CN108180947B - 一种不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法，通过物料品质采集装置采集车厢内物料的重量信息、物料的流体积以及随机点物料的代表品质，并将重量信息、流体积和代表品质上传至工业计算机进行数据处理、逻辑运算，获得车厢内物料的理论品质值，进而对车厢内物料的整体品质做出评价。优点在于：本发明将现有的从单一角度进行检测的成熟技术进行整合，将整体的重量、整体的体积与局部的品质采样值相关联，进而实现对车厢内物料的整体品质做出评价。本发明为不规则散堆状运动物料的品质提供了一种评价标准，能够精准、全面、客观的对不规则散堆状运动物料的品质进行标定，且方法简单、实用、操作方便。
Description
技术领域：
本发明涉及品质检测技术领域，更具体地，涉及一种不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法。
背景技术：
物料的各项检测指标是物料品质评价的重要依据，当前，许多工业及能源领域的生产需要在运动过程中对不规则的散堆状物料进行品质标定。与规则物体的检测不同，不规则的散堆状物料大多是连续、混杂的，它们的品质合格与否，往往通过三个方面来进行评价，即重量检测、体积检测和品质检测。重量检测主要是通过安装在物料运输通道下方的地磅、皮带秤等进行整体测重，这种检测方法较为精准，但是无法对物料内部情况进行检测；体积检测主要是通过将待检测的散堆状物料装入特定容器内进行检测，目前还没有一个针对实时流体积的精准测量方法；品质检测主要通过在线精准采样机，实现对所采样品的全面分析，但采样机只能取部分物料作为样品进行检测分析，存在检测不到的盲区。
上述方法仅能从某一角度进行检测，对于检测结果无法进行相互校验，其检测的准确性有待商榷，且重量和体积检测是属于整体的连续检测值，而品质抽样检测属于局部的离散检测值，没有一个合适的关联机制可以将三种独立的检测方法有机的结合起来。而且在生产过程中，对物料的各单项性质进行检测，往往存在所得的检测结论并不一致的情况，因而需要一种直观有效的方法来综合评价物料的品质，以解决上述问题。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种方法简单、实用的不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法。
本发明由如下技术方案实施：
一种不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法，通过物料品质采集装置采集车厢内物料的重量信息、物料的流体积以及随机点物料的代表品质，并将所述重量信息、所述流体积和所述代表品质上传至工业计算机进行数据处理、逻辑运算，获得所述车厢内物料的理论品质值，进而对所述车厢内物料的整体品质做出评价，由工业计算机控制报警器是否报警。
进一步的，所述物料品质采集装置包括安装在物料运输通道下方的称重装置、安装在物料运输通道上方的激光雷达测量装置、采样机、所述工业计算机以及所述报警器；所述称重装置、所述激光雷达测量装置和所述采样机均与所述工业计算机的输入端连接，所述报警器与所述工业计算机的输出端连接；所述称重装置用于采集所述车厢内物料的所述重量信息，所述激光雷达测量装置用于采集所述车厢内物料的流体积，所述采样机用于采集所述车厢内随机点物料的代表品质。
进一步的，所述车厢内物料的整体品质评价方法的具体步骤为：
1)当所述车厢以适当的速度穿过物料运输通道时,利用所述称重装置，实时测量出所述车厢内物料的重量m；
2)利用所述激光雷达测量装置对所述车厢内的物料进行扫描，实时测量出散堆状运动物料每一个截面的面积，设截取物料运动的时间为t，通过积分的方式计算出运动物料的流体积v
式(1)中，La代表所述激光雷达测量装置与所述车厢沿宽度方向的一侧的所述车厢内侧壁的顶端的长度，Lb代表所述激光雷达测量装置与所述车厢沿宽度方向的另一侧的所述车厢内侧壁的顶端的长度，α代表La与竖直方向所成的夹角，β代表Lb与竖直方向所成的夹角；v代表所述车厢的移动速度；H高代表第n次扫描时对应的物料高度，且
式(2)中，Hn代表第n次扫描步长发出的射线与物料层交叉点对应的物料层高度，且
Hn＝H-Lncosγn-h (3)
式(3)中，H代表所述激光雷达测量装置的安装高度，Ln代表第n次扫描步长发出的射线距离该交叉点的物理距离，γn代表第n次扫描射线与竖直方向的夹角，h代表所述车厢的厢底距离地面的高度；
3)所述车厢内物料所具有的整体实时宏观品质值RTMQ为
式(4)中，RTMQ(Real Time Macroscopic Quality)，代表物料的整体实时宏观品质值，km值、kv值分别代表物料质量与物料体积的“个性化”误差阈值，该阈值的选取主要影响因子为物料的品种、产地；n值表示误差修正，表示该种评价方法与被评价对象之间的差值矫正，是一个经验值，需长期的数据积累与分析来标定该值的取值范围；
4)根据采样机取所述车厢内的部分物料作为样品进行检测分析，得出所述车厢中随机点物料的代表品质P采样；
5)对随机点品质P采样与整体计算的品质值RTMQ进行比较：
D＝|P实测-P采样| (5)
式(5)中，D代表物料的整体实时宏观品质值与随机点物料的代表品质值之间的偏差量，如D超出系统设定阈值，则报警器6进行报警。
进一步的，所述称重装置为地磅。
本发明的优点：
本发明将现有的从单一角度进行检测的成熟技术进行整合，将整体的重量、整体的体积与局部的品质采样值相关联，通过整体的重量、体积计算出物料的理论品质值，将理论品质值与通过采样机采集到的随机点物料的代表品质值进行比较，如果二者的差值超过阈值，则代表车厢内物料的整体品质不合格，由工业计算机控制报警器是否报警。本发明为不规则散堆状运动物料的品质提供了一种评价标准，能够精准、全面、客观的对不规则散堆状运动物料的品质进行标定，且方法简单、实用、操作方便。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的装置示意图；
图2是沿车厢长度向的物料剖面示意图；
图3是沿车厢宽度方向的物料剖面示意图；
图4是本发明的控制原理图。
图中：称重装置1、车厢2、激光雷达测量装置3、采样机4、工业计算机5、报警器6。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1—图4所示的一种不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法，通过物料品质采集装置采集车厢2内物料的重量信息、物料的流体积以及随机点物料的代表品质，并将重量信息、流体积和代表品质上传至工业计算机5进行数据处理、逻辑运算，获得车厢2内物料的理论品质值，进而对车厢2内物料的整体品质做出评价，由工业计算机5控制报警器6是否报警，而在实际应用中，车厢2也可以替换为传送带或料斗。
物料品质采集装置包括安装在物料运输通道下方的称重装置1、安装在物料运输通道上方的激光雷达测量装置3、采样机4、工业计算机5以及报警器6；称重装置1、激光雷达测量装置3和采样机4均与工业计算机5的输入端连接，报警器6与工业计算机5的输出端连接；称重装置1用于采集车厢2内物料的重量信息，激光雷达测量装置3用于采集车厢2内物料的流体积，采样机4用于采集车厢2内随机点物料的代表品质；称重装置1为地磅。
车厢2内物料的整体品质评价方法的具体步骤为：
1)当车厢2以适当的速度穿过物料运输通道时,利用称重装置1，实时测量出车厢2内物料的重量m；
2)利用激光雷达测量装置3对车厢2内的物料进行扫描，实时测量出散堆状运动物料每一个截面的面积，设截取物料运动的时间为t，通过积分的方式计算出运动物料的流体积v
式(1)中，La代表激光雷达测量装置3与车厢2沿宽度方向的一侧的车厢2内侧壁的顶端的长度，Lb代表激光雷达测量装置3与车厢2沿宽度方向的另一侧的车厢2内侧壁的顶端的长度，α代表La与竖直方向所成的夹角，β代表Lb与竖直方向所成的夹角；代表车厢2的移动速度；H高代表第n次扫描时对应的物料高度，且
式(2)中，Hn代表第n次扫描步长发出的射线与物料层交叉点对应的物料层高度，且
Hn＝H-Lncosγn-h (3)
式(3)中，H代表激光雷达测量装置3的安装高度，Ln代表第n次扫描步长发出的射线距离该交叉点的物理距离，γn代表第n次扫描射线与竖直方向的夹角，h代表车厢2的厢底距离地面的高度；
3)车厢2内物料所具有的整体实时宏观品质值RTMQ为
式(4)中，RTMQ(Real Time Macroscopic Quality)，代表物料的整体实时宏观品质值，km值、kv值分别代表物料质量与物料体积的“个性化”误差阈值，该阈值的选取主要影响因子为物料的品种、产地；n值表示误差修正，表示该种评价方法与被评价对象之间的差值矫正，是一个经验值，需长期的数据积累与分析来标定该值的取值范围；
4)根据采样机4取车厢2内的部分物料作为样品进行检测分析，得出车厢2中随机点物料的代表品质P采样；
5)对随机点品质P采样与整体计算的品质值RTMQ进行比较：
D＝|P实测-P采样| (5)
式(5)中，D代表物料的整体实时宏观品质值与随机点物料的代表品质值之间的偏差量，如D超出系统设定阈值，则报警器6进行报警。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法，其特征在于，通过物料品质采集装置采集车厢内物料的重量信息、物料的流体积以及随机点物料的代表品质，并将所述重量信息、所述流体积和所述代表品质上传至工业计算机进行数据处理、逻辑运算，获得所述车厢内物料的理论品质值，进而对所述车厢内物料的整体品质做出评价，由工业计算机控制报警器是否报警；
所述车厢内物料的整体品质评价方法的具体步骤为：
1)当所述车厢以适当的速度穿过物料运输通道时,利用称重装置，实时测量出所述车厢内物料的重量m；
2)利用激光雷达测量装置对所述车厢内的物料进行扫描，实时测量出散堆状运动物料每一个截面的面积，设截取物料运动的时间为t，通过积分的方式计算出运动物料的流体积v，
式(1)中，La代表所述激光雷达测量装置与所述车厢沿宽度方向的一侧的所述车厢内侧壁的顶端的长度，Lb代表所述激光雷达测量装置与所述车厢沿宽度方向的另一侧的所述车厢内侧壁的顶端的长度，α代表La与竖直方向所成的夹角，β代表Lb与竖直方向所成的夹角；v代表所述车厢的移动速度；H高代表第n次扫描时对应的物料高度，且
式(2)中，Hn代表第n次扫描步长发出的射线与物料层交叉点对应的物料层高度，且
Hn＝H-Lncosγn-h (3)
式(3)中，H代表所述激光雷达测量装置的安装高度，Ln代表第n次扫描步长发出的射线距离该交叉点的物理距离，γn代表第n次扫描射线与竖直方向的夹角，h代表所述车厢的厢底距离地面的高度；
3)所述车厢内物料所具有的整体实时宏观品质值RTMQ为
式(4)中，RTMQ(RealTimeMacroscopicQuality)，代表物料的整体实时宏观品质值，km值、kv值分别代表物料质量与物料体积的“个性化”误差阈值，该阈值的选取主要影响因子为物料的品种、产地；n值表示误差修正，表示该种评价方法与被评价对象之间的差值矫正，是一个经验值，需长期的数据积累与分析来标定该值的取值范围；
4)根据采样机取所述车厢内的部分物料作为样品进行检测分析，得出所述车厢中随机点物料的代表品质P采样；
5)对随机点品质P采样与整体计算的品质值RTMQ进行比较：
D＝|P实测-P采样| (5)
式(5)中，D代表物料的整体实时宏观品质值与随机点物料的代表品质值之间的偏差量，如D超出系统设定阈值，则报警器进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法，其特征在于，所述物料品质采集装置包括安装在物料运输通道下方的称重装置、安装在物料运输通道上方的激光雷达测量装置、采样机、所述工业计算机以及所述报警器；所述称重装置、所述激光雷达测量装置和所述采样机均与所述工业计算机的输入端连接，所述报警器与所述工业计算机的输出端连接；所述称重装置用于采集所述车厢内物料的所述重量信息，所述激光雷达测量装置用于采集所述车厢内物料的流体积，所述采样机用于采集所述车厢内随机点物料的代表品质。
3.根据权利要求2所述的一种不规则散堆状运动物料品质的综合评价方法，其特征在于，所述称重装置为地磅。
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