本发明涉及输送带撕裂报警，特别是一种撕裂报警系统及方法。
背景技术：
1、激光雷达的成本高，平均价格为上万元左右，而毫米波雷达的价格为激光雷达的10％左右，成本优势明显，使用毫米波雷达也能够覆盖激光雷达的大部分使用场景。特别是在运煤的输送带上使用时，没有不要使用昂贵的激光雷达监测输送带的破损，可以使用毫米波雷达代替。
2、然而使用毫米波雷达检测输送带的撕裂情况时，由于毫米波雷达的识别分辨率的局限性，当破损过小时，毫米波雷达识别不够精准。而破损不是一蹴而就的，输送带的裂缝转变成撕裂的过程是量变引起质变的过程，在裂缝的初始阶段是平缓变化的，而裂缝的宽度达到阈值时就会由裂缝转换成撕裂的状态的加速突变。导致留给毫米波雷达的反应时间很短，无法及时反馈裂缝的变化，导致输送带上原本很小的裂缝扩大直至撕裂的状态才报警。而等到输送带上的裂缝扩大至撕裂的状态后，再修补起来就较为困难了。因此需要增加一个额外的器件来补充毫米波雷达的识别缺陷，并及时反馈裂缝的变化以及预警。
3、同时考虑到输送带在使用过程中，会一直出现一些裂缝，不可能因为产生了一点裂缝，就将输送带停止工作进行检查修补，那样的话会耽误工作效率，因此需要兼顾工作效率，就需要在小裂缝变换成大撕裂的质变之前，才需要降输送带停下来进行修补，这样兼顾输送带的工作效率和修补的难度。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
3、因此，本发明的第一个目的是提供一种撕裂报警系统，能够代替昂贵的激光雷达，对输送带的破损进行监测报警，并在破损的小裂缝转化为大撕裂之前报警，并确定破损的位置，兼顾修补难度和使用效率。
4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种撕裂报警系统，其包括，监测模块，包括光散射测尘仪和毫米波雷达组，所述毫米波雷达组沿着输送带的轴向方向设置，所述光散射测尘仪设置在所述毫米波雷达组的扫描路径上，所述光散射测尘仪通过测量输送带处的粉尘浓度间接反映所述输送带的破损大小，所述毫米波雷达用于二次确认所述输送带的破损大小；控制模块，其与所述监测模块信号连接，通过判定破损尺寸的变大过程确定将要产生撕裂的具体位置。
5、作为本发明撕裂报警系统的一种优选方案，其中：所述光散射测尘仪转动安装在所述输送带的架体上，所述光散射测尘仪的识别路径与所述毫米波雷达的识别路径相重合的区域为交叉检测区域，当光散射测尘仪检测到粉尘浓度超过正常背景值时，所述光散射测尘仪转动并对粉尘浓度超标处的破损进行持续跟踪。
6、作为本发明撕裂报警系统的一种优选方案，其中：所述输送带的传输方向的两端分别为第一位置和第二位置，所述光散射测尘仪的安装处为第三位置，所述毫米波雷达组包括发射端和接收端，所述发射端位于所述第一位置处，所述接收端位于所述第二位置处。
7、作为本发明撕裂报警系统的一种优选方案，其中：以所述第三位置为坐标原点建立二维坐标系，所述第一位置和第二位置之间的连线方向与二维坐标系的x轴方向相平行，所述第三位置到所述第一位置和所述第二位置之间的连线与二维坐标系的y轴方向相重合。
8、作为本发明撕裂报警系统的一种优选方案，其中：粉尘浓度与破损面积之间的拟合函数公式为：
9、c＝k1a2+k2a+b
10、其中，c是检测到的粉尘浓度，a是裂缝的面积，k1和k2是实验拟合得到的系数，b是背景粉尘浓度。
11、作为本发明撕裂报警系统的一种优选方案，其中：所述粉尘浓度与裂缝面积a之间的拟合函数公式为：
12、c＝0.35a2+1.75a+1.2
13、其中，c是检测到的粉尘浓度，a是裂缝的面积。
14、作为本发明撕裂报警系统的一种优选方案，其中：所述光散射测尘仪的初始角度为0°，当检测到粉尘浓度超过正常背景值时，所述光散射测尘仪转动，并且所述光散射测尘仪与y轴之间的夹角为α。
15、作为本发明撕裂报警系统的一种优选方案，其中：破损的纵坐标与夹角α的计算公式为：
16、
17、其中，d为输送带的轴向长度，d1为毫米波雷达组测得的第一位置与裂缝之间的距离。
18、本发明的第二个目的是提供一种撕裂报警方法，其包括：建立粉尘浓度和破损面积的拟合函数公式；以光散射测尘仪的安装处为坐标原点建立二维坐标系；光散射测尘仪持续监测输送带的粉尘浓度，当粉尘浓度超过正常背景值时，光散射测尘仪转动并对破损的位置持续监测；当预测的破损尺寸将达到裂缝向撕裂转换的阈值时后，毫米波雷达组对破损进行二次检测，判断破损的尺寸；控制模块控制输送带停止工作，并输出破损的坐标位置。
19、作为本发明撕裂报警方法的一种优选方案，其中：在使用工况下，收集多组实验数据；通过多组实验数据构建方程组，并使用线性方程组和最小二乘法求解；输出拟合函数公式；通过破损的纵坐标与夹角α的计算公式计算出破损的纵坐标，确认破损的位置。
20、本发明有益效果为：通过光散射测尘仪对输送带处的粉尘浓度进行监测，通过粉尘浓度间接反映破损的尺寸，当粉尘浓度超过预定值后，破损由裂缝转换成撕裂的状态的加速突变状态，同时毫米波雷达对破损进行验证，减小误判的可能，最终再通过毫米波雷达组和光散射测尘仪对破损进行定位。
1.一种撕裂报警系统，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的撕裂报警系统，其特征在于：所述光散射测尘仪(101)转动安装在所述输送带(300)的架体(301)上，所述光散射测尘仪(101)的识别路径与所述毫米波雷达组(102)的识别路径相重合的区域为交叉检测区域(m)；当光散射测尘仪(101)检测到粉尘浓度超过正常背景值时，所述光散射测尘仪光散射测尘仪(101)转动并对粉尘浓度超标处的破损进行持续跟踪。
3.如权利要求2所述的撕裂报警系统，其特征在于：所述输送带(300)的传输方向的两端分别为第一位置(a1)和第二位置(a2)，所述光散射测尘仪(101)的安装处为第三位置(a3)，所述毫米波雷达组(102)包括发射端(102a)和接收端(102b)，所述发射端(102a)位于所述第一位置(a1)处，所述接收端(102b)位于所述第二位置(a2)处。
4.如权利要求3所述的撕裂报警系统，其特征在于，以所述第三位置(a3)为坐标原点建立二维坐标系，所述第一位置(a1)和第二位置(a2)之间的连线方向与二维坐标系的x轴方向相平行，所述第三位置(a3)到所述第一位置(a1)和所述第二位置(a2)之间的连线与二维坐标系的y轴方向相重合。
5.如权利要求1或4所述的撕裂报警系统，其特征在于，粉尘浓度与破损面积之间的拟合函数公式为：
6.如权利要求5所述的撕裂报警系统，其特征在于，粉尘浓度与破损面积之间的拟合函数公式为：
7.如权利要求1或4所述的撕裂报警系统，其特征在于：所述光散射测尘仪(101)的初始角度为0°，当检测到粉尘浓度超过正常背景值时，所述光散射测尘仪(101)转动，并且所述光散射测尘仪(101)与y轴之间的夹角为α。
8.如权利要求7所述的撕裂报警系统，其特征在于：破损的纵坐标与夹角α的计算公式为：
9.一种撕裂报警方法，其特征在于：包括，
10.如权利要求9所述的撕裂报警方法，其特征在于：
