、非接触式健康监测，为矿山安全生产提供了有力保障。技术研发人员：张明文,王小龙,刘思源受保护的技术使用者：铜陵化工集团新桥矿业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1