CN112113636A - 一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统及方法 - Google Patents

一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统及方法 Download PDF

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CN112113636A CN202010872204.XA CN202010872204A CN112113636A CN 112113636 A CN112113636 A CN 112113636A CN 202010872204 A CN202010872204 A CN 202010872204A CN 112113636 A CN112113636 A CN 112113636A
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彭晨
朱帅
毛宁
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Abstract

本发明涉及煤仓料位高度检测领域，具体为一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统及方法。解决现有煤仓料位检测方案存在的测量精度低、实时性差的技术问题。本发明所述系统包括基于调频连续波雷达的料位传感器、传感器本安电源模块、本地控制柜、计算机系统。所述本地控制柜包括电源控制模块、信号转换模块、网络通信模块；所述计算机系统通过智能算法预估煤仓的模型为决策提供支持，该系统包含煤仓料位检测软件和数据库系统。所述本地控制柜和传感器本安电源模块间采用485通信方式，和计算机系统间采用以太网通信方式。本发明所述系统实现了煤仓料位高度的实时、精准检测，能满足目前煤矿、电厂和洗煤厂的需要。

Description

一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统及方法
技术领域
本发明涉及煤仓料位高度检测领域，具体为一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统及方法。
背景技术
煤仓是煤炭产业中的重要组成部分，它直接关系到煤炭产业中相关企业的生产是否能高效有序的进行。煤仓检测的主要目的是对料位高度的测量，料位是保证煤炭产业中相关企业连续生产、设备安全以及产量计量的重要参数。由于现场工况复杂，粉尘浓度高，易粘易挂等特点，使得料位的精准、实时测量成为煤仓料位测量技术中的一大难点。随着我国煤炭行业的自动化水平不断提高，如何精确、实时获取煤仓的料位高度凸显的越来越重要。
当前，煤仓料位测量主要存在超声波式，电容式，重锤式以及雷达式等测量方式。超声波式测量方案可以实现非接触式测量，测量精度较高，但是它对煤仓环境要求较高，信号穿透能力差，不能很好的适应煤仓的高粉尘浓度的情况；电容式测量方案可以做到高灵敏度测量，但是该方案要求被测物料的介电常数稳定，而且其探头容易粘着接触物料导致损坏，使用寿命较短；重锤式测量方案是一种机械式、接触性的测量方式，该方式具有连续测量、方法简单、成本较低等特点。但由于测量过程中重锤必须与被测物体接触，其易被掩埋，此外悬挂重锤的钢丝绳也容易由于被被测物体砸中出现断裂，所以该方案长期工作时可靠性差。
雷达式测量方案是近几年兴起的测量方式，该方式利用高频雷达的定向传播和反射进行测距。其工作原理基本和超声波测量方式类似，但由于其测量信号不受空气波动影响，随距离衰减小，穿透能力强等特点，所以该方案适合在煤仓等粉尘浓度较大的环境下使用。调频连续波雷达所需的发射功率峰值较低、容易调制、成本低、信号处理简单，在民用领域有着广泛的应用。调频连续波雷达的信号调制方式主要包括三角波调制、锯齿波调制、正弦波调制等方式。其中三角波和锯齿波统称为线性调频连续波，应用最为广泛。锯齿波调制主要用来测量物体的距离，而三角波调制可以同时得到物体的距离和速度信息。现有煤仓内部料位高度检测方法实时性差，测量精度低，不能使用安全工业生产的需要。
发明内容
本发明是为了解决现有煤仓内部料位高度检测方案存在的实时性差，测量精度低等技术问题，提供了一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统及方法。本发明所述系统和方法实现了煤仓料位高度的实时、精准检测，能满足目前煤矿、电厂和洗煤厂的需要。
为了实现上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统，包括基于调频连续波雷达的料位传感器、传感器本安电源模块、本地控制柜以及计算机系统；所述基于调频连续波雷达的料位传感器和传感器本安电源模块之间使用多芯电缆连接，分别提供24V直流电源、4-20mA电流信号和485串口数据；传感器本安电源模块和本地控制柜之间使用两根多芯电缆连接，分别为工频交流220V的供电电缆和通信电缆；本安电源模块向基于调频连续波雷达的料位传感器提供电源，同时负责显示基于调频连续波雷达的料位传感器的测量数据，并将该数据通过485串口数据信号传递给本地控制柜；本地控制柜和计算机系统之间使用光纤连接，采用以太网通信方式。
优选地，所述本地控制柜中包括电源控制模块、信号转换模块和网络通信模块；所述计算机系统中包含煤仓料位检测软件和数据库系统；电源控制模块控制着信号转换模块、网络通信模块以及传感器本安电源模块的电源；信号转换模块和网络通信模块相连接；所述的电源控制模块受计算机系统的煤仓料位检测软件控制，采用TCP/IP通信协议传递数据。
优选地，所述的计算机系统中的煤仓料位检测软件包括主界面、料位监控界面以及数据分析界面。主界面主要负责：初始化时和网络通信模块建立连接；初始化时发送数据检测电源控制模块的状态，并根据此状态在主界面上输出相应的提示信息；发送开关信号控制电源控制模块的状态；派生出相应的料位监控界面以及数据分析界面；初始化时和计算机系统中的数据库系统建立连接。料位监控界面主要负责：向网络通信模块发送数据查询指令；接收网络通信模块传来的基于调频连续波雷达的料位传感器测量的数据；依据接收到的数据包解析出煤仓的料位数据，并对数据进行处理、计算、存储和显示；将获得的煤仓料位数据予以动态显示；判断当前煤仓的料位数据是否达到设定阈值，如果达到设定阈值则发出报警信息；读取计算机系统中的数据库系统发送来的报警信息并予以显示；提供相应的接口用来读取厂区系统中的煤炭质量的数据，并显示到料位监控界面上，利用系统计算出的煤炭吨位数据和读取的煤炭质量数据能为后续的配煤提供指导。数据分析界面主要负责：向计算机系统中的数据库系统中发送查询指令；将计算机系统中的数据库系统返回的数据采用图形化的方式显示出来；相关人员能在数据分析界面中查看历史数据，为相关决策提供支持。
优选地，所述的计算机系统中的数据库系统包括网络通信模块、数据持久化模块和数据智能分析模块。网络通信模块负责和计算机系统中的煤仓料位检测软件建立连接并进行数据通信。数据持久化模块主要负责：创建包含所有数据信息的数据库；每天在数据库中建立一张用于存储煤仓的料高数据、吨位数据以及占比数据的数据表；存储计算机系统中的煤仓料位检测软件发来的数据；执行计算机系统中的煤仓料位检测软件发来的SQL语句，并将查询结果返回。数据智能分析模块主要负责：执行脚本程序，利用卷积神经网络学习数据库中的数据，计算出每天可能出现空仓和顶仓的时间点，脚本程序读取系统时间，当临近计算出的时间点时，数据智能分析模块向计算机系统中的煤仓料位检测软件发送报警数据。计算出可能出现空仓和顶仓的时间点有利于相关工作人员提前预估煤仓料位状态，对流程予以优化。
优选地，所述的基于调频连续波雷达的料位传感器基于调频连续波雷达信号，该信号通过计算回波信号频率与发射信号的频率之差方法来获得距离信息，距离正比于两者的频率差。整个过程包括特定频率的雷达信号的发送和接收、频差计算、数据分析处理。
本发明基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统是采用如下的方法所实现的：一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测方法，用于获得煤仓的料位信息，并计算出其他相关数据，必要时发出报警信号，包括以下步骤：
步骤1、根据煤仓的实际情况，确定一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统的安装位置；
步骤2、对基于调频连续波雷达的料位传感器采集的料位信息进行处理，过滤掉不符合实际情况的数据；
步骤3、利用处理后的数据计算料高、吨位、占比的数值，并将得到的数据存入数据库；
步骤4、根据工业现场对煤仓料位的要求，确定煤仓料位的上限位H1和下限位H2；将实际料高H和限位数据作比较，当H＞H1或者H＜H2时检测系统发出报警提示。
优选地，所述步骤1具体包括以下步骤：
步骤1.1、参照已有煤仓的设计图纸，结合实际物料进料和出料时的料位变化情况确定最佳测量点。
步骤1.2、安装基于调频连续波雷达的料位传感器和传感器本安电源模块，确定瓦斯区的电缆的基本走向。调整基于调频连续波雷达的料位传感器的低端盲区、响应速度和数据通信格式等参数。找到基于调频连续波雷达的料位传感器的最佳硬件参数。
步骤1.3、根据工业现场的功能区域划分，确定本地控制柜的安装位置。安装本地控制柜中的电源控制模块、信号转换模块、网络通信模块。
优选地，所述步骤2具体包括以下步骤：
步骤2.1、记录下连续的N个空高数据E1，E1，……，EN。
步骤2.2、对连续的数据两两做差D1＝E2-E1，D2＝E3-E2，……，DN-1＝EN-EN-1。
步骤2.3、对N-1个连续差值Di求平均数：
Figure BDA0002651491430000031
步骤2.4、根据现场实际情况确定补偿常量A。
步骤2.5、确定料位允许的波动范围D：
DM-A≤D＜DM+A
步骤2.6、获取新一个空高数据Enew，计算出新空高数据和前一个空高数据的差值Dnew，如果满足条件
Figure BDA0002651491430000041
时，Enew予以保留；否则Enew则丢弃。对于予以保留的空高数据，将该空高数据加入已被记录的N个空高数据，并将原记录的N个空高数据的第一个数据予以丢弃。之后，重新计算波动范围D，重复上述步骤2.2之后的内容。
优选地，所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3.1、根据煤仓本身的设计高度Height和基于调频连续波雷达的料位传感器获得的空高数据E计算煤仓内的物料高度H：
H＝Height-E
步骤3.2、利用物料高度H计算物料吨位和占比。计算吨位，首先要计算体积。煤仓的上部为圆柱，下部为圆锥。所以煤仓内的物料体积V为：
Figure BDA0002651491430000042
公式中的R是煤仓的设计半径，HC为煤仓的圆锥部分的设计高度。
由于煤仓内的物质无法求出准确的密度，所以利用求得的物料体积V以及现场工人的经验公式便可以求得物料的吨位信息。此外，利用物料体积V和煤仓的设计容量Volume便可以求得煤仓目前的占比P。
Figure BDA0002651491430000043
步骤3.3、在计算机系统中设计数据库系统，并将上述得到的有效数据进行存储。
优选地，所述步骤4具体包括以下步骤：
步骤4.1、结合煤仓设计图纸、现场工人的经验数据以及采样得到的实际数据计算得出系统的限位高度，分别是：上限位H1和下限位H2。
步骤4.2、将已经获得的煤仓的料位信息H和实际的限位高度作比较，当H＞H1或者H＜H2时计算机系统中的煤仓料位检测软件发出报警信号。
步骤4.3、当煤仓的料位高度H为0或者到达煤仓设计高度的时候。此时计算机系统中的煤仓料位检测软件发出严重报警信号。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明所述的智能检测系统解决了现有测量方案精度低、实时性差和容易受到粉尘干扰的问题，实现煤仓料位高度的连续、精确测量，并且不受仓内粉尘和悬挂物的影响；
2.本发明测量准确度高、处理速度快，能够满足目前煤矿、电厂和洗煤厂的需要，不仅可以用于测量煤炭的料位高度，还可用于其他矿石以及化工原料的料位测量；
3.本发明系统结构简单，易于实现。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统的结构示意图。
1-基于调频连续波雷达的料位传感器，2-传感器本安电源模块，3-本地控制柜，4-电源控制模块，5-信号转换模块，6-网络通信模块，7-计算机系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一：
一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统，所述系统结构如图1所示。包括基于调频连续波雷达的料位传感器1、传感器本安电源模块2、本地控制柜3以及计算机系统7；所述基于调频连续波雷达的料位传感器1和传感器本安电源模块2之间使用多芯电缆连接，分别提供24V直流电源、4-20mA电流信号和485串口数据；传感器本安电源模块2和本地控制柜3之间使用两根多芯电缆连接，分别为工频交流220V的供电电缆和通信电缆；本安电源模块2向基于调频连续波雷达的料位传感器1提供电源，同时负责显示基于调频连续波雷达的料位传感器1的测量数据，并将该数据通过485串口数据信号传递给本地控制柜3；本地控制柜3和计算机系统7之间使用光纤连接，采用以太网通信方式。本发明系统结构简单，能对煤仓内部料位高度进行快速和精确检测，易于实现。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
在本实施例中，所述本地控制柜3中包括电源控制模块4、信号转换模块5和网络通信模块6；所述计算机系统7中包含煤仓料位检测软件和数据库系统；电源控制模块4控制着信号转换模块5、网络通信模块6以及传感器本安电源模块2的电源；信号转换模块5和网络通信模块6相连接；所述的电源控制模块4受计算机系统7的煤仓料位检测软件控制，采用TCP/IP通信协议传递数据。所述电源控制模块4控制传感器本安电源模块2、信号转换模块5以及网络通信模块6的电源状态，同时电源控制模块4受计算机系统中的煤仓料位检测软件的控制，由该软件向电源控制模块4发送开、关信号。传感器本安电源模块2发送的485串口数据由信号转换模块5接收，信号转换模块5将485串口信号转换为网络信号，并发送给网络通信模块6，最终由网络通信模块发送给计算机系统7。
实施例三：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处如下：
在本实施例中，计算机系统7中的煤仓料位检测软件包括主界面、料位监控界面以及数据分析界面；计算机系统7中的煤仓料位检测软件的主界面主要负责初始化时和网络通信模块6建立连接；初始化时发送数据检测电源控制模块4的状态，并根据此状态在主界面上输出相应的提示信息；发送开关信号控制电源控制模块4的状态；派生出相应的料位监控界面以及数据分析界面；初始化时和计算机系统7中的数据库系统建立连接；计算机系统7中的煤仓料位检测软件的料位监控界面主要负责向网络通信模块6发送数据查询指令；接收网络通信模块6传来的基于调频连续波雷达的料位传感器1测量的数据，依据接收到的数据包解析出煤仓的料位数据，并对数据进行处理、计算、存储和显示；将获得的煤仓料位数据予以动态显示，判断当前煤仓的料位数据是否达到设定阈值，如果达到设定阈值则发出报警信息；读取计算机系统7中的数据库系统发送来的报警信息并予以显示；提供相应的接口用来读取厂区系统中的煤炭质量的数据，并显示到料位监控界面上，利用系统计算出的煤炭吨位数据和读取的煤炭质量数据能为后续的配煤提供指导；计算机系统7中的煤仓料位检测软件的数据分析界面主要负责向计算机系统7中的数据库系统中发送查询指令；将计算机系统7中的数据库系统返回的数据采用图形化的方式显示出来；相关人员能在数据分析界面中查看历史数据，为相关决策提供支持。
在本实施例中，计算机系统7中的数据库系统包括网络通信模块、数据持久化模块和数据智能分析模块；计算机系统7中的数据库系统的网络通信模块负责和计算机系统7中的煤仓料位检测软件建立连接并进行数据通信；计算机系统7中的数据库系统的数据持久化模块主要负责创建包含所有数据信息的数据库；每天在数据库中建立一张用于存储煤仓的料高数据、吨位数据以及占比数据的数据表；存储计算机系统7中的煤仓料位检测软件发来的数据；执行计算机系统7中的煤仓料位检测软件发来的SQL语句，并将查询结果返回；计算机系统7中的数据库系统的数据智能分析模块主要负责执行脚本程序，利用卷积神经网络学习数据库中的数据，计算出每天可能出现空仓和顶仓的时间点，脚本程序读取系统时间，当临近计算出的时间点时，数据智能分析模块向计算机系统7中的煤仓料位检测软件发送报警数据；计算出可能出现空仓和顶仓的时间点有利于相关工作人员提前预估煤仓料位状态，对流程予以优化。
实施例四：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处如下：
一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测方法，采用上述实施例基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统来实现，用于获得煤仓的料位信息，并计算出其他相关数据，必要时发出报警信号，本实施例采用的方法包括以下步骤：
步骤1、根据煤仓的实际情况，确定一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统的安装位置；
步骤1.1、参照已有煤仓的设计图纸，结合实际物料进料和出料时的料位变化情况确定最佳测量点；
步骤1.2、安装基于调频连续波雷达的料位传感器和传感器本安电源模块；确定瓦斯区的电缆的基本走向；调整基于调频连续波雷达的料位传感器的低端盲区、响应速度和数据通信格式等参数；找到基于调频连续波雷达的料位传感器的最佳硬件参数；
步骤1.3、根据工业现场的功能区域划分，确定本地控制柜的安装位置；安装本地控制柜中的电源控制模块、信号转换模块、网络通信模块；
步骤2、对基于调频连续波雷达的料位传感器采集的料位信息进行处理，过滤掉不符合实际情况的数据；
步骤2.1、记录下连续的N个空高数据E1，E1，……，EN；
步骤2.2、对连续的数据两两做差D1＝E2-E1，D2＝E3-E2，……，DN-1＝EN-EN-1；
步骤2.3、对N-1个连续差值Di求平均数：
Figure BDA0002651491430000071
步骤2.4、根据现场实际情况确定补偿常量A；
步骤2.5、确定料位允许的波动范围D：
DM-A≤D＜DM+A；
步骤2.6、获取新一个空高数据Enew，计算出新空高数据和前一个空高数据的差值Dnew，如果满足条件
Figure BDA0002651491430000072
时，Enew予以保留；否则Enew则丢弃。对于予以保留的空高数据，将该空高数据加入已被记录的N个空高数据，并将原记录的N个空高数据的第一个数据予以丢弃；之后，重新计算波动范围D，重复上述步骤2.2之后的内容；
步骤3、利用处理后的数据计算料高、吨位、占比的数值，并将得到的数据存入数据库；
步骤3.1、根据煤仓本身的设计高度Height和基于调频连续波雷达的料位传感器获得的空高数据E计算煤仓内的物料高度H：
H＝Height-E；
步骤3.2、利用物料高度H计算物料吨位和占比；计算吨位，首先要计算体积；煤仓的上部为圆柱，下部为圆锥；所以煤仓内的物料体积V为：
Figure BDA0002651491430000081
公式中的R是煤仓的设计半径，HC为煤仓的圆锥部分的设计高度；
由于煤仓内的物质无法求出准确的密度，所以利用求得的物料体积V以及现场工人的经验公式便可以求得物料的吨位信息；此外，利用物料体积V和煤仓的设计容量Volume便能求得煤仓目前的占比P：
Figure BDA0002651491430000082
步骤3.3、在计算机系统中设计数据库系统，并将上述得到的有效数据进行存储；用于后续查看；
步骤4、根据工业现场对煤仓料位的要求，确定煤仓料位的上限位H1和下限位H2；将实际料高H和限位数据作比较，当H＞H1或者H＜H2时检测系统发出报警提示；
步骤4.1、结合煤仓设计图纸、现场工人的经验数据以及采样得到的实际数据计算得出系统的限位高度，分别是：上限位H1和下限位H2；
步骤4.2、将已经获得的煤仓的料位信息H和实际的限位高度作比较，当H＞H1或者H＜H2时计算机系统中的煤仓料位检测软件发出报警信号。；
步骤4.3、当煤仓的料位高度H为0或者到达煤仓设计高度的时候；此时计算机系统中的煤仓料位检测软件发出严重报警信号；
至此，从步骤1到步骤4完成了对煤仓料位的数据的检测和处理。
本实施例智能检测系统和方法解决了现有测量方案精度低、实时性差和容易受到粉尘干扰的问题，实现煤仓料位高度的连续、精确测量，并且不受仓内粉尘和悬挂物的影响；本实施例方法测量准确度高、处理速度快，能够满足目前煤矿、电厂和洗煤厂的需要，不仅可以用于测量煤炭的料位高度，还可用于其他矿石以及化工原料的料位测量。
综上所述，上述实施例基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统及方法，解决了现有煤仓料位检测方案存在的测量精度低、实时性差的技术问题。本发明所述系统包括基于调频连续波雷达的料位传感器、传感器本安电源模块、本地控制柜、计算机系统。所述本地控制柜包括电源控制模块、信号转换模块、网络通信模块；所述计算机系统通过智能算法预估煤仓的模型为决策提供支持，该系统包含煤仓料位检测软件和数据库系统。所述本地控制柜和传感器本安电源模块间采用485通信方式，和计算机系统间采用以太网通信方式。本发明所述系统实现了煤仓料位高度的实时、精准检测，能满足目前煤矿、电厂和洗煤厂的需要。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统，包括基于调频连续波雷达的料位传感器(1)、传感器本安电源模块(2)、本地控制柜(3)以及计算机系统(7)；其特征在于：所述基于调频连续波雷达的料位传感器(1)和传感器本安电源模块(2)之间使用多芯电缆连接，分别提供24V直流电源、4-20mA电流信号和485串口数据；传感器本安电源模块(2)和本地控制柜(3)之间使用两根多芯电缆连接，分别为工频交流220V的供电电缆和通信电缆；本安电源模块(2)向基于调频连续波雷达的料位传感器(1)提供电源，同时负责显示基于调频连续波雷达的料位传感器(1)的测量数据，并将该数据通过485串口数据信号传递给本地控制柜(3)；本地控制柜(3)和计算机系统(7)之间使用光纤连接，采用以太网通信方式。
2.根据权利要求1所述基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统，其特征在于：所述本地控制柜(3)中包括电源控制模块(4)、信号转换模块(5)和网络通信模块(6)；所述计算机系统(7)中包含煤仓料位检测软件和数据库系统；电源控制模块(4)控制着信号转换模块(5)、网络通信模块(6)以及传感器本安电源模块(2)的电源；信号转换模块(5)和网络通信模块(6)相连接；所述的电源控制模块(4)受计算机系统(7)的煤仓料位检测软件控制，采用TCP/IP通信协议传递数据。
3.根据权利要求1所述基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统，其特征在于，计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件包括主界面、料位监控界面以及数据分析界面；计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件的主界面主要负责初始化时和网络通信模块(6)建立连接；初始化时发送数据检测电源控制模块(4)的状态，并根据此状态在主界面上输出相应的提示信息；发送开关信号控制电源控制模块(4)的状态；派生出相应的料位监控界面以及数据分析界面；初始化时和计算机系统(7)中的数据库系统建立连接；计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件的料位监控界面主要负责向网络通信模块(6)发送数据查询指令；接收网络通信模块(6)传来的基于调频连续波雷达的料位传感器(1)测量的数据，依据接收到的数据包解析出煤仓的料位数据，并对数据进行处理、计算、存储和显示；将获得的煤仓料位数据予以动态显示，判断当前煤仓的料位数据是否达到设定阈值，如果达到设定阈值则发出报警信息；读取计算机系统(7)中的数据库系统发送来的报警信息并予以显示；提供相应的接口用来读取厂区系统中的煤炭质量的数据，并显示到料位监控界面上，利用系统计算出的煤炭吨位数据和读取的煤炭质量数据能为后续的配煤提供指导；计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件的数据分析界面主要负责向计算机系统(7)中的数据库系统中发送查询指令；将计算机系统(7)中的数据库系统返回的数据采用图形化的方式显示出来；相关人员能在数据分析界面中查看历史数据，为相关决策提供支持。
4.根据权利要求1所述基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统，其特征在于，计算机系统(7)中的数据库系统包括网络通信模块、数据持久化模块和数据智能分析模块；计算机系统(7)中的数据库系统的网络通信模块负责和计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件建立连接并进行数据通信；计算机系统(7)中的数据库系统的数据持久化模块主要负责创建包含所有数据信息的数据库；每天在数据库中建立一张用于存储煤仓的料高数据、吨位数据以及占比数据的数据表；存储计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件发来的数据；执行计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件发来的SQL语句，并将查询结果返回；计算机系统(7)中的数据库系统的数据智能分析模块主要负责执行脚本程序，利用卷积神经网络学习数据库中的数据，计算出每天可能出现空仓和顶仓的时间点，脚本程序读取系统时间，当临近计算出的时间点时，数据智能分析模块向计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件发送报警数据；计算出可能出现空仓和顶仓的时间点有利于相关工作人员提前预估煤仓料位状态，对流程予以优化。
5.一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测方法，采用权利要求1所述基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测系统来实现，用于获得煤仓的料位信息，并计算出其他相关数据，必要时发出报警信号，其特征在于，操作步骤如下：
步骤1、根据煤仓的实际情况，确定如权利1所述的系统的安装位置；
步骤2、对基于调频连续波雷达的料位传感器(1)采集的料位信息进行处理，过滤掉不符合实际情况的数据；
步骤3、利用处理后的数据计算料高、吨位、占比的数值，并将得到的数据存入数据库；
步骤4、根据工业现场对煤仓料位的要求，确定煤仓料位的上限位H1和下限位H2，将实际料高H和限位数据作比较，当H＞H1或者H＜H2时检测系统发出报警提示。
6.根据权利要求5所述的一种基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测方法，其特征在于，所述步骤1具体包含以下步骤：
步骤1.1、参照已有煤仓的设计图纸，结合实际物料进料和出料时的料位变化情况确定最佳测量点；
步骤1.2、安装基于调频连续波雷达的料位传感器(1)和传感器本安电源模块(2)，确定瓦斯区的电缆的基本走向；调整基于调频连续波雷达的料位传感器(1)的低端盲区、响应速度和数据通信格式等参数，找到基于调频连续波雷达的料位传感器(1)的最佳硬件参数；
步骤1.3、根据工业现场的功能区域划分，确定本地控制柜(3)的安装位置，安装本地控制柜(3)中的电源控制模块(4)、信号转换模块(5)、网络通信模块(6)。
7.根据权利要求5所述基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测方法，其特征在于，所述步骤2具体包含以下步骤：
步骤2.1、记录下连续的N个空高数据E1，E1，……，EN；
步骤2.2、对连续的数据两两做差D1＝E2-E1，D2＝E3-E2，……，DN-1＝EN-EN-1；
步骤2.3、对N-1个连续差值Di求平均数：
Figure FDA0002651491420000031
步骤2.4、根据现场实际情况确定补偿常量A；
步骤2.5、确定料位允许的波动范围D：
DM-A≤D＜DM+A
步骤2.6、获取新一个空高数据Enew，计算出新空高数据和前一个空高数据的差值Dnew，如果满足条件
Figure FDA0002651491420000032
时，Enew予以保留；否则Enew则丢弃；对于予以保留的空高数据，将该空高数据加入已被记录的N个空高数据，并将原记录的N个空高数据的第一个数据予以丢弃；之后，重新计算波动范围D，重复上述步骤2.2之后的内容。
8.根据权利要求5所述基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测方法，其特征在于，所述步骤3具体包含以下步骤：
步骤3.1、根据煤仓本身的设计高度Height和基于调频连续波雷达的料位传感器(1)获得的空高数据E计算煤仓内的物料高度H：
H＝Height-E
步骤3.2、利用物料高度H计算物料吨位和占比，计算吨位，首先要计算体积，煤仓的上部为圆柱，下部为圆锥，所以煤仓内的物料体积V为：
Figure FDA0002651491420000033
公式中的R是煤仓的设计半径，HC为煤仓的圆锥部分的设计高度；
由于煤仓内的物质无法求出准确的密度，所以利用求得的物料体积V以及现场工人的经验公式便可求得物料的吨位信息；此外，利用物料体积V和煤仓的设计容量Volume便可求得煤仓目前的占比P：
Figure FDA0002651491420000034
步骤3.3、在计算机系统(7)中设计数据库系统，并将上述得到的有效数据进行存储。
9.根据权利要求5所述基于调频连续波雷达的煤仓料位智能检测方法，其特征在于，所述步骤4具体包含以下步骤：
步骤4.1、结合煤仓设计图纸、现场工人的经验数据以及采样得到的实际数据计算得出系统的限位高度，分别是：上限位H1和下限位H2；
步骤4.2、将已经获得的煤仓的料位信息H和实际的限位高度作比较，当H＞H1或者H＜H2时计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件发出报警信号；
步骤4.3、当煤仓的料位高度H为0或者到达煤仓设计高度的时候；此时计算机系统(7)中的煤仓料位检测软件发出严重报警信号。
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