CN109341831A - 偏载检测系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种偏载检测系统及其使用方法，涉及偏载检测技术领域，包括：车速检测装置、物料高度检测装置、车厢感应装置和计算单元；通过车厢感应装置感应车厢，检测到运输设备车厢头部时车厢感应装置控制车速检测装置和物料高度检测装置开始工作，检测运输设备车厢的车速和车厢内物料的高度，并将此车速信息和物料高度信息传递至计算单元中，计算单元处理数据计算出车厢内物料的偏载重量，缓解了现有技术中存在的传统的偏载检测方法前提条件比较严格，技术不成熟，对环境要求苛刻，复杂成本较高，推广价值不高的技术问题，实现了自动、快速检测出车厢内物料是否发生偏载的技术效果。

Description

偏载检测系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及偏载检测技术领域，尤其是涉及一种偏载检测系统及其使用方法。

背景技术

偏载具体指运输设备车厢内承载物料呈不均匀状态分布且超出规定限度，偏载检测是保障行车安全的重要措施，偏载容易引发车辆断轴、切轴、侧翻等事故，特别是用于运送煤炭、矿石等散装物料的敞式货车在装载期间经常出现偏载情况，研究敞车的偏载检测具有重大意义。

偏载检测方法分为静态和动态两种。静态检测是在停车或非常缓慢行驶下是利用地衡对车厢进行称重，得到偏载重量；动态检测是利用传感器、电子仪器等对行驶中的车厢进行特征检测，从而得到偏载数据。由于测量行驶车辆的特点，动态检测具有明显的技术优势和试用范围，目前偏载检测技术比较多，彼此存在优劣势，也各自有适合应用的场景或空间，任何方式都有一定的局限性。

但是，静态方法是检测精度最高的，但前提条件比较严格，需要停车，因此多用于车站、卡口抽检，推广价值不高，动态方法实现移动列车的检测，但有些技术不成熟、有些对环境要求苛刻、也有一些系统复杂成本较高。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种偏载检测系统及其使用方法，以缓解了现有技术中存在的传统的偏载检测方法前提条件比较严格，技术不成熟，对环境要求苛刻，复杂成本较高，推广价值不高的技术问题。

本发明提供的偏载检测系统，包括：车速检测装置、物料高度检测装置、车厢感应装置和计算单元；

车速检测装置设置于运输设备行驶路线的侧边上，且车速检测装置与计算单元电连接，车速检测装置用于检测运输设备的行驶速度，并将此行驶速度信息传递至计算单元中；

物料高度检测装置设置于运输设备行驶路线的顶部，且物料高度检测装置与计算单元电连接，物料高度检测装置用于检测运输设备内物料的高度，并将此物料高度信息传递至计算单元中；

车厢感应装置设置于运输设备行驶路线的侧边上，且车厢感应装置与计算单元电连接，车厢感应装置用于感应运输设备，并将此感应信号传递至计算单元中，计算单元根据此感应信号对应控制车速检测装置和物料高度检测装置的数据记录的开始和结束。

进一步的，车厢感应装置包括两个对射传感器；

两个对射传感器分别设置于运输设备行驶路线的两侧上，两个对射传感器与计算单元电连接，两个对射传感器共同配合感应运输设备，并将此感应信号传递至计算单元中。

进一步的，偏载检测系统还包括第一安装组件；

第一安装组件设置为两个，两个第一安装组件分别与两个对射传感器连接，以支撑对射传感器。

进一步的，偏载检测系统还包括第二安装组件；

第二安装组件与车速检测装置连接，以支撑车速检测装置。

进一步的，偏载检测系统还包括第三安装组件；

第三安装组件与物料高度检测装置连接，以使物料高度检测装置位于运输设备行驶路线的顶部。

进一步的，车速检测装置、物料高度检测装置和车厢感应装置位于同一平面上。

进一步的，物料高度检测装置设置于运输设备的物料储存箱宽度方向的中线上。

进一步的，车速检测装置设置为测速雷达或图像测速装置中的任意一种。

进一步的，物料高度检测装置设置为激光扫描雷达。

本发明提供的偏载检测系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：当运输设备的头部触发对射传感器时，物料高度检测装置和车速检测装置开始记录相关数据，记录此刻的运输设备的位移为零；

步骤二：物料高度检测装置按设定频次对运输设备的车厢顶部进行扫描，根据扫描结果生成物料顶高曲线；

步骤三：车速检测装置实时测量运输设备的车厢移动速度，根据物料高度检测装置的扫描频次，计算每个扫描周期运输设备的车厢前进位移；

步骤四：当运输设备的车厢尾部触发对射传感器时，本节检测结束，停止记录数据；

步骤五：计算单元按每个扫描周期的车厢位移将顶高曲线还原成三维曲面，以曲面最高点和最低点为上下限，按车厢横向、纵向两个中轴线分为四个区域，分别计算区域内物料体积；

步骤六：根据四个区域的体积值，计算前后、左右偏载的体积量，结合已知的物料堆密度，计算出相应的偏载重量。

结合以上技术方案，本发明达到的有益效果在于：

本发明提供的偏载检测系统，包括：车速检测装置、物料高度检测装置、车厢感应装置和计算单元；

车速检测装置设置于运输设备行驶路线的侧边上，且车速检测装置与计算单元电连接，车速检测装置用于检测运输设备的行驶速度，并将此行驶速度信息传递至计算单元中；

物料高度检测装置设置于运输设备行驶路线的顶部，且物料高度检测装置与计算单元电连接，物料高度检测装置用于检测运输设备内物料的高度，并将此物料高度信息传递至计算单元中；

车厢感应装置设置于运输设备行驶路线的侧边上，且车厢感应装置与计算单元电连接，车厢感应装置用于感应运输设备，并将此感应信号传递至计算单元中，计算单元根据此感应信号对应控制车速检测装置和物料高度检测装置的数据记录的开始和结束。

通过车厢感应装置感应车厢，检测到运输设备车厢头部时车厢感应装置控制车速检测装置和物料高度检测装置开始工作，检测运输设备车厢的车速和车厢内物料的高度，并将此车速信息和物料高度信息传递至计算单元中，计算单元处理数据计算出车厢内物料的偏载重量，缓解了现有技术中存在的传统的偏载检测方法前提条件比较严格，技术不成熟，对环境要求苛刻，复杂成本较高，推广价值不高的技术问题，实现了自动、快速检测出车厢内物料是否发生偏载的技术效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的偏载检测系统的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的偏载检测系统带有第一安装组件、第二安装组件和第三安装组件的结构示意图。

图标：100-车速检测装置；200-物料高度检测装置；300-车厢感应装置；400-计算单元；500-第一安装组件；600-第二安装组件；700-第三安装组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本实施例提供的偏载检测系统的整体结构示意图；图2为本实施例提供的偏载检测系统带有第一安装组件、第二安装组件和第三安装组件的结构示意图。

如图1-2所示，本实施例提供的偏载检测系统，包括：车速检测装置100、物料高度检测装置200、车厢感应装置300和计算单元400；车速检测装置100设置于运输设备行驶路线的侧边上，且车速检测装置100与计算单元400电连接，车速检测装置100用于检测运输设备的行驶速度，并将此行驶速度信息传递至计算单元400中；物料高度检测装置200设置于运输设备行驶路线的顶部，且物料高度检测装置200与计算单元400电连接，物料高度检测装置200用于检测运输设备内物料的高度，并将此物料高度信息传递至计算单元400中；车厢感应装置300设置于运输设备行驶路线的侧边上，且车厢感应装置300与计算单元400电连接，车厢感应装置300用于感应运输设备，并将此感应信号传递至计算单元400中，计算单元400根据此感应信号对应控制车速检测装置100和物料高度检测装置200的数据记录的开始和结束。

进一步的，车速检测装置100、物料高度检测装置200和车厢感应装置300位于同一平面上。

进一步的，物料高度检测装置200设置于运输设备的物料储存箱宽度方向的中线上。

进一步的，车速检测装置100设置为测速雷达或图像测速装置中的任意一种。

进一步的，物料高度检测装置200设置为激光扫描雷达。

具体的，车厢感应装置300设置在运输设备的行驶路线的侧边，使车厢感应装置300发射出的感应射线垂直于运输设备的行驶路线，当运输设备的车厢头部触碰到车厢感应装置300发射出的感应射线时，车厢感应装置300发出控制信号，使物料高度检测装置200和车速检测装置100开始工作。

物料高度检测装置200设置于运输设备的行驶路线的顶部，且位于运输设备车厢宽度的中间位置，物料高度检测装置200发射出扇形的检测面，对运输设备车厢的物料进行高度检测，并将检测到的高度信息传递至计算单元400中。

车速检测装置100位于车厢感应装置300的下方，且车速检测装置100、车厢感应装置300和物料高度检测装置200处于同一竖直面上，保证检测的同步性，车速检测装置100实时检测车厢的移动速度，根据物料高度检测装置200定频时间，得出车厢在定频时间内车厢的位移距离，并将位移距离和物料高度数据进行结合，得出物料在车厢内的体积，以计算出车厢物料偏载。

另外，运输设备可以为火车，也可以为货车。

本实施例提供的偏载检测系统，包括：车速检测装置100、物料高度检测装置200、车厢感应装置300和计算单元400；车速检测装置100设置于运输设备行驶路线的侧边上，且车速检测装置100与计算单元400电连接，车速检测装置100用于检测运输设备的行驶速度，并将此行驶速度信息传递至计算单元400中；物料高度检测装置200设置于运输设备行驶路线的顶部，且物料高度检测装置200与计算单元400电连接，物料高度检测装置200用于检测运输设备内物料的高度，并将此物料高度信息传递至计算单元400中；车厢感应装置300设置于运输设备行驶路线的侧边上，且车厢感应装置300与计算单元400电连接，车厢感应装置300用于感应运输设备，并将此感应信号传递至计算单元400中，计算单元400根据此感应信号对应控制车速检测装置100和物料高度检测装置200的数据记录的开始和结束。通过车厢感应装置300感应车厢，检测到运输设备车厢头部时车厢感应装置300控制车速检测装置100和物料高度检测装置200开始工作，检测运输设备车厢的车速和车厢内物料的高度，并将此车速信息和物料高度信息传递至计算单元400中，计算单元400处理数据计算出车厢内物料的偏载重量，缓解了现有技术中存在的传统的偏载检测方法前提条件比较严格，技术不成熟，对环境要求苛刻，复杂成本较高，推广价值不高的技术问题，实现了自动、快速检测出车厢内物料是否发生偏载的技术效果。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例提供偏载检测系统中的车厢感应装置300包括两个对射传感器；两个对射传感器分别设置于运输设备行驶路线的两侧上，两个对射传感器与计算单元400电连接，两个对射传感器共同配合感应运输设备，并将此感应信号传递至计算单元400中。

进一步的，偏载检测系统还包括第一安装组件500；第一安装组件500设置为两个，两个第一安装组件500分别与两个对射传感器连接，以支撑对射传感器。

具体的，利用两个第一安装组件500将两个对射传感器固定，保证对射传感器的工作稳定性。

进一步的，偏载检测系统还包括第二安装组件600；第二安装组件600的一端与地面连接，第二安装组件600的另一端与车速检测装置100连接，以支撑车速检测装置100。

具体的，利用第二安装组件600将车速检测装置100连接，以将车速检测装置100固定，保证车速检测装置100的工作稳定性，并且第二安装组件600的长度小于第一安装组件500的长度，以使车速检测装置100位于对射传感器的下方。

另外，第一安装组件500和第二安装组件600均可以设置为多种，例如：伸缩杆、吊装杆和固定接头等，根据实际情况选择不同的第一安装组件500和第二安装组件600。

进一步的，偏载检测系统还包括第三安装组件700；第三安装组件700的一端与物料高度检测装置200连接，以使物料高度检测装置200位于运输设备行驶路线的顶部。

具体的，利用第三安装组件700将物料高度检测装置200支撑固定，保证物料高度检测装置200的工作稳定。

第三安装组件700可与第一安装组件500和第二安装组件600设置为相同装置，保证物料高度检测装置200固定，稳定工作即可。

本实施例提供的偏载检测系统，通过第一安装组件500、第二安装组件600和第三安装组件700的设置，使对射传感器、车速检测装置100和物料高度检测装置200位置固定，保证工作稳定性，保证检测数据的可靠性。

本实施例提供的偏载检测系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：当运输设备的头部触发对射传感器时，物料高度检测装置200和车速检测装置100开始记录相关数据，记录此刻的运输设备的位移为零；

步骤二：物料高度检测装置200按设定频次对运输设备的车厢顶部进行扫描，根据扫描结果生成物料顶高曲线；

步骤三：车速检测装置100实时测量运输设备的车厢移动速度，根据物料高度检测装置200的扫描频次，计算每个扫描周期运输设备的车厢前进位移；

步骤四：当运输设备的车厢尾部触发对射传感器时，本节检测结束，停止记录数据；

步骤五：计算单元400按每个扫描周期的车厢位移将顶高曲线还原成三维曲面，以曲面最高点和最低点为上下限，按车厢横向、纵向两个中轴线分为四个区域，分别计算区域内物料体积；

步骤六：根据四个区域的体积值，计算前后、左右偏载的体积量，结合已知的物料堆密度，计算出相应的偏载重量。

具体的，当运输设备的车厢头部与对射传感器发射的检测射线接触时，物料高度检测装置200和车速检测装置100开始工作，并将检测到的物料高度信息和车速信息传递至计算单元400中，当运输设备的车厢尾部与对射传感器发射的检测射线接触时，物料高度检测装置200和车速检测装置100停止工作，计算单元400根据物料高度信息和车速信息计算出运输设备车厢各区域内物料的体积，进而判断车厢内物料是否处于偏载装置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种偏载检测系统，其特征在于，包括：车速检测装置、物料高度检测装置、车厢感应装置和计算单元；

所述车速检测装置设置于运输设备行驶路线的侧边上，且所述车速检测装置与所述计算单元电连接，所述车速检测装置用于检测所述运输设备的行驶速度，并将此行驶速度信息传递至所述计算单元中；

所述物料高度检测装置设置于所述运输设备行驶路线的顶部，且所述物料高度检测装置与所述计算单元电连接，所述物料高度检测装置用于检测所述运输设备内物料的高度，并将此物料高度信息传递至所述计算单元中；

所述车厢感应装置设置于所述运输设备行驶路线的侧边上，且所述车厢感应装置与所述计算单元电连接，所述车厢感应装置用于感应所述运输设备，并将此感应信号传递至所述计算单元中，所述计算单元根据此感应信号对应控制所述车速检测装置和所述物料高度检测装置的数据记录的开始和结束。

2.根据权利要求1所述的偏载检测系统，其特征在于，所述车厢感应装置包括两个对射传感器；

两个所述对射传感器分别设置于所述运输设备行驶路线的两侧上，两个所述对射传感器与所述计算单元电连接，两个所述对射传感器共同配合感应所述运输设备，并将此感应信号传递至所述计算单元中。

3.根据权利要求2所述的偏载检测系统，其特征在于，还包括第一安装组件；

所述第一安装组件设置为两个，两个所述第一安装组件分别与两个所述对射传感器连接，以支撑所述对射传感器。

4.根据权利要求3所述的偏载检测系统，其特征在于，还包括第二安装组件；

所述第二安装组件与所述车速检测装置连接，以支撑所述车速检测装置。

5.根据权利要求1所述的偏载检测系统，其特征在于，还包括第三安装组件；

所述第三安装组件与所述物料高度检测装置连接，以使所述物料高度检测装置位于所述运输设备行驶路线的顶部。

6.根据权利要求1所述的偏载检测系统，其特征在于，所述车速检测装置、所述物料高度检测装置和所述车厢感应装置位于同一平面上。

7.根据权利要求1所述的偏载检测系统，其特征在于，所述物料高度检测装置设置于所述运输设备的物料储存箱宽度方向的中线上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的偏载检测系统，其特征在于，所述车速检测装置设置为测速雷达或图像测速装置中的任意一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的偏载检测系统，其特征在于，所述物料高度检测装置设置为激光扫描雷达。

10.一种偏载检测系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：当运输设备的头部触发对射传感器时，物料高度检测装置和车速检测装置开始记录相关数据，记录此刻的运输设备的位移为零；

步骤二：物料高度检测装置按设定频次对运输设备的车厢顶部进行扫描，根据扫描结果生成物料顶高曲线；

步骤三：车速检测装置实时测量运输设备的车厢移动速度，根据物料高度检测装置的扫描频次，计算每个扫描周期运输设备的车厢前进位移；

步骤四：当运输设备的车厢尾部触发对射传感器时，本节检测结束，停止记录数据；

步骤五：计算单元按每个扫描周期的车厢位移将顶高曲线还原成三维曲面，以曲面最高点和最低点为上下限，按车厢横向、纵向两个中轴线分为四个区域，分别计算区域内物料体积；

步骤六：根据四个区域的体积值，计算前后、左右偏载的体积量，结合已知的物料堆密度，计算出相应的偏载重量。