CN107907184A - 一种采用两种波长激光配合测量料位距离的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用两种波长激光配合测量料位距离的方法，包括如下步骤：步骤一，设置变化值；步骤二，将激光料位仪通过位置采集器与上位机连接，根据下发数据对应设置为待机、加料和搜寻状态，并获取料仓ID；步骤三，利用脉冲模组数据判断数据为基准、保守和不确定数据，将相位模组数据作为料位值；步骤四，利用脉冲模组数据计算出加料的时间，计算每个料仓的加料速度；步骤五，加料时，当原始数据都为干扰数据时，通过基准数据、加料速度和时间的计算，上报虚拟数据。本发明的激光料位测距的方法，通过相位和脉冲算法激光的配合，可以有效的实现移动采集各料仓料位数据和加料过程的实时数据采集，且成本低、安装维护简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用两个波长激光配合测量料位距离的方法，更具体的说 是涉及一种采用650nm相位算法激光和905nm脉冲算法激光配合测量料位距离 的方法。
背景技术
现有的料仓料位数据采集主要采用非接触式传感器有雷达、超声波和激光 测距仪几种，都基于TOF反射原理实现测距的功能，虽然也对被测物和介质做 一些考虑，并没有针对结合重工业行业料仓料位特性、生产工艺和环境特性开 发，也只是将TOF测距方法运用到料位距离检测，没有严格意义上定位于重工 业料位测量的料位仪。而现有技术为保证数据采集的准确性对安装位置和角度 都有很高的要求，而维护便利性很差，甚至无法维护，都存在与使用环境不适 用的问题。接触式的有重锤法、阻旋开关等，在重工业环境，使用寿命又非常 短。
加料时，浮尘密度大，从穿尘技术角度最合适的是抛物线雷达料位仪，而 抛物线雷达料位仪工作需要探入料仓内部，不适合移动检测，只能一个传感器 对应一个料仓。散装料车间料仓数量多，一个料仓单独设置一个传感器采集， 前期开发成本和维护成本都过大，另外单独安装对于一些原有散装料车间从安 全角度来说也不好解决料位传感器的安装物理结构问题。
激光测距仪传感器适合做移动测量，但是激光测距是点对点的光检测，数 据采集的准确性与加料时浮尘密度成反比。加料过程中，料仓内会弥漫大量高 密度的粉尘，在粉尘颗粒的干扰下，导致出现料仓的料位数据不准确的问题。
传感器移动检测拖缆连接PLC，工程投入和维护量大，如果做无线通讯，延 时容易造成相近的料口与料位数据不好判断，数据对应的同步性又是一个问题。 如果在移动站做PLC判断后集中发送，这样成本高、PLC处理逻辑复杂以及增加 故障点。
冶炼厂房散装料上料卸料车间一般位于炉子上部，夏天可能高温达50-60 度，煤气浓度高时接近100，高密度灰尘颗粒物环境能见度只有3-4米。冶炼厂 房散装料车间料位问题严重影响岗位人员的身体健康、工作积极性和生产效率。
现有料位测距设备研究方向主要在于加强光电波等对水蒸气和颗粒物灰尘 等介质穿透能力，使得光或电波能够有效的穿透料仓内的水蒸气和颗粒物粉尘 ，进而保证测距设备所检测到的料位数据较为准确的效果，然而料位测距设备 的穿透能力越强，那么料位测距设备的价格也就越高，会大大的增加料位测量 的成本，同时在高密度、大颗粒粉尘的情况下，料位测距设备也无法实现料位 的采集。尽管一些设备做一些技术改进，只是短暂性缓解问题发生的时间，都 没有从原理上解决问题。
料仓料位数据采集问题阻挡了散装料车间的无人化技术升级改造。
急需一种适合移动测量，能处理加料或下料时水蒸气、浮尘干扰，能很好 融合料口数据的料位距离测量方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种低成本、使用简单 及维护简单的激光移动测量料位距离方法，实现移动采集各料仓料位数据和加 料过程的实时数据采集。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种 采用两种波长分别为650nm相位算法激光和905nm脉冲算法激光配合测量料位 距离的方法，包括如下步骤：
步骤一：设置激光料位测距仪1分钟最大变化值GCJY，
并将变化值平均分配至每秒，小于最小分辨率予以删除，设每秒单位时间变化 值JLS，计算公式JLS＝GCJY/60；
步骤二，将激光料位测距仪安装于料车出料口内部或附近位置，并与上位机通 信连接，通过外部上位机下发的模式指令和料仓ID号，分别对应设置为待机模 式、搜寻模式和加料模式，而且通过上位机发送数据类别的转换实现料位数据 的上报。
步骤三，当激光料位测距仪接收到上位机发送待机指令时，脉冲激光模组用较 长时间约1000ms采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％， 其中N0为0的个数，计算原始数据的平均值QH1，QH1＝(Y1+Y2+Y3...+Yn)/N， 计算每个原始数据的误差值WCn，WCn＝|Yn-QH1|，计算离散值LSLH，LSLH＝ (WC1+WC1+WC3+WCn)/N，采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1 和误差允许范围内的有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其 中N1为有效数据的个数，并计算有效数据的平均值PH1，计算待机离散系数 LSDS1，LSDS1＝100*LSLH/PH1，并取相位激光模组数据M2PH1。LSDS1≥15或 ZB1＜15％时将M2PH1数据辅助给保守数据X1HS1，当LSDS1＜15时或ZB1≥15％时 ，将M2PH1数据辅助给基准数据J1HS1。当加料时间JS1≠0时，计算每秒变化 值JL，当加料初始基准数据J3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0时，JL＝(J3HS0-J1HS1 )/JS1，JL＞LNJY1时，将JL赋值并记忆该料仓加料标准速度LNJY1。
当加料初始基准数据X3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0或X1HS1≠0时，JL＝ (X3HS0-J1HS1)/JS1或JL＝(X3HS0-X1HS1)/JS1，JL＜LNJY2时，将JL赋值并 记忆该料仓加料速度LNJY2。
步骤四，当激光料位测距仪接收到系统状态为搜寻状态时，脉冲激光用较短时 间采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％，其中N0为0的 个数.采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1和误差允许范围内的 有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其中N1为有效数据的个 数，并计算有效数据的平均值PH1作为距离数据，计算公式：PH1＝(YL1+YL2+… YLn)/N。当ZB1＜10％时将HP1数据辅助给保守数据X2HS1，当ZB1≥10％时，将 HP1数据辅助给基准数据J2HS1。分别将PH1赋值给基准数据J2HS0，或保守数 据X2HS0，表示当前数据和测量时环境状态。
步骤五，当激光料位测距仪接收到上位机发送加料指令时，脉冲激光模组用较 长时间约1000ms采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％， 其中N0为0的个数，计算原始数据的平均值QH1，QH1＝(Y1+Y2+Y3...+Yn)/N， 计算每个原始数据的误差值WCn，WCn＝|Yn-QH1|，计算离散值LSLH，LSLH＝ (WC1+WC1+WC3+WCn)/N，采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1 和误差允许范围内的有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其 中N1为有效数据的个数，并计算有效数据的平均值PH1，计算待机离散系数 LSDS1，LSDS1＝100*LSLH/PH1，将LSDS1与前数据的离散系数LSDS0做比较，当(LSDS1/LSDS0)≥N时，N为设置的倍数值，加料开始，JS0开始计时。并将J3HS1 转换为J3hS0，作为加料前的基准数据保存。(LSDS1/LSDS0)＜N时，加料尚未 开始。同时也取相位模组数据M2PH1。
当JS0＝0时，M2PH1≠0时，将M2PH1数据赋值给基准J3HS1，M2PH1＝0时，将 PH1数据赋值给基准J3HS1。
当JS0≠0时，计算料位下限值BXX，BXX＝J3HS0-JLS，当M2HP1≥BXX时，将M2PH1 赋值J3HS1，当M2PH1＜BXX，PH1≥BXX时，将PH1赋值J3HS1，当M2PH1＜BXX ，PH1＜BXX时，将BXX赋值X3HS1。
当该料仓加料基准速度LNJY1≠0时，BXX＝(J3HS0-(LNJY1*JS1))，当LNJY1＝0 ，LNJY2≠0时，BXX＝(J3HS0-(LNJY2*JS1))，当LNJY1＝0，LNJY2＝0时，BXX＝ (J3HS0-(GCJY*JS1))。
加料开始后，再计算停止离散系数LSTS1，LSTS1＝LSLH1*HP1，当(LSTS1/LSTS0)≥N时，N为设置的倍数值，加料结束，JS0停止计时并转换为JS1。
加料停止后，计算每秒变化值JL，当加料初始基准数据J3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0时，JL＝(J3HS0-J1HS1)/JS1，JL＞LNJY1时，将JL赋值并记忆该料仓加料 标准速度LNJY1。
当加料初始基准数据X3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0或X1HS1≠0时，JL＝ (X3HS0-J1HS1)/JS1或JL＝(X3HS0-X1HS1)/JS1，JL＜LNJY2时，将JL赋值并 记忆该料仓加料速度LNJY2。
判断料位数据M2PH1或PH1是否为基准数据，先计算平均值QH1、离散值LSLH1 和ZB1，用过滤算法取有效最大值YL1，再取YL1的有效范围值，取范围值的平 均值PH1，根据ZB1和LSDS1的设置将M2PH1或PH1分别赋值给基准数据和保守 数据。
加料模式时，利用脉冲激光数据判断加料的开始和停止，计算加料时间JS1 和待机离散系数LSDS1，当离散系数符合基准数据条件时，将相位模组数据赋值 给J3HS1或J1HS0，并计算加料开始与结束的料位差，即加料的料位变化，将料 位差除以加料JS1，计算出加料速度JL，将JL与原料仓加料最大基准速度LNJY1 或加料保守LNJY2比较，将符合条件的JL赋值给LNJY1或LNJY2。
加料时，计算出该料仓的加料有效下限值BXX，如果有该料仓的最大基准加料 速度LNJY1，BXX＝LNJY1*JS0，如果没有最大基准加料速度LNJY1，有LNJY2， BXX＝LNJY2*JS0，如果没有LNJY1和LNJY2，BXX＝(GCJY*JS0)/60，然后将M2PH1 与BXX比较，当M2PH1≥BXX时，将M2PH1赋值给J3HS1，当M2PH1＜BXX，PH1≥ BXX时，将PH1赋值给J3HS1，当M2PH1＜BXX，PH1＜BXX时，将BXX赋值给X3HS1。
相位激光采集数据更准确，相同灰尘密度环境，有更早获取实际料位距离的 特征，但是采集频率过低，高密度灰尘干扰时，需要3-5秒才能采集一次数据 ，而且不适合移动采集，脉冲激光采集频率高，适合移动测量，但是相对数据 准确度低，近距离数据偏差过大，通过两种波长分别为650nm相位激光与905nm 脉冲激光的配合，数据相互补充相互验证，甚至可以直接数据大小比对，判断 是否为基准数据。
本发明的有益效果，通过步骤一GCJY的设置，就可以在该料仓未建立加料 速度LNJY1或LNJY2时，有效的将最大变化值由一分钟平均的分配到每一秒， 为上位机控制提供一个有效的粗略数据，而通过步骤二的设置，判断出料车运 行状态，然后根据料车的状态选择不同的算法采集处理原始料位数据，以及料 位数据的上报。然后通过步骤三的计算，料车为待机状态，脉冲模组计算出状 态数据根据设置，将相位模组数据M2PH1选择赋值给J1HS0或X1HS0，JS1值不 等于0时，激光料位仪计算出加料变化速度JL，并用JL与该料仓保留的加料速 度值LNJY1或LNJY2做比较，根据设置将JL赋值给LNJY1或LNJY2；
然后通过步骤四的计算，过滤因移动震动等因素可能导致的异常数据，根据ZB1的设置选择将PH1赋值给J1HS0或J1HS1或X1HS0；然后通过步骤五的计算，过 滤因震动加料等因素导致的异常数据，根据ZB1的设置选择将M2PH1赋值给 J3HS1或X3HS1，根据LSDS1值的设置，判断加料是否开始，当加料开始时，将 J3HS1转换为J3HS0建立基准数据，将JS1转换为JS0，并开始累加，加料过程 中，根据LSTS1的判断，判断加料结束，当加料结束时，将JS0转换为JS1，并 计算JL，并用JL与该料仓保留的加料速度值LNJY1或LNJY2做比较，根据设置 将JL赋值给LNJY1或LNJY2；
如此避免现有技术中单一模组要么无法判断数据状态，采集频率过低，要么采 集数据不准确，扬尘时采集距离短的问题，650nm相位算法与905脉冲算法相互 补充相互验证。
通过ZB1和LSLH1的计算判断料位原始数据是否为基准数据，求出有效值 平均值PH1作为第二备用数据，基准数据的建立为虚拟数据提供高可靠的数据 基础。
通过各料仓加料时间的统计，不断计算和优化各料仓加料速度LNJY1或 LNJY2，下次加料时，更准确计算虚拟数据。
通过加料前基准数据的建立，计算加料料位变化下限值BXX的设置，对 M2PH1和PH1做判断，并当原始数据都是异常数据时，将将BXX赋值给X3HS1。
搜寻时，采用短时间采集原始数据，因为料车在料口正节点位置经过时间 较短，较短时间同时保证料车处于料口位置正节点位置时将料位数据转发给上 位机。搜寻采集的料位数据，对岗位工来说，作为粗略判断的依据。
加料或待机状态时，此时，料车处于料口正节点位置静止状态，长时间采 集可以保证数据的均衡性，增加数据精准度。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明做进一步的详述。
本实施例的一种采用两种波长激光配合测量料位数据的方法，包括如下步骤： 步骤一：设置激光料位测距仪1分钟最大变化值GCJY，
并将变化值平均分配至每秒，凑满最小分辨率予以显示，设每秒单位时间变化 值JLS，计算公式JLS＝GCJY/60；
步骤二，将激光料位测距仪安装于料车出料口内部或附近位置，并与上位机通 信连接，通过外部上位机下发的模式指令和ID号，分别设置为待机模式、搜寻 模式和加料模式，而且通过上位机数据转换实现料位数据的上报。
步骤三，当激光料位测距仪接收到上位机发送待机指令时，脉冲激光模组用较 长时间约1000ms采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％， 其中N0为0的个数，计算原始数据的平均值QH1，QH1＝(Y1+Y2+Y3...+Yn)/N， 计算每个原始数据的误差值WCn，WCn＝|Yn-QH1|，计算离散值LSLH，LSLH＝ (WC1+WC1+WC3+WCn)/N，采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1 和误差允许范围内的有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其 中N1为有效数据的个数，并计算有效数据的平均值PH1，计算待机离散系数 LSDS1，LSDS1＝100*LSLH/PH1，并取相位激光模组数据M2PH1。LSDS1≥15或 ZB1＜15％时将M2PH1数据辅助给保守数据X1HS1，当LSDS1＜15时或ZB1≥15％时 ，将M2PH1数据辅助给基准数据J1HS1。当加料时间JS1≠0时，计算每秒变化 值JL，当加料初始基准数据J3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0时，JL＝(J3HS0-J1HS1 )/JS1，JL＞LNJY1时，将JL赋值并记忆该料仓加料标准速度LNJY1。
当加料初始基准数据X3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0或X1HS1≠0时，JL＝ (X3HS0-J1HS1)/JS1或JL＝(X3HS0-X1HS1)/JS1，JL＜LNJY2时，将JL赋值并 记忆该料仓加料速度LNJY2。
步骤四，当激光料位测距仪接收到系统状态为搜寻状态时，脉冲激光用较短时 间采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％，其中N0为0的 个数.采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1和误差允许范围内的 有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其中N1为有效数据的个 数，并计算有效数据的平均值PH1作为距离数据，计算公式：PH1＝(YL1+YL2+… YLn)/N。当ZB1＜10％时将HP1数据辅助给保守数据X2HS1，当ZB1≥10％时，将 HP1数据辅助给基准数据J2HS1。分别将PH1赋值给基准数据J2HS0，或保守数 据X2HS0，表示当前数据和测量时环境状态。
步骤五，当激光料位测距仪接收到上位机发送加料指令时，脉冲激光模组用较 长时间约1000ms采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％， 其中N0为0的个数，计算原始数据的平均值QH1，QH1＝(Y1+Y2+Y3...+Yn)/N， 计算每个原始数据的误差值WCn，WCn＝|Yn-QH1|，计算离散值LSLH，LSLH＝ (WC1+WC1+WC3+WCn)/N，采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1 和误差允许范围内的有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其 中N1为有效数据的个数，并计算有效数据的平均值PH1，计算待机离散系数 LSDS1，LSDS1＝100*LSLH/PH1，将LSDS1与前数据的离散系数LSDS0做比较，当(LSDS1/LSDS0)≥N时，N为设置的倍数值，加料开始，JS0开始计时。并将J3HS1 转换为J3hS0，作为加料前的基准数据保存。(LSDS1/LSDS0)＜N时，加料尚未 开始。同时也取相位模组数据M2PH1。
当JS0＝0时，M2PH1≠0时，将M2PH1数据赋值给基准J3HS1，M2PH1＝0时，将 PH1数据赋值给基准J3HS1。
当JS0≠0时，计算料位下限值BXX，BXX＝J3HS0-JLS，当M2HP1≥BXX时，将M2PH1 赋值J3HS1，当M2PH1＜BXX，PH1≥BXX时，将PH1赋值J3HS1，当M2PH1＜BXX ，PH1＜BXX时，将BXX赋值X3HS1。
当该料仓加料基准速度LNJY1≠0时，BXX＝(J3HS0-(LNJY1*JS1))，当LNJY1＝0 ，LNJY2≠0时，BXX＝(J3HS0-(LNJY2*JS1))，当LNJY1＝0，LNJY2＝0时，BXX＝ (J3HS0-(GCJY*JS1))。
加料开始后，再计算停止离散系数LSTS1，LSTS1＝LSLH1*HP1，当(LSTS1/LSTS0)≥N时，N为设置的倍数值，加料结束，JS0停止计时并转换为JS1。
加料停止后，计算每秒变化值JL，当加料初始基准数据J3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0时，JL＝(J3HS0-J1HS1)/JS1，JL＞LNJY1时，将JL赋值并记忆该料仓加料 标准速度LNJY1。
当加料初始基准数据X3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0或X1HS1≠0时，JL＝ (X3HS0-J1HS1)/JS1或JL＝(X3HS0-X1HS1)/JS1，JL＜LNJY2时，将JL赋值并 记忆该料仓加料速度LNJY2。
作为改进的一种具体实施方式，
判断料位数据M2PH1或PH1是否为基准数据，先计算平均值QH1、离散值 LSLH1和ZB1，用过滤算法取有效最大值YL1，再取YL1的有效范围值，取范围 值的平均值PH1，根据ZB1和LSDS1的设置将M2PH1或PH1分别赋值给基准数据 和保守数据。
加料模式时，利用脉冲激光数据判断加料的开始和停止，计算加料时间JS1 和待机离散系数LSDS1，当离散系数符合基准数据条件时，将相位模组数据赋值 给J3HS1或J1HS0，并计算加料开始与结束的料位差，即加料的料位变化，将料 位差除以加料JS1，计算出加料速度JL，将JL与原料仓加料最大基准速度LNJY1 或加料保守LNJY2比较，将符合条件的JL赋值给LNJY1或LNJY2。
加料时，计算出该料仓的加料有效下限值BXX，如果有该料仓的最大基准加料 速度LNJY1，BXX＝LNJY1*JS0，如果没有最大基准加料速度LNJY1，有LNJY2， BXX＝LNJY2*JS0，如果没有LNJY1和LNJY2，BXX＝(GCJY*JS0)/60，然后将M2PH1 与BXX比较，当M2PH1≥BXX时，将M2PH1赋值给J3HS1，当M2PH1＜BXX，PH1≥ BXX时，将PH1赋值给J3HS1，当M2PH1＜BXX，PH1＜BXX时，将BXX赋值给X3HS1。
相位激光采集数据更准确，相同灰尘密度环境，有更早获取实际料位距离数 据的特征，但是采集频率过低，高密度灰尘时，需要3-5秒才能采集一次数据 ，而且不适合移动采集，脉冲激光采集频率高，适合移动测量，但是相对数据 准确度低，近距离数据偏差过大，通过两种波长分别为650nm相位激光与905nm 脉冲激光的配合，数据相互补充相互验证，甚至可以直接数据大小比对，判断 数据是否为基准数据。
综上所述，本实施例的方法，通过步骤一、步骤二、步骤三、步骤四和步 骤五的设置，便可以有效的实现根据料车不同的运行状态实行不同的料位数据 采集处理算法，如此便能够很好的解决现有技术中的因加料和下料干扰无法判 断数据真伪的问题，加料时不能实时采集料位数据的问题，不能移动测量料位 距离的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上 述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干 改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种采用两种波长激光配合测量料位距离的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：设置激光料位测距仪1分钟最大变化值GCJY，并将变化值平均分配至每秒，小于最小分辨率部分删除，设每秒单位时间变化值JLS，计算公式JLS＝GCJY/60；
步骤二，将激光料位测距仪安装于料车出料口内部或附近位置，通过位置采集器与上位机或PLC通信连接，通过外部位置采集器获取上位机或PLC的模式指令和料仓ID号，分别对应设置为待机模式、搜寻模式和加料模式，而且通过位置采集器位置类别的数据转换发送的设置，实现非料位数据的过滤以及料位数据上报；
步骤三，当激光料位测距仪接收到上位机发送待机指令时，脉冲激光模组用较长时间约1000ms采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％，其中N0为0的个数，计算原始数据的平均值QH1，QH1＝(Y1+Y2+Y3...+Yn)/N，计算每个原始数据的误差值WCn，WCn＝|Yn-QH1|，计算离散值LSLH，LSLH＝(WC1+WC1+WC3+WCn)/N，采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1和误差允许范围内的有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其中N1为有效数据的个数，并计算有效数据的平均值PH1，计算公式：PH1＝(YL1+YL2+…YLn)/N，计算待机离散系数LSDS1，LSDS1＝100*LSLH/PH1，并取相位激光模组数据M2PH1，LSDS1≥15或ZB1<15％时将M2PH1数据辅助给保守数据X1HS1，当LSDS1<15时或ZB1≥15％时，将M2PH1数据辅助给基准数据J1HS1，当加料时间JS1≠0时，计算每秒变化值JL，当加料初始基准数据J3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0时，JL＝(J3HS0-J1HS1)/JS1，JL>LNJY1时，将JL赋值并记忆该料仓加料标准速度LNJY1；
当加料初始基准数据X3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0或X1HS1≠0时，JL＝(X3HS0-J1HS1)/JS1或JL＝(X3HS0-X1HS1)/JS1，JL<LNJY2时，将JL赋值并记忆该料仓加料速度LNJY2；
步骤四，当激光料位测距仪接收到系统状态为搜寻状态时，脉冲激光用较短时间采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％，其中N0为0的个数.采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1和误差允许范围内的有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其中N1为有效数据的个数，并计算有效数据的平均值PH1作为距离数据，计算公式：PH1＝(YL1+YL2+…YLn)/N，当ZB1<10％时将HP1数据辅助给保守数据X2HS1，当ZB1≥10％时，将HP1数据辅助给基准数据J2HS1，分别将PH1赋值给基准数据J2HS0，或保守数据X2HS0，表示当前数据和测量时环境状态；
步骤五，当激光料位测距仪接收到上位机发送加料指令时，脉冲激光模组用较长时间约1000ms采集N个原始数据Yn，计算0的占比ZB0，ZB0＝N0/QZL*100％，其中N0为0的个数，计算原始数据的平均值QH1，QH1＝(Y1+Y2+Y3...+Yn)/N，计算每个原始数据的误差值WCn，WCn＝|Yn-QH1|，计算离散值LSLH，LSLH＝(WC1+WC1+WC3+WCn)/N，采用滤波算法删除异常数据，取有效数据最大值YL1和误差允许范围内的有效原始数据，计算有效数据的占比ZB1，ZB1＝N1/QZL，其中N1为有效数据的个数，并计算有效数据的平均值PH1，计算公式：PH1＝(YL1+YL2+…YLn)/N，计算待机离散系数LSDS1，LSDS1＝100*LSLH/PH1，将LSDS1与前数据的离散系数LSDS0做比较，当(LSDS1/LSDS0)≥N时，N为设置的倍数值，加料开始，JS0开始计时，并将J3HS1转换为33hS0，作为加料前的基准数据保存，(LSDS1/LSDS0)<N时，加料尚未开始，同时也取相位模组数据M2PH1，
当JS0＝0时，M2PH1≠0时，将M2PH1数据赋值给基准J3HS1，M2PH1＝0时，将PH1数据赋值给基准J3HS1；
当JS0≠0时，计算料位下限值BXX，BXX＝J3HS0-JLS，当M2HP1≥BXX时，将M2PH1赋值J3HS1，当M2PH1<BXX，PH1≥BXX时，将PH1赋值J3HS1，当M2PH1<BXX，PH1<BXX时，将BXX赋值X3HS1；
当该料仓加料基准速度LNJY1≠0时，BXX＝(J3HS0-(LNJY1*JS1))，当LNJY1＝0，LNJY2≠0时，BXX＝(J3HS0-(LNJY2*JS1))，当LNJY1＝0，LNJY2＝0时，BXX＝(J3HS0-(GCJY*JS1))；
加料开始后，再计算停止离散系数LSTS，LSTS＝LSHS*HP1，当(LSTS1/LSTS0)≥N时，N为设置的倍数值，加料结束，JS0停止计时并转换为JS1；
加料停止后，计算每秒变化值JL，当加料初始基准数据J3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0时，JL＝(J3HS0-J1HS1)/JS1，JL>LNJY1时，将JL赋值并记忆该料仓加料标准速度LNJY1；
当加料初始基准数据X3HS0≠0、待机基准J1HS1≠0或X1HS1≠0时，JL＝(X3HS0-J1HS1)/JS1或JL＝(X3HS0-X1HS1)/JS1，JL<LNJY2时，将JL赋值并记忆该料仓加料速度LNJY2。
2.根据权利要求1所述的一种采用两种波长激光配合测量料位距离的方法，其特征在于：
所述步骤三、四、五中的判断料位原始数据是否为基准数据的判断步骤如下：
步骤二一，平均值QH1和离散值LSLH1的计算，
步骤二二，有效值占比ZB1和待机离散系数LSDS1的计算，
步骤二三，过滤干扰数据，
步骤二四，将有效值累加，取平均值PH1；
步骤二五，根据ZB1及待机离散系数LSDS1将PH1选择赋值给基准数据和保守数据。
3.根据权利要求1所述的一种采用两种波长激光配合测量料位距离的方法，其特征在于：
所述步骤三、五中的各料仓加料速度的计算和优化：
步骤三一，加料开始和停止的判断，加料时间JS1的计算，
步骤三二，加料速度JL的计算，
步骤三三，JL与LNJY1或LNJY2的比较，
步骤三四，将JL赋值给LNJY1或LNJY2。
4.根据权利要求1所述的一种采用两种波长激光配合测量料位距离的方法，其特征在于：所述步骤五中的加料过程中原始数据是否为料位数据的判断步骤如下：
步骤四一，取有效下限值BXX
步骤四二，当M2PH1≥BXX时，将M2PH1赋值给J3HS1，
步骤四三，当M2PH1<BXX，PH1≥BXX时，将PH1赋值给J3HS1，
步骤四四，当M2PH1<BXX，PH1<BXX时，将BXX赋值给X3HS1。
5.根据权利要求1所述的一种采用两种波长激光配合测量料位距离的方法，其特征在于：
所述步骤三、五中的脉冲模组数据与相位模组数据相互补充与验证：
特点五一：脉冲模组保证数据样品数量与料车位移时可快速采集，
特点五二：相位模组保证测量的数据精准度，
特点五三：加料结束时，相位模组能较快获取料位距离数据，
特点五四：数据逻辑关联，判断彼此数据的准确性。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111189511A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-22 | 浙江中产科技有限公司 | 多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪及其测量方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2223840Y (zh) * | 1994-12-17 | 1996-04-03 | 石家庄焦化厂 | 一种激光料位测量装置 |
| CN102023045A (zh) * | 2010-10-18 | 2011-04-20 | 中国矿业大学(北京) | 一种非接触式煤仓煤位光电测量方法与装置 |
| CN203132648U (zh) * | 2013-01-11 | 2013-08-14 | 古富龙 | 一种储料库料位检测装置 |
| WO2014009068A1 (de) * | 2012-07-09 | 2014-01-16 | Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur laserbasierten bestimmung des füllstands eines füllguts in einem behälter |
| CN104316139A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-01-28 | 宁夏嘉翔自控技术有限公司 | 一种高架料仓的激光料位计料位系统 |
| CN104391302A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-04 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种矿山深孔溜井空高及料位的测量装置及方法 |
-
2017
- 2017-12-01 CN CN201711254489.5A patent/CN107907184B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2223840Y (zh) * | 1994-12-17 | 1996-04-03 | 石家庄焦化厂 | 一种激光料位测量装置 |
| CN102023045A (zh) * | 2010-10-18 | 2011-04-20 | 中国矿业大学(北京) | 一种非接触式煤仓煤位光电测量方法与装置 |
| WO2014009068A1 (de) * | 2012-07-09 | 2014-01-16 | Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur laserbasierten bestimmung des füllstands eines füllguts in einem behälter |
| CN203132648U (zh) * | 2013-01-11 | 2013-08-14 | 古富龙 | 一种储料库料位检测装置 |
| CN104316139A (zh) * | 2014-11-11 | 2015-01-28 | 宁夏嘉翔自控技术有限公司 | 一种高架料仓的激光料位计料位系统 |
| CN104391302A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-04 | 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 | 一种矿山深孔溜井空高及料位的测量装置及方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111189511A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-22 | 浙江中产科技有限公司 | 多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪及其测量方法 |
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