一种基于FPGA的钢丝绳芯输送带高速X光探测器研究

发布时间：2020-07-31 17:24

【摘要】：带式输送机是一种现代化生产中连续运输设备,具有运量大、运距远、能耗小、运费低、效率高、运行平稳、装卸方便、适合于散料运输等优点,已广泛应用于煤炭、港口、电力、矿山、化工等领域。钢丝绳芯输送带是带式输送机牵引和运载的重要部件,在使用过程中,由于钢丝绳芯输送带载荷量增加,被废钢铁或矸石等异物或障碍物划伤,长期在恶劣环境下使用输送带老化,输送机安装调整不当,钢丝绳芯接头搭接和硫化不好等原因而产生钢丝绳芯断裂、划伤、锈蚀、接头伸长或接头搭接不规范和钢丝绳芯与橡胶分离(脱胶)等故障,一旦发生故障将会造成重大断带安全事故而停产,运输物料的损耗,设备的损坏,巨大的经济损失和人员伤亡,严重影响安全生产。为了保障带式输送机安全运行,需要对钢丝绳芯输送带进行检测。本文针对X光的钢丝绳芯输送带在线检测系统的高速X光探测器进行了研究。分析了X光无损检测原理,提出了一种基于FPGA的高速X光探测器设计方案,以Altera公司Cyclone Ⅲ FPGA芯片为核心设计了高速X光探测器的硬件电路,包括X光信号数据采集、FPGA信号处理、以太网接口等电路;采用Verilog语言设计了高速X光探测器的软件,并进行了实验,结果表明该探测器实现了对4路X光信号的高速采集、处理和以太网数据传输,具有采集速度快、功耗低、成本低、可靠性高等优点,最大采集行频为2640 Hz,每行采集的像素数达1536个像素,图像分辨率1.5mm,功耗小于17W。该高速X光探测器是X光的钢丝绳芯输送带在线检测系统的核心部件,该系统能够在线检测输送带钢丝绳芯图像,实时存储和显示钢丝绳芯图像,对钢丝绳芯图像进行处理与分析,发现钢丝绳芯故障,及时报警,给出性能分析结果,避免重大断带安全事故的发生,设备的损坏,停产和人员伤亡,减少运输物料的损耗和经济损失,可广泛应用于煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH222;TN791
【图文】：

特征辐射于靶材料相关，不同靶材料产生的Ｘ光谱波长不等但集中逡逑［１６：。通常在使用中使用Ｘ光管产生人工Ｘ光，Ｘ光管产生Ｘ光示意图如图２－１逡逑所示。逡逑氋压逡逑逦逦逡逑广逦、真空逡逑灯丝电压邋灯丝逦．靶逡逑—逡逑一Ｘ射线逡逑图２－丨Ｘ光管产生Ｘ光示意图逡逑如图２－１所示，通过在Ｘ光管两端施加高压电源，真空射线管内，阴极灯丝逡逑加热逸散出电子，逸散的电子受高压电场作用高速撞击到阳极靶材上迅速减速，逡逑利用电子幵制辐射原理而产生Ｘ光。另外，灯丝产生的高能电子流会轰击靶材逡逑上原子核外电子，产生特征辐射，进而产生Ｘ光。逡逑Ｘ光属于电磁波的一种，遵循波粒二相性。由于Ｘ光波长极短，根据光子能逡逑５逡逑

本文编号：2776774