CN201425503Y - 散料堆测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散料堆测量系统，包括计算机、自动测量设备、补偿测量设备、第一接口单元和第二接口单元，其中，自动测量设备包括：激光扫描测量单元，用于对散料堆进行扫描测量；第二接口单元，用于将接收的扫描测量数据传输给计算机；补偿测量设备，用于对散料堆中自动测量设备没有进行扫描测量的部分进行补偿测量，包括：测距单元，用于测量被测点的距离参数数据；和角度测量单元，用于测量被测点的水平角度参数数据；第一接口单元，用于将接收的距离参数和水平角度参数的数据传输给计算机；计算机，用于根据收到的上述数据计算散料堆体积。本实用新型提供的散料堆测量系统，能够准确、快捷的对散料堆进行测量。

Description

散料堆测量系统

技术领域

本实用新型涉及物体的测量领域，特别是指一种散料堆测量系统。

背景技术

目前，在冶金、电力、建筑等行业中，通常需要定期对存储的原料进行盘存，以便进行生产管理。这些行业生产所需原料的数量很大，一般有几万吨甚至十几万吨。目前料场的存储量的测量一般采用人工计量的方法，即先用推土机对煤堆进行整形，人为地推成近似梯形，再用经纬仪和米尺进行人工丈量。这种方法不仅耗费大量的工时和人力，而且计量也不准确，受人为因素影响较大。

在这种情况下，由测距仪、角度编码器和计算机制成的盘煤仪被研制出来，采用这种盘煤仪进行测量的缺点是，当被测散料堆的形状复杂、凹凸不平时，需要测量者对形状变化的区域进行大量测量，这就大大降低了测量的效率，并且增加了测量者的劳动强度。

鉴于上述原因，由激光扫描仪、激光控制器和计算机制成的盘煤仪又被研制出来，设置在堆取料机上的激光扫描仪跟随堆取料机的运动对散料堆进行扫描测量，采用这种盘煤仪进行测量依然存在缺点，即无法对堆取料机不能到达的地方进行测量，会有测量死角出现，因此无法测得散料堆的全部体积。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种散料堆测量系统，能够准确、快捷的对散料堆进行测量。

本实用新型提供的散料堆测量系统，包括计算机300、自动测量设备100、补偿测量设备200、第一接口单元400和第二接口单元500，自动测量设备100通过第二接口单元500与计算机300连接，补偿测量设备200通过第一接口单元400与计算机300连接，其中，

自动测量设备100包括：激光扫描测量单元102，用于对散料堆进行扫描测量；

第二接口单元500，用于将接收的扫描测量数据传输给计算机300；

补偿测量设备200，用于对散料堆中自动测量设备100没有进行扫描测量的部分进行补偿测量，包括：

测距单元202，用于测量被测点的距离参数数据；角度测量单元201，用于测量被测点的水平角度参数数据；

第一接口单元400，用于将接收的距离参数和水平角度参数的数据传输给计算机300；

计算机300，用于根据收到的上述数据计算散料堆体积。

由上可知，采用上述结构的散料堆测量系统，能够准确、快捷的对散料堆进行测量。

其中，所述自动测量设备100还包括：

辅助测量单元103，用于测量激光扫描测量单元102在测量参照系中的位置参数数据；

所述第二接口单元500还用于将接收的位置参数数据传输给计算机300。

由上可知，采用上述辅助测量单元103和第二接口单元500，能够使计算机获得激光扫描测量单元102在测量参照系中的位置参数数据，由此计算机可以计算得出更准确的测量结果。

其中，所述自动测量设备100还包括：数据转换单元101，用于将辅助测量单元103测量的位置参考数据转换为第二接口单元500可识别的信号。

由上可知，采用上述数据转换单元101，能够将辅助测量单元103测量的位置参考数据转换为第二接口单元500可识别的信号，以便第二接口单元500将位置参数数据传输给计算机300。

较佳的，所述辅助测量单元103包括：边界及行程测量子单元1031，用于测量激光扫描测量单元102的激光扫描测头的位移量参数数据。

由上可知，采用上述边界及行程测量子单元1031，能够测量激光扫描测量单元102的激光扫描测头的位移量参数数据，根据此数据计算机可以计算得出更准确的测量结果。

较佳的，所述辅助测量单元103还包括：回转及俯仰测量子单元1032，用于测量安装有激光扫描测量单元102的堆取料机的悬臂的回转及俯仰角度参数数据。

由上可知，采用上述回转及俯仰测量子单元1032，能够测量安装有激光扫描测量单元102的堆取料机的悬臂的回转及俯仰角度参数数据，根据此数据计算机可以计算得出更准确的测量结果。

较佳的，激光扫描测量单元102包括至少两个激光扫描测头。

由上可知，采用至少两个激光扫描测头，能实现激光扫描测头对料堆的两边斜坡的直射，从而大大提高了系统的测量精确度。

其中，所述计算机300包括：建模单元301，用于将根据自动测量设备100、补偿测量设备200和辅助测量单元103测量得到的数据建立数学模型；

体积计算单元302，用于根据建立的数学模型计算得出散料堆体积；

重量计算单元303，用于根据计算出的体积和散料的比重计算得出散料堆的重量。

由上可知，包括上述单元的计算机能够根据测量得到的数据计算得到散料的体积和重量等参数。

其中，所述自动测量设备100还包括：供电子单元1014，用于给激光扫描测量单元102和辅助测量单元103供电。

由上可知，采用供电子单元1014，能够给激光扫描测量单元102和辅助测量单元103供电，保证系统进行测量工作。

附图说明

图1为散料堆测量系统的结构示意图。

具体实施方式

图1为散料堆测量系统的结构示意图，如图所示，本实用新型的散料堆测量系统包括自动测量设备100、补偿测量设备200、第二接口单元500、第一接口单元400和计算机300，自动测量设备100通过第二接口单元500与计算机300连接，补偿测量设备200通过第一接口单元400与计算机300连接。其中，

自动测量设备100包括：供电单元104、激光扫描测量单元102、辅助测量单元103和数据转换单元101。其中：

供电单元104用于将交流电源转换为自动测量设备100所需的低压直流电，例如激光扫描测量单元102和辅助测量单元103所需的5V或24V低压直流电源。

激光扫描测量单元102用于采用激光测量技术通过横向扫描方式对料堆进行测量，将测量结果传送到第二接口单元500。激光扫描测量单元102可以采用内置有二维转动机构的激光扫描测头实现。激光扫描测头设置在堆取料机上，激光扫描测头可以随堆取料机运动而运动。堆取料机一般包括门式斗轮堆取料机、桥式取料机、圆形料场堆取料机、刮板式取料机和悬臂式堆取料机，本例中以将激光扫描测头设置在具有俯仰、回转功能的悬臂式堆取料机的悬臂上为例对本实用新型提供的散料堆测量系统进行说明。

辅助测量单元103用于测量激光扫描测量单元102的激光扫描测头在测量参照系中的位置参数数据。可以包括：边界及行程测量子单元1031和回转及俯仰测量子单元1032，其中，

边界及行程测量子单元1031用于测量激光扫描测量单元(102)的激光扫描测头的位移量参数数据，由于该位移量参数数据为模拟信号所以将其传输给数据转换单元101。边界及行程测量子单元1031可以采用位置传感器。

回转及俯仰测量子单元1032用于测量堆取料机的悬臂的回转及俯仰角度参数数据，由于该角度参数数据为模拟信号所以将其传输给数据转换单元101。回转及俯仰测量子单元1032可以采用角度传感器。

数据转换单元101用于将辅助测量单元103传输过来的模拟信号数据转换为数字信号。数据转换单元101和辅助测量单元103之间可通过无线传输的方式传输数据，例如采用2.4GHz频段，使数据传输速率达到9600bps。

第二接口单元500用于将接收的激光扫描测量数据及数据转换单元转换后的数据传输到计算机300，第二接口单元500采用RS232通讯接口芯片。

补偿测量设备200用于对散料堆中自动测量设备100没有进行扫描测量的部分进行补偿测量，包括：测距单元202和角度测量单元201。其中，测距单元202和角度测量单元201分别通过第一接口单元400与计算机300连接，测距单元202用于测量被测点(可由测量员在散料堆上随机选取)之间的直线距离、水平距离和垂直高度等参数，角度测量单元201用于确定参考点或参考物，然后通过参考点或参考物进行水平角度计算。测距单元202可以采用激光测距仪，角度测量单元201可以采用水平角编码器，使用时将激光测距仪和水平角编码器设置在支架上。

第一接口单元400用于将接收的测距单元202和角度测量单元201测量的数据传输给计算机300，第一接口单元400采用RS232通讯接口芯片。

计算机300用于根据接收的测量数据计算散料堆体积、并存取、显示计算结果。计算机300包括建模单元301、体积计算单元302和重量计算单元303，建模单元301用于采用数字拟合技术将接收到的测量数据建立数学模型，体积计算单元302用于根据建立的数学模型采用体积积分原理计算得出散料堆体积，重量计算单元303用于根据计算出的体积和散料的比重计算得出散料堆的重量。

计算机300可以通过通信电缆与测距单元202、角度测量单元201和激光扫描测量单元102连接，当然也可以采用无线连接。

下面以对煤场中的煤进行测量为例对本实用新型的工作原理进行介绍。其中激光扫描测量单元102采用激光扫描测头、边界及行程测量子单元1031采用位置传感器、回转及俯仰测量子单元1032采用角度传感器、测距单元202采用激光测距仪、角度测量单元201采用水平角编码器。

首先测量员启动散料堆测量系统的各个设备，包括供电单元104、激光扫描测头102、位置传感器1031、角度传感器1032、激光测距仪201、水平角编码器202和计算机300，使其开始动作。

测量员在计算机300中选择自动测量，然后启动堆取料机使其运行，随堆取料机运动的激光扫描测头102对煤堆进行扫描并将扫描数据传输给第二接口单元500，第二接口单元500将接收的激光扫描测量数据传输给计算机300。位置传感器1031对随堆取料机运动的激光扫描测头102的位移量进行测量并将数据传输给数据转换单元101，数据转换单元101将测量数据的模拟信号转换为数字信号。角度传感器1032测量堆取料机的悬臂的回转及俯仰角度，数据转换单元101将测量数据的模拟信号转换为数字信号。经转换得到的数字信号经第二接口单元500传输给计算机300。

当自动测量设备100不能对料场进行完全测量时，测量员在计算机300中选择补偿测量，然后携带激光测距仪和水平角编码器到自动测量的盲区选择测量点，使用激光测距仪、水平角编码器对煤堆进行扫描，扫描数据经第一接口单元400传输给计算机300。

建模单元301采用数字拟合技术将接收到的数据建立数学模型，得出煤堆的空间曲面，体积计算单元302再按体积积分原理计算得出散料堆体积，重量计算单元303根据计算出的体积和煤堆的比重计算得出散料堆的重量。由于对混合散料堆只能取一个密度平均值进行计算，所以散料堆测量系统准确的测量结果应以体积来衡量。

为了提高测量精度，激光扫描测量单元102可以采用两个或多个激光扫描测头。因为如果只使用一个激光扫描测头，料堆的两边斜坡和激光扫描线之间的夹角可能会过于狭小，影响测量精度。而安装了多个激光扫描测头，就能实现激光扫描测头对料堆的两边斜坡的直射，使发射的激光数据点得到最大限度的利用，从而大大提高了系统的测量精确度。

采用本实用新型提供的散料堆测量系统能够快速、准确的测出料堆的存储量，从而便于厂商进行成本核算、经济效益评估和科学管理。

Claims (8)

1.一种散料堆测量系统，其特征在于，包括计算机(300)、自动测量设备(100)、补偿测量设备(200)、第一接口单元(400)和第二接口单元(500)，自动测量设备(100)通过第二接口单元(500)与计算机(300)连接，补偿测量设备(200)通过第一接口单元(400)与计算机(300)连接，其中，

自动测量设备(100)包括：激光扫描测量单元(102)，用于对散料堆进行扫描测量；

第二接口单元(500)，用于将接收的扫描测量数据传输给计算机(300)；

补偿测量设备(200)，用于对散料堆中自动测量设备(100)没有进行扫描测量的部分进行补偿测量，包括：

测距单元(202)，用于测量被测点的距离参数数据；角度测量单元(201)，用于测量被测点的水平角度参数数据；

第一接口单元(400)，用于将接收的距离参数和水平角度参数的数据传输给计算机(300)；

计算机(300)，用于根据收到的上述数据计算散料堆体积。

2.根据权利要求1所述的散料堆测量系统，其特征在于，所述自动测量设备(100)还包括：

辅助测量单元(103)，用于测量激光扫描测量单元(102)在测量参照系中的位置参数数据；

所述第二接口单元(500)还用于将接收的位置参数数据传输给计算机(300)。

3.根据权利要求2所述的散料堆测量系统，其特征在于，所述自动测量设备(100)还包括：数据转换单元(101)，用于将辅助测量单元(103)测量的位置参考数据转换为第二接口单元(500)可识别的信号。

4.根据权利要求2所述的散料堆测量系统，其特征在于，所述辅助测量单元(103)包括：

边界及行程测量子单元(1031)，用于测量激光扫描测量单元(102)的激光扫描测头的位移量参数数据。

5.根据权利要求4所述的散料堆测量系统，其特征在于，所述辅助测量单元(103)还包括：

回转及俯仰测量子单元(1032)，用于测量安装有激光扫描测量单元(102)的堆取料机的悬臂的回转及俯仰角度参数数据。

6.根据权利要求1所述的散料堆测量系统，其特征在于，激光扫描测量单元(102)包括至少两个激光扫描测头。

7.根据权利要求1所述的散料堆测量系统，其特征在于，所述计算机(300)包括：

建模单元(301)，用于将根据自动测量设备(100)、补偿测量设备(200)和辅助测量单元(103)测量得到的数据建立数学模型；

体积计算单元(302)，用于根据建立的数学模型计算得出散料堆体积；

重量计算单元(303)，用于根据计算出的体积和散料的比重计算得出散料堆的重量。

8.根据权利要求1所述的散料堆测量系统，其特征在于，所述自动测量设备(100)还包括：供电子单元(1014)，用于给激光扫描测量单元(102)和辅助测量单元(103)供电。

Images