(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211125445.3 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 合肥中亚建材装备有限责任公司 地址 230601 安徽省合肥市经济开发区佛 掌路61号 (72)发明人 倪鸣星　王国庆　叶卫东　张伟丽　 (51)Int.Cl. G01B 21/20(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于热成像的立式磨辊套磨损动态检 测系统及方法 (57)摘要 本发明提供一种基于热成像的立式磨辊套 磨损动态检测系统， 包括用于采集磨辊辊套图像 的热成像装置、 用于采集磨辊辊套振动幅度的振 动采集装置、 用于采集磨辊辊套温度的温度采集 装置、 基于采集的磨辊辊套各参数拟合磨辊辊套 当前外形轮廓并判断磨辊辊套当前磨损情况的 主控单元以及用于反馈磨辊辊套磨损情况的输 出单元， 主控 单元通过拟合出磨辊辊套各分区域 外形轮廓并计算出磨辊辊套各分区域磨损量， 本 发明通过上述基于红外线热成像的立式磨辊套 磨损动态检测系统， 可以在立式磨不停机的状态 下， 对辊套表面进行磨损检测， 收集磨损情况并 向操作人员反馈， 该系统简单易行， 可提升辊套 使用寿命， 确保生产效率， 保障生产安全。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 115290026 A 2022.11.04 CN 115290026 A 1.一种基于热成像的立式磨辊套磨损动态检测系统， 其特征在于， 包括用于采集磨辊 辊套图像的热成像装置、 用于采集磨辊辊套振动幅度的振动采集装置 （2） 、 用于采集磨辊辊 套温度的温度采集装置 （5） 、 基于采集的磨辊辊套各参数拟合磨辊辊套当前外形轮廓并判 断磨辊辊套当前磨损情况的主控单 元 （4） 以及用于反馈磨辊 辊套磨损情况的输出 单元 （6） ； 其中， 所述主控单元通过拟合出磨辊辊套各分区域外形轮廓并计算出磨辊辊套各分区 域磨损量， 基于该 各分区域磨损量计算磨辊 辊套磨损情况； 所述热成像装置包括用于对磨辊加热的辅助加热装置 （1） 以及采集磨辊表面热量信 息 的红外热成像 检测装置 （3） ； 所述辅助加热装置包括安装在立式磨上壳体内侧的安装底板 （101） 、 转动设置在安装 底板 （101） 上的转动杆 （102） 、 转动设置在转动杆 （102） 远离安装底板 （101） 一端的加热器安 装板 （103） 、 嵌设在加热器安装板 （103） 内侧的红外线加热器 （104） 、 转动设置在安装底板 （101） 上的伸缩电机 （106） 以及伸缩设置在伸缩电机 （106） 输出端且其移动端与加热器安装 板 （103） 铰接的电机伸缩杆 （10 5） ； 所述红外热成像检测装置 （3） 包括设置在立式磨上壳体内侧的支架座 （301） 、 固设在支 架座 （301） 内侧的连接体 （302） 、 设置在连接体 （302） 顶部的可调云台 （303） 以及固设在可调 云台 （303） 顶部的热成像 摄像头 （304） 。 2.根据权利要求1所述的基于热成像的立式磨辊套磨损动态检测系统， 其特征在于， 还 包括用于为整个 检测系统供电的供电单 元 （7） 。 3.根据权利要求2所述的基于热成像的立式磨辊套磨损动态检测系统， 其特征在于， 所 述伸缩电机 （106） 通过电机线缆 （107） 与供电单元 （7） 相连， 所述红外线加热器 （104） 通过红 外线加热器电源线缆 （108） 与供电单 元 （7） 相连。 4.根据权利要求3所述的基于热成像的立式磨辊套磨损动态检测系统， 其特征在于， 所 述热成像 摄像头 （304） 通过热成像数据线 （3 07） 与主控单 元 （4） 相连。 5.根据权利要求4所述的基于热成像的立式磨辊套磨损动态检测系统， 其特征在于， 所 述支架座 （301） 四周侧壁通过玻璃板 （305） 形成有用于放置热成像摄像头 （304） 的保护槽 （306） 。 6.根据权利要求4所述的基于热成像的立式磨辊套磨损动态检测系统， 其特征在于， 所 述振动采集装置 （2） 包括设置在磨辊轴侧壁的振动传感器 （201） 以及用于与主控 单元 （4） 输 入端相连的传感器数据线 （202） ； 所述温度采集装置 （5） 包括设置在热成像摄像头 （304） 上 的温度传感器 （5 01） 以及用于与主控单 元 （4） 输入端相连的传感器数据线 （5 02） 。 7.根据权利要求6所述的基于热成像的立式磨辊套磨损动态检测系统， 其特征在于， 所 述主控单元 （4） 包括振动修正模块 （401） 、 图像 分析模块 （402） 以及温度修正模块 （403） 和综 合决策模块 （404） ， 其中， 所述振动传感器 （201） 和温度传感器 （501） 分别与振动修正模块 （401） 和温度修正模块 （403） 相连； 所述输出单元 （6） 包括显示模块 （601） 以及信号提示模块 （602） ， 所述显示模块 （601） 包括振动显示模组、 对照点 温度显示模组、 热成像显示模组以及 磨损量显示模组， 所述信号提示模块 （602） 包括 警报提示模组、 故障提示模组以及正常提示 模组。 8.一种根据权利要求7所述的基于热成像的立式磨辊套磨损动态检测系统检测磨辊磨 损量的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115290026 A 2S000： 立式磨开机， 先适 量喂料， 使磨辊开始转动； S100： 打开辅助加热装置， 利用红外线对磨辊表面进行均匀 加热； S200： 利用热成像摄像头接收磨辊表面的红外线， 生成红外线热成像图片， 并将图片传 入主控单元中进行处理以确定立式磨磨辊辊套外形曲线， 并对辊套面进行区域划分n个区 域， 记录各区域的辊套初始信息L1 ‑0、 L2‑0、 L3‑0、…、 Ln‑0； S300： 随后立式磨开始正常喂料， 辅助加热装置和红外线热成像装置关闭， 待立式磨运 行一段时间， 需要进 行磨辊辊套磨损检测时， 打开辅助加热装置和红外线 热成像装置， 并同 时打开温度传感器和振动传感器； S400： 利用热成像摄像头收集辊套外形图， 并且温度传感器、 振动传感器分别收集磨辊 辊套的温度信息和振动信息并传递给主控单元， 主控单元通过热成像图片、 温度信息以及 振动信息对辊套外形图片进行 处理， 通过图像处理拟合磨辊辊套当前位置的辊套外形轮廓 线， 记录辊套上 各区域的磨损量 L1‑1、 L2‑1、 L3‑1、…、 Ln‑1； S500： 将L1 ‑1与L1‑0、 L2‑1与L2‑0、 L3‑1与L3‑0、…、 Ln‑1与Ln‑0进行比较， 从而判定当 前磨辊辊套的磨损情况； S600： 当出现部分区域中磨损量等于或大于预定的最大磨损量， 即若L1 ‑1/L2‑1/L3‑ 1/…/Ln‑1中出现磨损量超过预定的辊套磨损限定值L1max/L2max/L3max/ …/Lnmax， 则输 出单元显示故障信号， 并输出故障区域图片和信息， 其中， L1max为辊套第1区的辊套磨损极 限值， L2max为辊套第2区的辊套磨损极限值， L3max为辊套第3区的辊套磨损极限值， …， Lnmax辊套第n区的辊套磨损极限值； S700： 若出现某两个相邻区域磨损量差值大于预定 的最大磨损量差值， 即若|L （m+1） ‑ Lm|≥Lmax， 则说明辊套表面出现了局部脱块或崩边， 此时输出单元显示报警信号， 并输出 报警区域图片和信息， 其中， Lm为辊套第m区的磨损量， L （m+1） 为磨辊第 （m+1） 区的磨损量， Lmax为预设的磨辊相邻两个区域 最大磨损量差值； S800： 若各区域的磨损量小于预定的最大磨损量， 即若L1 ‑1/L2‑1/L3‑1/…/Ln‑1未超 出预定的磨损量预定值L1max/L2max/L3max/ …/Lnmax， 即认定， 磨损为正常范围， 输出单元 显示正常信号， 并记录磨损情况， 检测系统进入下一检测周期或关闭检测系统。 9.根据权利要求8所述的检测磨辊磨损量的方法， 其特 征在于， 所述S20 0还包括： S210： 在红外热成像检测装置与辅助加热装置开启后， 收集运行中辊套表面区域温度 梯度信息时， 还收集辊套表面温度极值 点、 磨辊振动值的信息 。 10.根据权利要求9所述的检测磨辊磨损量的方法， 其特征在于， 所述辅助加热装置和 红外线热成像检测装置可随立式磨运动一直开启或每隔设定时间自动进行步骤S300～ S800， 并对磨辊 辊套表面进行分析。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115290026 A 3