CN109827646A - 用于粉体物料的称重方法及称重装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于粉体物料的称重方法，包括：将粉体物料装填入长方体状料槽内，并捣固成具有预定密度的饼状固体；利用照相机拍摄料槽及其内的饼状固体的侧面图像，在拍摄期间，照相机相对于料槽的位置固定；将拍摄的侧面图像进行A/D转换；将经过A/D转换的侧面图像与基准图像比较，以获取关于饼状固体的各单元的单位长度和高度的数字信息，并根据饼状固体的预定密度，计算出每个单元的重量；计算所有单元的重量之和，得到饼状固体的总重量。本发明还公开一种用于粉体物料的称重装置，其包括：长方体状料槽、照相机、图像采集卡及计算机。本发明可有效降低成本。

Description

用于粉体物料的称重方法及称重装置

技术领域

本发明涉及称重技术领域，尤其涉及一种用于粉体物料的称重方法及称重装置。

背景技术

在捣固炼焦设备中，装煤车的主要作用是将煤粉混合料捣固成固定密度的煤饼送入炭化室进行炼焦，其中煤饼重量是焦化厂的一个重要产量指标。目前，多数焦化厂采用传统的轨道称对煤饼重量称重，即在装煤车轨道下放置轨道称，先称空车时的重量，再称捣固完煤饼后的重量，二者相减得到煤饼的重量。由于负载高达500吨，因此轨道称的成本很高。

因此，本领域需要一种用于捣固煤饼的称重方法及称重装置，其可节约成本。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种用于粉体物料的称重方法及称重装置，其也可适用于煤粉混合料或捣固煤饼，并且可有效降低成本。本发明可通过照相机采集捣固完成后的煤饼等饼状固体的图像，然后通过A/D转换，产生图像数据，然后通过对图像数据应用边缘检测算法获得饼状固体各处高度，对上述高度进行积分以获得整个饼状固体体积，再乘以密度，从而得到饼状固体的重量。

一般而言，煤捣固工艺是指利用专门的煤捣固机械，把装炉煤在装入焦炉前捣固成煤饼，提高散密度后装炉的一种炼焦煤准备特殊技术措施。

一般而言，图像边缘是指图像局部特性的不连续性，因为图像边缘是图像的重要特征之一，而边缘存在于图像的不规则结构和不平稳现象中，也即存在于信号的突变处，这些点给出了图像轮廓的位置，因此经常需要在对图像检测时提取它的边缘；而边缘检测算法，一般是指用计算机对图像的边缘进行处理。

为此，一方面，本发明公开一种用于粉体物料的称重方法，其中，所述称重方法包括：

首先，将粉体物料装填入敞口的长方体状料槽内，并捣固成具有预定密度的饼状固体；

下一步，利用照相机拍摄料槽及其内的饼状固体的侧面图像，其中，在拍摄期间，照相机相对于料槽的位置固定；以及，在拍摄前，预先记录拍摄图像的图像尺寸与拍摄对象的实际尺寸的比例，然后根据拍摄图像的像素将拍摄图像划分为多个长方形单元，并基于所述比例计算和标定各单元的各像素点所代表的单元的单位长度和高度位置，且将已标定的拍摄图像作为基准图像；

下一步，将拍摄的侧面图像进行A/D转换；

下一步，将经过A/D转换的侧面图像与基准图像比较，以获取关于饼状固体的各单元的单位长度和高度的数字信息，并根据饼状固体的预定密度，计算出每个单元的重量；以及

下一步，计算所有单元的重量之和，得到饼状固体的总重量。

在一示例中，料槽的内腔可涂覆与饼状固体区别明显的颜色。在粉体物料为煤粉混合物的示例中，长方体状料槽的内腔可优选地涂覆为银色。

在一示例中，照相机可以是CCD照相机或CMOS照相机。

在一示例中，在将拍摄的所述侧面图像进行A/D转换的步骤中，可利用图像采集卡转换。

在一示例中，在上述的计算每个单元的重量的步骤中，

可提取每个单元的多个边界像素点的高度值，以计算每个单元的所述多个边界像素点的平均高度值，作为每个单元的平均高度；

下一步，可计算每个单元的平均高度与相应的单位长度和料槽宽度三者的乘积，得到每个单元的体积；

下一步，可计算每个单元的体积与饼状固体的预定密度之积，得到每个单元的重量。

在一示例中，各单元的单位长度可相同或不相同。

在一示例中，可利用计算机计算经A/D转换后获取的数字信息。

另一方法，本发明公开一种利用上述各示例中称重方法称重的用于粉体物料的称重装置，其中，所述称重装置包括：

长方体状料槽，其具有敞开开口，用于装填入具有预定密度的饼状固体；

照相机，其相对于料槽设置于固定位置，用于拍摄料槽的侧面图像；

图像采集卡，用于将从照相机输送来的拍摄图像进行A/D转换，以获得拍摄图像的数字信息；

计算机，用于将从图像采集卡输送来的经过A/D转换后的数字信息进行计算。

在一示例中，在称重装置上方可安装有照明装置。

根据本发明实施方式提供的用于粉体物料的称重方法和称重装置，与传统的捣固煤饼轨道称称重方法相比，可以有效降低成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施方式的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为根据本发明一实施方式的用于粉体物料的称重方法的流程图；

图2示意性示出根据本发明另一实施方式的用于粉体物料的称重装置的各组成部件；以及

图3示意性解释根据本发明一实施方式的称重方法中的计算饼状固体的总重量的方法。

附图标记说明

1：料槽；2：照相机；3：图像采集卡；4：计算机；

Δx、Δx1、Δx2、Δx3：单位长度；

h1、h2、h3、h4、h5、h6：高度。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施方式及相应附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本发明实施方式，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它实施方式，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施方式提供的技术方案。

参见图1至3，一方面，根据本发明一实施方式，提供一种用于粉体物料的称重方法，其中，所述称重方法包括：

首先，将粉体物料装填入敞口的长方体状料槽1内，并捣固成具有预定密度的饼状固体；

下一步，利用照相机2拍摄料槽1及其内的饼状固体的侧面图像，其中，在拍摄期间，照相机2相对于料槽1的位置固定；以及，在拍摄前，预先记录拍摄图像的图像尺寸与拍摄对象的实际尺寸的比例，然后根据拍摄图像的像素将拍摄图像划分为多个长方形单元，并基于所述比例计算和标定各单元的各像素点所代表的单元的单位长度和高度位置，且将已标定的拍摄图像作为基准图像；

下一步，将拍摄的侧面图像进行A/D转换；

下一步，将经过A/D转换的侧面图像与基准图像比较，以获取关于饼状固体的各单元的单位长度和高度的数字信息，并根据饼状固体的预定密度，计算出每个单元的重量；以及

下一步，计算所有单元的重量之和，得到饼状固体的总重量。

参见图2，在一示例中，料槽1的内腔可涂覆与饼状固体区别明显的颜色。例如，在粉体物料为煤粉混合物、饼状固体为煤饼的情况下，长方体状料槽1的内腔可涂覆为银色，以与煤饼明显区分。料槽1装煤后，煤饼的上表面可与内腔形成明显的交界线，从而便于照相机2采集煤饼的图像。

在一优选示例中，照相机2是CCD照相机。在另一示例中，照相机2也可是CMOS照相机。

照相机2拍照时，相对料槽1的位置固定，用于拍摄料槽1的一个侧面。

在一示例中，在将拍摄的料槽1的侧面图像进行A/D转换的步骤中，利用图像采集卡3转换。

在计算每个单元的重量时可应用边缘检测算法。

参见图3，在一示例中，在计算每个单元的重量的步骤中，

提取每个单元的多个边界像素点的高度值，以计算每个单元的所述多个边界像素点的平均高度值，作为每个单元的平均高度；

下一步，计算每个单元的平均高度与相应的单位长度和料槽1宽度三者的乘积，得到每个单元的体积；

下一步，计算每个单元的体积与饼状固体的预定密度之积，得到每个单元的重量。

典型地，可利用计算机4计算经A/D转换后获取的数字信息。

参见图3，各单元的单位长度Δx1、Δx2、Δx3……可相同，也可不相同。

再次参见图3，另一方面，根据本发明另一实施方式，提供一种利用上述称重方法称重的用于粉体物料的称重装置，其中，称重装置包括：

长方体状料槽1，其具有敞开开口，用于装填入具有预定密度的饼状固体；

照相机2，其相对于料槽1设置于固定位置，用于拍摄料槽1的侧面图像；

图像采集卡3，用于将从照相机2输送来的拍摄图像进行A/D转换，以获得拍摄图像的数字信息；

计算机4，用于将从图像采集卡3输送来的经过A/D转换后的数字信息进行计算。

举例而言，参见图3，单位长度Δx1内的饼状固体重量的计算方法为：

单位长度Δx1内的饼状固体重量＝(h2+h3)/2×Δx1×料槽宽度×饼状固体的密度。

单位长度Δx2内的饼状固体重量的计算方法为：

单位长度Δx2内的饼状固体重量＝(h3+h4+h3)/3×Δx2×料槽宽度×饼状固体的密度。

单位长度Δx3的饼状固体重量的计算方法为：

单位长度Δx3的饼状固体重量＝(h3+h2+h1)/3×Δx3×料槽宽度×饼状固体的密度。

饼状固体的总重量为所有单位长度Δx内的饼状固体重量之和。

由于操作环境的光照不同，为保证顺利提取到料槽1侧面图像的边界像素点，可在料槽1上方安装照明灯。

在一示例中，上述粉体物料是煤粉混合物，饼状固体是煤饼或捣固煤饼。然而，本发明可不局限于此，例如，上述粉体物料可以是沙土，饼状固体可以是沙土饼。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式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方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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方式技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于粉体物料的称重方法，其特征在于，包括：

首先，将粉体物料装填入敞口的长方体状料槽内，并捣固成具有预定密度的饼状固体；

下一步，利用照相机拍摄料槽及其内的饼状固体的侧面图像，其中，在拍摄期间，照相机相对于料槽的位置固定；以及，在拍摄前，预先记录拍摄图像的图像尺寸与拍摄对象的实际尺寸的比例，然后根据拍摄图像的像素将拍摄图像划分为多个长方形单元，并基于所述比例计算和标定各单元的各像素点所代表的单元的单位长度和高度位置，且将已标定的拍摄图像作为基准图像；

下一步，将拍摄的侧面图像进行A/D转换；

下一步，将经过A/D转换的侧面图像与基准图像比较，以获取关于饼状固体的各单元的单位长度和高度的数字信息，并根据饼状固体的预定密度，计算出每个单元的重量；以及

下一步，计算所有单元的重量之和，得到饼状固体的总重量。

2.如权利要求1所述的用于粉体物料的称重方法，其特征在于，料槽的内腔涂覆与饼状固体区别明显的颜色。

3.如权利要求2所述的用于粉体物料的称重方法，其特征在于，长方体状料槽的内腔涂覆为银色。

4.如权利要求1所述的用于粉体物料的称重方法，其特征在于，照相机是CCD照相机或CMOS照相机。

5.如权利要求1所述的用于粉体物料的称重方法，其特征在于，在将拍摄的所述侧面图像进行A/D转换的步骤中，利用图像采集卡转换。

6.如权利要求1所述的用于粉体物料的称重方法，其特征在于，在所述的计算每个单元的重量的步骤中，

提取每个单元的多个边界像素点的高度值，以计算每个单元的所述多个边界像素点的平均高度值，作为每个单元的平均高度；

下一步，计算每个单元的平均高度与相应的单位长度和料槽宽度三者的乘积，得到每个单元的体积；

下一步，计算每个单元的体积与饼状固体的预定密度之积，得到每个单元的重量。

7.如权利要求1所述的用于粉体物料的称重方法，其特征在于，各单元的单位长度相同或不相同。

8.如权利要求1所述的用于粉体物料的称重方法，其特征在于，利用计算机计算经A/D转换后获取的数字信息。

9.一种利用如权利要求1至8中任一项所述的称重方法称重的用于粉体物料的称重装置，其特征在于，包括：

长方体状料槽，其具有敞开开口，用于装填入具有预定密度的饼状固体；

照相机，其相对于料槽设置于固定位置，用于拍摄料槽的侧面图像；

图像采集卡，用于将从照相机输送来的拍摄图像进行A/D转换，以获得拍摄图像的数字信息；

计算机，用于将从图像采集卡输送来的经过A/D转换后的数字信息进行计算。

10.如权利要求9所述的用于粉体物料的称重装置，其特征在于，在称重装置上方安装有照明装置。