專利名稱：一種新型煤炭運輸量測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于在線檢測技術領域，尤其是一種新型煤炭運輸量測量的測量裝置。
背景技術：
我國是以煤炭為主要能源的國家，是目前世界上最大的煤炭生產國和消費國。由于我國煤炭品種繁雜且質量不均，所以存在供煤質量與鍋爐、窯爐用煤要求不符的難題，致使我國燃煤效率低、污染嚴重。為改變這一現狀，就需發展動力配煤技術。動力配煤是指通過將不同類別、不同品質的煤炭經過篩選、破碎和按比例配合等的過程，改變其原本的物理特性和燃燒特性，使之達到煤質互補的目的，使得煤質最大程度上符合燃煤設備的要求，提高燃煤效率，同時減少污染物的排放。在確定配煤比例時，需要精確測量得到煤炭的質量。目前工業上應用較為廣泛的是通過電子膠帶秤測量得到相應質量的煤炭。但是通過此方法得到的煤炭重量值存在較大誤差，精確度低，電子膠帶秤造價昂貴，易出現故障，后期維護復雜，需停機維修，嚴重影響工作效率；此外，電子秤每年均需進行校準，在工業生產中多有不便。為此我們提出了一種新型煤炭運輸量測量裝置，可實現非接觸式動態實時測量。本實用新型裝置采用非接觸式檢測方法，不會對煤炭傳送系統造成影響；利用圖像處理技術針對激光的變化信息 進行采集處理，可以實現對煤炭運輸量的實時精確的測量；由于采用常規機械及電器零部件，所以系統結構簡單，成本低廉，易于維修，不僅適用于煤炭運輸量測量，也適應于其他傳送帶生產線中；采用線性激光器掃描避免了光的散射問題，其良好的透射性保證在惡劣的作業環境中正常工作，不易受到天氣、亮度等外界環境的影響，大大提聞其在工業生廣中的應用。
發明內容本實用新型的目的是實現非接觸式動態實時測量煤炭的運輸量，通過圖像處理的方法得到煤炭的體積信息、，然后計算得到其質量。該檢測裝置不僅結構簡單，易于維修，而且測量精度高，不易受外界環境影響。本實用新型為解決技術問題所采取的技術方案:—種新型煤炭運輸量測量裝置，包括圖像采集裝置和計算機處理系統。其中圖像采集裝置包括兩個固定橫梁、線性激光器和工業攝像頭，其中兩個平行的橫梁固定在凹形槽傳送帶正上方，二者相距一定距離，線性激光器垂直固定在一個橫梁上，工業攝像頭固定在另一個橫梁上，并在與橫梁垂直的方向上可實現1(Γ20度的角度調整，方向均朝向凹形槽傳送帶內。上述計算機處理系統控制線性激光器和工業攝像頭，并對所述工業攝像頭采集到的激光線信息進行后處理。一種新型煤炭運輸量測量方法，以上述新型煤炭運輸量測量裝置為基礎，包括以下步驟:[0009]工業攝像頭定標:首先凹形槽傳送帶上不放置煤炭，線性激光器垂直照射凹形槽傳送帶，采集此時的初始激光線信息，得到一條高亮度凹形曲線，并將此信息輸入計算機處理系統；圖像采集:在凹形槽傳送帶上放置一定量的煤炭，并以一固定速度V保持勻速運輸，線性激光器仍垂直照射凹形槽傳送帶，實時采集此時表征傳送帶上煤炭形狀的激光線信息，得到一條高亮度凸形曲線，與初始的凹形曲線組成一個閉合曲面，并將此信息輸入計算機處理系統；圖像處理:采用分割處理的圖像處理方法得到由上述兩條激光線構成的閉合曲面的面積S ;由于已知凹形槽傳送帶的工作速度V，則在一定時間t內，凹形槽傳送帶的運輸路程L = Vt,再由V = SL可計算得到時間t內凹形槽傳送帶運輸的煤炭體積。考慮到傳送帶上傳輸的煤炭不同時刻的形狀存在較大區別，所以時間t需取一較小值，以近似實時得到每一時刻對應的表征煤炭形狀的激光線，再根據積分算法精確得到傳輸煤炭的總體積V。工業生產中煤炭的密度一般為一個定值P，根據公式M=PV即可得到運輸的煤炭的實際質量M。本實用新型的有益效果為:本實用新型裝置采用非接觸式檢測方法，不會對煤炭傳送系統造成影響。利用圖像處理技術針對激光的變化信息進行采集處理，改善了電子膠帶秤測量誤差大的問題，可以實現對煤炭運輸量的實時精確的測量。由于采用常規機械及電器零部件，所以系統結構簡單，成本低廉，且易于維修，不僅適用于煤炭運輸量測量，也適應于其他傳送帶生產線中。此外，采用線性激光器掃描避免了光的散射問題，其功率很高且隨距離的增加衰減較小，保證在惡劣的作業環境中正常工作，不易受到天氣、亮度等外界環境的影響，可廣泛應用于 工業生產中。
圖1為本實用新型的結構示意圖；其中:1.固定橫梁、2.固定橫梁、3.線性激光器、4.計算機處理系統、5.工業攝像頭。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型一實施例進一步描述。參照圖1，固定橫梁I和固定橫梁2分別固定在凹形槽傳送帶上，二者相距一定距離，以保證工業攝像頭5可以接收到線性激光器3照射在凹形槽傳送帶上的光束信息。線性激光器3固定在固定橫梁I的中央位置處，方向為垂直照射凹形槽傳送帶，其照射范圍不小于凹形槽傳送帶的寬度，以保證凹形槽傳送帶在工作過程中運輸的煤炭全部可以接收到線性激光器3的照射；工業攝像頭5固定在固定橫梁2的中央位置處，并在與橫梁垂直的方向上可實現1(Γ20度的角度調整，方向朝向凹形槽傳送帶，保證可以完全接收到線性激光器3照射在凹形槽傳送帶上的光束，從而得到運輸的煤炭圖像信息。計算機處理系統4與線性激光器3和工業攝像頭5相連接，控制線性激光器3和工業攝像頭5的工作狀態，并對工業攝像頭5采集到的圖像信息進行后期處理。本裝置的工作方式為:[0018]首先對工業攝像頭進行定標，具體為凹形槽傳送帶上初始狀態時為空運行狀態，不放置任何待運輸物。此時線性激光器垂直照射在傳送帶上，采集初始激光線圖像信息，并將此信息輸入計算機處理系統。然后使凹形槽傳送帶處于正常工作狀態，即以一定的速度V勻速運輸煤炭，此時線性激光器垂直照射凹形槽傳送帶上運輸的煤炭，實時采集激光線圖像信息，并將此信息輸入計算機處理系統，此時可以得到由上述兩條激光線構成的一個閉合曲面。利用圖像處理方法容易計算得到該閉合曲面的面積S。由于已知凹形槽傳送帶的工作速度V,則在一定時間t內，凹形槽傳送帶的傳輸路程L = vt,再由V = SL可計算得到時間t內凹形槽傳送帶運輸的煤炭體積。考慮到傳送帶上傳輸的煤炭不同時刻的形狀存在較大區別，所以時間t需取一較小值，以近似實時得到每一時刻對應的表征煤炭形狀的激光線，再根據積分算法精確得到傳輸煤炭的總體積V。工業生產中煤炭的密度P —般為一個定值，根據公式M = P V即可得到運輸的煤炭的實際質量M，從而得到其運輸量。
權利要求1.一種新型煤炭運輸量測量裝置，其特征在于，包括圖像采集裝置和計算機處理系統，所述的圖像采集裝置包括兩個固定橫梁、線性激光器和工業攝像頭，其中兩個平行的橫梁固定在凹形槽傳送帶正上方，二者相距一定距離，線性激光器垂直固定在一個橫梁上，工業攝像頭固定在另一個橫梁上，并在與橫梁垂直的方向上可實現1(Γ20度的角度調整，方向均朝向凹形槽傳送帶內；所述的計算機處理系統控制線性激光器和工業攝像頭，并對所述工業攝像頭采集到的激光線·信息進行后處理。
專利摘要本實用新型公開一種新型煤炭運輸量測量裝置，包括圖像采集裝置和計算機處理系統。其中圖像采集裝置包括兩個橫梁、線性激光器和工業攝像頭，兩個橫梁相距一定距離平行固定在在凹形槽傳送帶正上方，線性激光器與工業攝像頭分別固定在兩個橫梁上，方向均朝向凹形槽傳送帶內，以實時采集表征傳送帶上煤炭形狀的激光線信息；計算機處理系統對此激光線信息進行后處理，利用相應的算法計算得到時間t內凹形槽傳送帶運輸的煤炭體積。本實用新型裝置可實現對煤炭運輸量的非接觸式動態實時測量，不會對煤炭傳輸系統造成影響，測量精度高，系統結構簡單，成本低廉，并且可在惡劣的作業環境中正常工作，在工業生產中有廣泛的應用。
文檔編號G01F17/00GK203163842SQ20132003939
公開日2013年8月28日 申請日期2013年1月21日 優先權日2013年1月21日
發明者趙春柳, 牛犖, 于棟友 申請人:中國計量學院