CN111189511A - 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 - Google Patents
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Abstract
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，包括料位仪壳体和激光测量装置，激光测量装置设置在料位仪壳体内，激光测量装置上设有用于采集原始数据的激光模组和处理单元，激光测量装置将激光模组采集的原始数据经处理单元处理后，将料位数据传输至上位机，料位仪壳体一端设有至少两处激光测量口，每处激光测量口内均设有至少一个激光模组。优点在于，三个不同特性的激光测量口分别处于不同水平线上或不同垂直线上，激光料位仪移动测量或固定测量时，如果其中一个或多个激光模组激光束路径被现场落料口格状保护设施遮挡，未被遮挡的激光模组通过不同模组或不同时间的原始数据进行相互验证，达到移动或固定有效测量的效果。
Description
技术领域
本发明涉及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。
背景技术
现有的料位数据测量主要采用固定式安装，一个工位安装一个料位设备，料位设备非接触式一般有雷达、超声波和激光几种，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变化特性、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，目前最常用的高频雷达，目前基本以提高高频雷达的工作频率，提高穿尘能力为研究方向，没有严格意义上定位于多工位料位测量的料位仪。
接触式的有重锤法、阻旋开关等，在重工业环境，重锤法测量时间慢，加料时不能检测，阻旋开关一般做高低料位保护，没有料位线性数据，接触式测量使用寿命短。
而现有技术为保证数据采集的准确性，采集固定式安装，而且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，由于应用领域工作环境较为恶劣复杂，移动测量不仅对测量频率有较高要求，而且存在发射的波或光路径被落料口格状保护设施阻挡的可能，将极大影响测量的有效性和准确性，测量数据的准确性无法得到验证。
以上技术不能很好实现料位的采集，也无法对原始数据可信度判断，更不能对落料开始完成判断，一个设备对应一个工位的测量方式，造成料位采集投入成本高，维护成本很高，企业难以承受，目前绝大部分车间的料位采用人工目测的方法采集。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种可移动采集，多组数据相互印证，数据更加准确的多模组不同波长组合的激光料位仪。
为实现上述目的，本发明通过下述技术方案得以解决：多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪，包括料位仪壳体和激光测量装置，激光测量装置上设有用于采集料位数据的激光模组和处理单元，激光测量装置将激光模组采集的料位数据给处理单元，处理单元对料位数据进行处理，然后将料位数据传输至上位机，料位仪壳体一端设有至少两处激光测量口，每处激光测量口内均设有至少一个激光模组。
进一步地，激光测量口共设有三个，设置在激光测量口内的激光模组分别为A1激光模组、A2激光模组和B激光模组。
进一步地，A1激光模组和A2激光模组为相位法激光模组，B激光模组为脉冲法激光模组，A1激光模组和A2激光模组分别设置在B激光模组的两侧。
进一步地，A1激光模组、A2激光模组以及B激光模组，三个激光模组的激光发射点分别处于不同水平线或不同垂直线上。
进一步地，B激光模组相对于A1激光模组和A2激光模组处于中线水平线上，A1激光模组和A2激光模组分别处于相对于B激光模组相向的两条水平线上。
进一步地，A1激光模组和A2激光模组的激光中心波长为650nm，B激光模组的激光中心波长为905nm。
本发明还提供了适于上述多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪的测量方法：包括以下步骤：
步骤一：将料位仪安装在布料小车上或单独轨道上，或固定安装；
步骤二：利用上位机的指令计算出工作模式，并在该工作模式设定料位值允许同模组绝对误差值c1和不同模组差C2，以及允许相对误差d，并设置相应的时长采集3个模组的原始数据，并根据料位仪安装高度和料仓深度设置有效料位最小值h1和最大值h3，设置当前料位值h2；
步骤三：处理单元在设置的时间更新数据前，按设置条件将b12赋值给b13，b11赋值给b12，将a12赋值给a13，a11赋值给a12，将a22赋值给a23，a21赋值给a22，再利用B激光模组采集原始值计算出当前料位数据b11，将A1激光模组采集料位值a11，A2激光模组采集料位值a21；
步骤四：如a11满足设置的数据要求，即大于h1小于h3，分别取A1激光模组的料位值a11与a12、a13的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取a11为料位值，或不成立，如a21满足设置的数据要求，即大于h1小于h3，分别取A2激光模组的料位值a21与a22、a23的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取a21为料位值，或不成立，如b11满足设置的数据要求，即当h2等于0时，大于h1小于h3，当h2大于0时，大于等于h2小于h3，分别取B激光模组的料位值b11与b12、b13的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取b11为料位值；
步骤五：如以上方法都无法验证数据可信，则上报异常代码。
本发明的有益之处在于：将传统的激光料位仪的激光测量口从一个增设至三个，并在每个激光测量口内设置激光模组，激光模组分别采用中心波长为650nm的相位法激光模组和中心波长905nm的脉冲法激光模组，相位法激光模组采集数据更准确，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，有时没有回复有效数据，甚至可能产生异常数据，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，可能采集浮尘的距离值，通过两种中心波长分别为650nm相位法激光与905nm脉冲法激光的配合，数据相互补充相互验证，还可以通过数据大小和占比的对比，判断是否为基准数据。三个激光模组发射点分别处于不同水平线或不同垂直线上，激光料位仪随布料小车或自设轨道移动时，以及固定测量时，极大降低其中一个或多个激光模组激光束路径被现场落料口设施阻挡的几率，未被遮挡的激光可以根据不同模组的数据或自身的不同时间的数据进行相互补充相互验证，达到移动或固定有效测量的效果。
附图说明
图1为本发明多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪激光测量口的结构示意图。
附图标记：1、A1激光模组，2、B激光模组，3、A2激光模组，4、料位仪壳体。
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。
多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪，包括料位仪壳体4和激光测量装置，激光测量装置上设有用于采集料位数据的激光模组和处理单元，激光测量装置将激光模组采集的料位数据给处理单元，处理单元对料位数据进行处理，然后将料位数据传输至上位机，料位仪壳体4一端设有至少两个激光测量口，每个激光测量口内均设有至少一个激光模组，也可以同时设置多种波长的激光模组，激光测量口共设有三个，设置在激光测量口内的激光模组分别为A1激光模组1、A2激光模组3和B激光模组2。激光模组同时设有激光接收口和激光发射口。A1激光模组1和A2激光模组3为相位法激光模组，B激光模组2为脉冲法激光模组，A1激光模组1和A2激光模组3分别设置在B激光模组2的两侧。A1激光模组1、A2激光模组3以及B激光模组2，三个激光模组的激光发射点分别处于不同水平线上或不同垂直线上，B激光模组2相对于A1激光模组1和A2激光模组3处于中线水平线上，A1激光模组1和A2激光模组3分别处于相对于B激光模组2相向的两条水平线上。A1激光模组1和A2激光模组3的激光中心波长650nm，B激光模组2的激光中心波长为905nm。
多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪的测量方法，包括以下步骤：
步骤一：将料位仪安装在布料小车上或单独轨道上，或固定安装；
步骤二：利用上位机的指令计算出工作模式，并在该工作模式设定料位值允许同模组绝对误差值c1和不同模组差C2，以及允许相对误差d，并设置相应的时长采集3个模组的原始数据，并根据料位仪安装高度和料仓深度设置有效料位最小值h1和最大值h3，设置当前料位值h2；
步骤三：处理单元在设置的时间更新数据前，按设置条件将b12赋值给b13，b11赋值给b12，将a12赋值给a13，a11赋值给a12，将a22赋值给a23，a21赋值给a22，再利用B激光模组2采集原始值计算出当前料位数据b11，将A1激光模组1采集料位值a11，A2激光模组3采集料位值a21；
步骤四：如a11满足设置的数据要求，即大于h1小于h3，分别取A1激光模组1的料位值a11与a12、a13的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取a11为料位值，或不成立，如a21满足设置的数据要求，即大于h1小于h3，分别取A2激光模组3的料位值a21与a22、a23的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取a21为料位值，或不成立，如b11满足设置的数据要求，即当h2等于0时，大于h1小于h3，当h2大于0时，大于等于h2小于h3，分别取B激光模组2的料位值b11与b12、b13的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取b11为料位值；
步骤五：如以上方法都无法验证数据可信，则上报异常代码。
如果激光模组大于三个，测量方法可同理得出。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (7)
1.多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪，其特征在于，包括料位仪壳体和激光测量装置，激光测量装置设置在料位仪壳体内，激光测量装置上设有用于采集料位数据的激光模组和处理单元，激光测量装置将激光模组采集的料位数据给处理单元，处理单元对料位数据进行处理，然后将料位数据传输至上位机，料位仪壳体一端设有至少两处激光测量口，每处激光测量口内均设有至少一个激光模组。
2.根据权利要求1所述的多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪，其特征在于，激光测量口共设有三处，设置在激光测量口内的激光模组分别为A1激光模组、A2激光模组和B激光模组。
3.根据权利要求2所述的多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪，其特征在于，A1激光模组和A2激光模组为相位法激光模组，B激光模组为脉冲法激光模组，A1激光模组和A2激光模组分别设置在B激光模组的两侧。
4.根据权利要求3所述的多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪，其特征在于，A1激光模组、A2激光模组以及B激光模组，三个激光模组的激光发射点分别处于不同水平线或不同垂直线上。
5.根据权利要求4所述的多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪，其特征在于，B激光模组相对于A1激光模组和A2激光模组处于中线水平线上，A1激光模组和A2激光模组分别设置在相对于B激光模组相向的两条水平线上。
6.根据权利要求5所述的多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪，其特征在于，A1激光模组和A2激光模组的激光中心波长为650nm，B激光模组的激光中心波长为905nm。
7.如权利要求6所述的多模组不同波长组合采集料位的激光料位仪的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将料位仪安装在布料小车上或单独轨道上，或固定安装；
步骤二：利用上位机的指令计算出工作模式，并在该工作模式设定料位值允许同模组绝对误差值c1和不同模组差C2，以及允许相对误差d，并设置相应的时长采集3个模组的原始数据；
步骤三：处理单元在设置的时间更新数据前，按设置条件将b12赋值给b13，b11赋值给b12，将a12赋值给a13，a11赋值给a12，将a22赋值给a23，a21赋值给a22，再利用B激光模组采集原始值计算出当前料位数据b11，将A1激光模组采集料位值a11，A2激光模组采集料位值a21；
步骤四：如a11满足设置的数据要求，分别取A1激光模组的料位值a11与a12、a13的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取a11为料位值，或不成立，如a21满足设置的数据要求，分别取A2激光模组的料位值a21与a22、a23的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取a21为料位值，或不成立，如b11满足设置的数据要求，分别取B激光模组的料位值b11与b12、b13的e1和e2，再如e1＜C2或e2＜C2，则取b11为料位值；
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