CN111965331A - 渣土检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种渣土检测系统及检测方法，检测系统包括控制器、人机界面、液压驱动装置、液压驱动装置的压力传感器和位移传感器、按钮开关、液压控制阀、X轴电机、远传控制器、Y轴电机、Y轴伺服控制器和Y轴位移传感器，液压驱动装置的压力传感器和位移传感器以及按钮开关连接在控制器的信号输入端；液压控制阀、X轴电机和远传控制器连接在控制器的信号输出端，人机界面和Y轴伺服控制器分别与控制器相互通信连接，Y轴伺服控制器的信号输出端与Y轴电机连接，Y轴位移传感器与Y轴伺服控制器的信号输入端连接。本发明的渣土检测系统，能对渣土车上运载的渣土进行自动检测，提高检测的效率和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及土壤污染物检测领域，特别是涉及一种渣土检测系统。
背景技术
城市的发展离不开城市的美化，环境卫生是关键，创建卫生城市是城市发展的首先要走的第一步。但随着近年来城市建设发展进程加快，高楼大厦的建设、路面的铺设，如雨后春笋般拔地而起，而且愈来愈呈现出高密度、超常规的态势，导致渣土产生量急剧上升，工地运输车辆也随之增加。因此，在社会上经常产生偷、乱倒渣土的现象。渣土车经常超载超速，违规行驶，常常不按照规定的路线行驶，同时由于超载超速，遮盖不严，导致整个行驶过程中沿路扬尘，经查出现渣土遗留现象，对城市环境造成严重的污染。
现有技术中，对渣土的检测通常都是检测人员在检测现场从渣土车上采集并制备少量土壤样品才能进行检测，检测时需要手持检测仪器进行检测，因为渣土车运载的渣土较多，因而，进行检测时，采样的渣土随机性较差，仅能在渣土表面附近进行采样，采样的渣土代表性差，通过检测这部分渣土无法获得整个渣土车上的渣土的真实的重金属含量以及VOCs气体的含量，其次，检测过程要操作人员手动检测，效率低，且检测数据无法快速的存储和管理，检测过程中检测仪器容易与渣土接触影响检测的准确性，以及检测仪器使用不当会影响其使用寿命和检测的准确性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中进行渣土检测时效率低，准确性差等问题，提供一种渣土检测系统。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：渣土检测系统，其特点是：其包括控制器、人机界面、液压驱动装置、液压驱动装置的压力传感器和位移传感器、按钮开关、液压控制阀、X轴电机、远传控制器、Y轴电机、Y轴伺服控制器和Y轴位移传感器，液压驱动装置的压力传感器和位移传感器以及按钮开关连接在控制器的信号输入端，液压驱动装置的压力传感器用于检测液压驱动装置驱动采样装置采样时的阻力，按钮开关用于手动操作控制渣土检测的各个装置的动作以及整个系统的启动和关闭；液压控制阀、X轴电机和远传控制器连接在控制器的信号输出端，液压控制阀用于控制液压驱动装置的推杆的伸缩动作，X轴电机用于驱动渣土检测的龙门架的X方向移动，远传控制器用于将渣土检测器检测的数据传输至监控器以便于数据的存储和管理；人机界面和Y轴伺服控制器分别与控制器相互通信，人机界面用于操作人员进行相应的操作和设置以及显示状态监控画面；Y轴伺服控制器用于控制Y轴电机带动龙门架上的移动座沿着Y轴方向移动，进而使移动座上连接的采样装置移动至需要采样的位置， Y轴伺服控制器的信号输出端与Y轴电机连接，Y轴位移传感器与Y轴伺服控制器的信号输入端连接，Y轴位移传感器用于检测Y轴电机带动移动座移动的位置。
进一步的方案是，液压驱动装置包括控制采样装置升降的升降驱动装置和控制采样装置张开、闭合的采样驱动装置、将采样装置内采样的渣土清除掉的推出驱动装置以及将检测器移动至采样装置旁对采样的渣土进行检测的检测器驱动装置，压力传感器检测升降驱动装置的采样阻力，以防止采样装置遇到非渣土材料而损坏，位移传感器用于检测升降驱动装置的升降高度，以控制采样装置插入渣土的深度以及将采样的渣土提升至检测器的高度进行检测，液压控制阀用于控制升降驱动装置、采样驱动装置、推出驱动装置以及检测器驱动装置的推杆的伸缩动作。
进一步的方案是，还包括限位传感器，限位传感器与控制器的信号输入端连接，限位传感器用于感应采样装置的升降高度、采样装置张开和闭合、检测器的进给位置和返回位置以及推出机构的上升下降高度。
进一步的方案是，还包括毫米波传感器，毫米波传感器连接在控制器的信号输入端，毫米波传感器用于检测是否有渣土车到达检测位。通过设置毫米波传感器能够检测是否有渣土车到达检测位，以便于开始后续的检测动作，实现自动化的检测控制。
进一步的方案是，还包括指示灯，指示灯连接在控制器的信号输出端，指示灯用于显示车辆的通行和停止状态。通过设置指示灯，能够为渣土车司机提供直观的指示信号，能确定渣土检测状态，以便于渣土车司机进行停车和开车离开的操作。
进一步的方案是，还包括道闸，道闸连接在控制器的信号输出端，用于车辆的拦阻和放行。通过设置道闸，能提示渣土车司机渣土检测的状态，防止检测过程中渣土车的移动造成检测设备的损坏，以及检测完成后，渣土车能够快速离开检测位，以便于其他渣土车上渣土的检测。
进一步的方案是，还包括车牌相机，车牌相机连接在控制器的信号输入端，车牌相机用于检测车辆的车牌信息，并将车牌信息发送至监控器。通过设置车牌相机，能够即时记录检测的渣土车的信息，以便于对渣土的信息进行全面的登记和管理。
进一步的方案是，还包括显示系统工作状态的状态显示器，状态显示器与控制器的信号输出端连接。通过设置状态显示器，便于现场的工作人员了解检测的进度和状态，以便于及时了解检测系统的运行状况，及时发现设备故障，做出处理。
本发明的另一个发明目的在于，提供一种渣土检测方法，其包括以下步骤：1）检测是否有渣土车辆到达龙门架所在的检测台，如果有车辆到达检测台则进行下一步操作；2）记录到达检测台的渣土车的车牌号，同时控制道闸落下，指示灯亮红灯；3）通过视频监控查看车内装载的渣土是否符合检测条件，如果不符合，控制道闸抬起，指示灯绿灯亮，车辆放行，结束检测，如果符合检测条件则进行下一步操作；4）控制器控制X轴电机驱动龙门架X方向移动至预定位置，控制龙门架上的移动座Y方向移动至渣土车上方的预定位置，液压控制阀控制采样驱动装置，使采样装置张开，液压控制阀控制升降驱动装置带动采样装置向下活动，插入渣土车上装载的渣土中进行渣土的采样；5）通过压力传感器检测采样装置采样时液压驱动装置的压力，判断采样时的阻力是否正常，如果阻力过大，则说明渣土车中装载的渣土不符合检测条件，则停止采样，采样装置恢复原位，控制道闸抬起，指示灯绿灯亮，车辆放行，结束检测，如果阻力正常，采样装置插入至预定的深度，采样驱动装置控制采样装置闭合，然后升降驱动装置带动采样装置上升，使采样的渣土中层位置上升至检测器的高度，完成采样，进行下一步操作；6）XRF重金属检测装置和VOCs气体检测装置移动至采样装置的两侧合适的位置，对土壤中的重金属元素和VOCs气体进行检测；7）检测完成后，检测数据通过远传控制器传输至监控器，对检测数据进行自动的存储和管理；8）采样驱动器控制采样装置张开，采样装置的推出机构将采样装置中采样的渣土推出，使其回到渣土车上；9）监控器根据检测的数据判断渣土车上装载的渣土重金属含量和VOCs气体是否超标，如果超标则进行报警提示，以便于检测人员进行相应的后续处理，如果检测数据正常，则控制道闸打开，指示灯亮绿灯，车辆放行，结束检测。
进一步的方案是，步骤5中，采样装置上升前，先将XRF重金属检测装置进给至预定的检测位，然后采样装置上升，在采样装置上升的过程中，XRF重金属检测装置上的刮板将采样装置两侧凸出于采样装置外部的渣土刮掉，以防止这部分渣土对XRF重金属检测装置的检测探头造成损害，然后再将VOCs气体检测装置进给至预定的检测位，开始时对采样的渣土进行检测。通过这种设置，能防止XRF重金属检测装置被采样的渣土污染甚至损坏，提高检测的准确性，延长XRF重金属检测装置的使用寿命。
本发明具有积极的效果：1）本发明的渣土检测系统，能对渣土车上运载的渣土进行自动检测，检测过程完全自动化，既能减少人工，又能提高检测的效率和准确性；2）本发明的渣土检测系统，通过自动的检测方法，能优化检测方案，使采样的样本更具代表性，使检测结果的可靠性更高；3）本发明的渣土检测系统，通过设置压力传感器和位移传感器能检测液压装置的工作状态，对设备的异常工作状态进行即时检测，提升对设备的防护，降低设备的故障率，提升设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的检测系统的结构示意图。
图2为本发明的检测系统的检测流程图。
上图中，控制器1，人机界面2，液压驱动装置3，毫米波传感器4，车牌相机5，压力传感器6，位移传感器7，液压控制阀8，指示灯9，道闸10，状态显示器11，X轴电机12，远传控制器13，Y轴电机14，Y轴伺服控制器15，Y轴位移传感器16，限位传感器17，按钮开关18。
具体实施方式
下面通过实施例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。
如图1所示的渣土检测系统，其包括控制器1、人机界面2、液压驱动装置3、毫米波传感器4、车牌相机5、液压驱动装置3的压力传感器6和位移传感器7、限位传感器17、按钮开关18、液压控制阀8、指示灯9、道闸10、状态显示器11、X轴电机12、远传控制器13、Y轴电机14、Y轴伺服控制器15和Y轴位移传感器16。
控制器为具有AI/AO、DI/DO、串口、网络等通用的信号接口的控制器。在实施本方案时，控制器可以选用西门子的控制器，该控制为工控领域的通用控制器，也可以根据本申请的方案采用定制的控制器。
毫米波传感器4、车牌相机5、液压驱动装置3的压力传感器6和位移传感器7、限位传感器17、按钮开关18连接在控制器1的信号输入端。压力传感器6和位移传感器7连接在控制器1的AI端口，毫米波传感器4、限位传感器17、按钮开关18连接在控制器1的DI端口，车牌相机5连接在控制器1的串口。
毫米波传感器4用于检测是否有渣土车到达检测位。车牌相机5用于检测车辆的车牌信息，并将车牌信息发送至监控器。液压驱动装置3的压力传感器6用于检测液压驱动装置驱动采样装置采样时的阻力，位移传感器7用于检测液压驱动装置驱动采样装置采样时的升降位移。限位传感器17用于感应采样装置的上升和下降的高度、采样装置的张开和闭合，检测器的进给和返回，以及推出机构的上升下降。按钮开关18用于手动操作控制渣土检测的各个装置的动作以及整个系统的启动和关闭。按钮开关18包括设置在渣土检测装置上的操作控制面板上的多个按钮开关，也包括设置在监控室的一键控制设备启动或关闭的按钮开关。
液压驱动装置3包括控制采样装置升降的升降驱动装置和控制采样装置张开、闭合的采样驱动装置、将采样装置内采样的渣土清除掉的推出驱动装置以及将检测器移动至采样装置旁对采样的渣土进行检测的检测器驱动装置，压力传感器6检测升降驱动装置的采样阻力，以防止采样装置遇到非渣土材料而损坏，位移传感器7用于检测升降驱动装置的升降高度，以控制采样装置插入渣土的深度以及将采样的渣土提升至检测器的高度进行检测，液压控制阀8用于控制升降驱动装置、采样驱动装置、推出驱动装置以及检测器驱动装置的推杆的伸缩动作。
液压控制阀8、X轴电机12、远传控制器13、状态显示器11、道闸10和指示灯9连接在控制器1的信号输出端。
液压控制阀8、指示灯9、道闸10、状态显示器11和X轴电机12连接在控制器的DO端口。远传控制器13通过以太网与控制器连接。
液压控制阀8用于控制液压驱动装置3的推杆的伸缩动作。X轴电机12用于驱动渣土检测的龙门架的X方向移动。远传控制器13用于将渣土检测器检测的数据传输至监控器以便于数据的存储和管理。远传控制器13包括WIFI和通信线路，通过无线网络和有线网络保障检测数据的传输。状态显示器11用于显示系统的工作状态。道闸10用于车辆的拦阻和放行。指示灯9用于为渣土车司机提供直观的指示信号，能确定渣土检测状态，以便于渣土车司机进行停车和开车离开的操作。
Y轴伺服控制器15通过DI和DO端口与控制器相互通信连接。Y轴伺服控制器15用于控制Y轴电机14带动龙门架上的移动座沿着Y轴方向移动，进而使移动座上连接的采样装置移动至需要采样的位置， Y轴伺服控制器15的信号输出端与Y轴电机14连接，Y轴位移传感器16与Y轴伺服控制器15的信号输入端连接，Y轴位移传感器16用于检测Y轴电机14带动移动座移动的位置，并将检测的数据反馈至Y轴伺服控制器15，提高移动座在Y轴方向移动的精度。
人机界面2通过以太网与控制器1相互通信连接。人机界面2用于操作人员进行相应的操作和设置以及显示状态监控画面。
如图2所示，本发明的渣土检测方法，其包括以下步骤：1）检测是否有渣土车辆到达龙门架所在的检测台，如果有车辆到达检测台则进行下一步操作；2）记录到达检测台的渣土车的车牌号，同时控制道闸落下，指示灯亮红灯；3）通过视频监控查看车内装载的渣土是否符合检测条件，如果不符合，控制道闸抬起，指示灯绿灯亮，车辆放行，结束检测，如果符合检测条件则进行下一步操作；4）控制器控制X轴电机驱动龙门架X方向移动至预定位置，控制龙门架上的移动座Y方向移动至渣土车上方的预定位置，液压控制阀控制采样驱动装置，使采样装置张开，液压控制阀控制升降驱动装置带动采样装置向下活动，插入渣土车上装载的渣土中进行渣土的采样；5）通过压力传感器检测采样装置采样时液压驱动装置的压力，判断采样时的阻力是否正常，如果阻力过大，则说明渣土车中装载的渣土不符合检测条件，则停止采样，采样装置恢复原位，控制道闸抬起，指示灯绿灯亮，车辆放行，结束检测，如果阻力正常，采样装置插入至预定的深度，采样驱动装置控制采样装置闭合，然后升降驱动装置带动采样装置上升，使采样的渣土中层位置上升至检测器的高度，完成采样，进行下一步操作；6）XRF重金属检测装置和VOCs气体检测装置移动至采样装置的两侧合适的位置，对土壤中的重金属元素和VOCs气体进行检测；7）检测完成后，检测数据通过远传控制器传输至监控器，对检测数据进行自动的存储和管理；8）采样驱动器控制采样装置张开，采样装置的推出机构将采样装置中采样的渣土推出，使其回到渣土车上；9）监控器根据检测的数据判断渣土车上装载的渣土重金属含量和VOCs气体是否超标，如果超标则进行报警提示，以便于检测人员进行相应的后续处理，如果检测数据正常，则控制道闸打开，指示灯亮绿灯，车辆放行，结束检测。
在上述方案的步骤5中，采样装置上升前，先将XRF重金属检测装置进给至预定的检测位，然后采样装置上升，在采样装置上升的过程中，XRF重金属检测装置上的刮板将采样装置两侧凸出于采样装置外部的渣土刮掉，以防止这部分渣土对XRF重金属检测装置的检测探头造成损害，然后再将VOCs气体检测装置进给至预定的检测位，开始时对采样的渣土进行检测。通过这种设置，能防止XRF重金属检测装置被采样的渣土污染甚至损坏，提高检测的准确性，延长XRF重金属检测装置的使用寿命。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种渣土检测系统，其特征在于：其包括控制器、人机界面、液压驱动装置、液压驱动装置的压力传感器和位移传感器、按钮开关、液压控制阀、X轴电机、远传控制器、Y轴电机、Y轴伺服控制器和Y轴位移传感器，液压驱动装置的压力传感器和位移传感器以及按钮开关连接在控制器的信号输入端，液压驱动装置的压力传感器用于检测液压驱动装置驱动采样装置采样时的阻力，按钮开关用于手动操作控制渣土检测的各个装置的动作以及整个系统的启动和关闭；液压控制阀、X轴电机和远传控制器连接在控制器的信号输出端，液压控制阀用于控制液压驱动装置的推杆的伸缩动作，X轴电机用于驱动渣土检测的龙门架的X方向移动，远传控制器用于将渣土检测器检测的数据传输至监控器以便于数据的存储和管理；人机界面和Y轴伺服控制器分别与控制器相互通信连接，人机界面用于操作人员进行相应的操作和设置以及显示状态监控画面；Y轴伺服控制器用于控制Y轴电机带动龙门架上的移动座沿着Y轴方向移动，进而使移动座上连接的采样装置移动至需要采样的位置， Y轴伺服控制器的信号输出端与Y轴电机连接，Y轴位移传感器与Y轴伺服控制器的信号输入端连接，Y轴位移传感器用于检测Y轴电机带动移动座移动的位置。
2.根据权利要求1所述的渣土检测系统，其特征在于：液压驱动装置包括控制采样装置升降的升降驱动装置和控制采样装置张开、闭合的采样驱动装置、将采样装置内采样的渣土清除掉的推出驱动装置以及将检测器移动至采样装置旁对采样的渣土进行检测的检测器驱动装置，压力传感器检测升降驱动装置的采样阻力，以防止采样装置遇到非渣土材料而损坏，位移传感器用于检测升降驱动装置的升降高度，以控制采样装置插入渣土的深度以及将采样的渣土提升至检测器的高度进行检测，液压控制阀用于控制升降驱动装置、采样驱动装置、推出驱动装置以及检测器驱动装置的推杆的伸缩动作。
3.根据权利要求1所述的渣土检测系统，其特征在于：还包括限位传感器，限位传感器与控制器的信号输入端连接，限位传感器用于感应采样装置的升降高度、采样装置张开和闭合、检测器的进给位置和返回位置以及推出机构的上升下降高度。
4.根据权利要求1所述的渣土检测系统，其特征在于：还包括毫米波传感器，毫米波传感器连接在控制器的信号输入端，毫米波传感器用于检测是否有渣土车到达检测位。
5.根据权利要求1所述的渣土检测系统，其特征在于：还包括指示灯，指示灯连接在控制器的信号输出端，指示灯用于显示车辆的通行和停止状态。
6.根据权利要求1所述的渣土检测系统，其特征在于：还包括道闸，道闸连接在控制器的信号输出端，用于车辆的拦阻和放行。
7.根据权利要求1所述的渣土检测系统，其特征在于：还包括车牌相机，车牌相机连接在控制器的信号输入端，车牌相机用于检测车辆的车牌信息，并将车牌信息发送至监控器。
8.根据权利要求1所述的渣土检测系统，其特征在于：还包括显示系统工作状态的状态显示器，状态显示器与控制器的信号输出端连接。
9.一种权利要求1-8中任意一项所述的渣土检测系统的渣土检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）检测是否有渣土车辆到达龙门架所在的检测台，如果有车辆到达检测台则进行下一步操作；2）记录到达检测台的渣土车的车牌号，同时控制道闸落下，指示灯亮红灯；3）通过视频监控查看车内装载的渣土是否符合检测条件，如果不符合，控制道闸抬起，指示灯绿灯亮，车辆放行，结束检测，如果符合检测条件则进行下一步操作；4）控制器控制X轴电机驱动龙门架X方向移动至预定位置，控制龙门架上的移动座Y方向移动至渣土车上方的预定位置，液压控制阀控制采样驱动装置，使采样装置张开，液压控制阀控制升降驱动装置带动采样装置向下活动，插入渣土车上装载的渣土中进行渣土的采样；5）通过压力传感器检测采样装置采样时液压驱动装置的压力，判断采样时的阻力是否正常，如果阻力过大，则说明渣土车中装载的渣土不符合检测条件，则停止采样，采样装置恢复原位，控制道闸抬起，指示灯绿灯亮，车辆放行，结束检测，如果阻力正常，采样装置插入至预定的深度，采样驱动装置控制采样装置闭合，然后升降驱动装置带动采样装置上升，使采样的渣土中层位置上升至检测器的高度，完成采样，进行下一步操作；6）XRF重金属检测装置和VOCs气体检测装置移动至采样装置的两侧合适的位置，对土壤中的重金属元素和VOCs气体进行检测；7）检测完成后，检测数据通过远传控制器传输至监控器，对检测数据进行自动的存储和管理；8）采样驱动器控制采样装置张开，采样装置的推出机构将采样装置中采样的渣土推出，使其回到渣土车上；9）监控器根据检测的数据判断渣土车上装载的渣土重金属含量和VOCs气体是否超标，如果超标则进行报警提示，以便于检测人员进行相应的后续处理，如果检测数据正常，则控制道闸打开，指示灯亮绿灯，车辆放行，结束检测。
10.根据权利要求9所述的渣土检测方法，其特征在于：步骤5中，采样装置上升前，先将XRF重金属检测装置进给至预定的检测位，然后采样装置上升，在采样装置上升的过程中，XRF重金属检测装置上的刮板将采样装置两侧凸出于采样装置外部的渣土刮掉，以防止这部分渣土对XRF重金属检测装置的检测探头造成损害，然后再将VOCs气体检测装置进给至预定的检测位，开始时对采样的渣土进行检测。
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