一种皮带输送机流量非接触式测量方法

技术领域

本发明涉及的是皮带传输领域，特别涉及一种皮带输送机流量非接触式测量方法。

背景技术

目前在冶金、电力和建筑等行业中，原料场或煤场大量采用皮带输送机进行物料输送，输送物料量一般采用皮带电子秤进行流量测量，但是一些特殊条件下无法采用皮带电子秤测量，例如要实时测量取料机取料量用于取料作业控制时，取料机机上皮带没有安装空间，连接取料机的地面皮带(长度较长)上只能安装在机头附近，测量的实时性很差，需要设计一种能实时监测取料量的系统或者方法。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种皮带输送机流量非接触式测量方法。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一种皮带输送机流量非接触式测量方法，包括：

S100.检测物料及皮带上表面截面形状，并将检测数据传入数据处理软件；

S200.根据皮带左右两侧的点拟合出直线方程；

S300.根据左右直线方程计算相应参数，并拟合出物料底面基准形状；

S400.根据上表面数据和拟合后的底面基准计算出物料截面积；

S500.通过皮带速度检测仪测量皮带实时速度，根据皮带上物料截面积和通过速度，积分计算出单位时间内通过的物料体积，并根据堆密度计算出皮带机实时流量。

进一步地，S100中，通过激光扫描仪检测物料及皮带上表面截面形状。

进一步地，S200中，根据皮带左右两侧的点拟合出直线方程的方法为：

S201.取皮带两端点一定范围内的点组成左和右两个点云；

S202.随机选取左点云中的两个点p1和p2，并计算此两点的直线方程；

S203.遍历左点云中的点，计算距离直线p1p2距离小于阈值的点的数量；

S204.重复S202-S203至指定次数，选取点数量最多的一组，并对当前组中的点采用最小二乘法重新进行直线拟合；

S205.对右点云重复执行S202-S204。

进一步地，S202中，计算此两点的直线方程的公式为：

其中，(x0,y0)为P1坐标，(x1,y1)为P2坐标。

进一步地，S300中，拟合物料底面基准形状的方法为：

S301.根据拟合出的左右直线方程计算地面基准线中点坐标，公式为:

其中，cross_x、cross_y为地面基准线中点横纵坐标；cross_x、cross_y分别为两直线交点的横纵坐标，L为辊长度，k1、k2分别为左右两侧直线的斜率；

S302.根据基准线中点坐标分别向左右绘制基准线，将基准线的点数量与皮带上表面数据点进行一一对应。

进一步地，S400中，根据上表面数据和拟合后的底面基准计算出物料截面积的公式为：

其中，d

进一步地，S500中，计算皮带机实时流量的公式为：

V＝3600ρv

其中，ρ为物料密度，vbelt为皮带运行速度(m/s)，t为采样间隔时间(s)，S为物料截面积。

进一步地，S201中，皮带两端点一定范围为0.15m。

进一步地，S203中，计算距离直线p1p2距离小于阈值的点的数量，阈值为0.03m。

进一步地，S204中，重复S202-S203至指定次数，指定次数为50次。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明通过检测物料及皮带上表面截面形状，并将检测数据传入数据处理软件；根据皮带左右两侧的点拟合出直线方程；根据左右直线方程计算相应参数，并拟合出物料底面基准形状；根据上表面数据和拟合后的底面基准计算出物料截面积；通过皮带速度检测仪测量皮带实时速度，根据皮带上物料截面积和通过速度，积分计算出单位时间内通过的物料体积，并根据堆密度计算出皮带机实时流量。本发明可以解决原料场或煤场各种取料机取料流量检测实时性查的问题，并可参与取料装置控制，实时调节达到恒流量取料。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例1中，一种皮带输送机流量非接触式测量方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种皮带输送机流量非接触式测量方法。

实施例1

一种皮带输送机流量非接触式测量方法，如图1，包括：

S100.检测物料及皮带上表面截面形状，并将检测数据传入数据处理软件；具体的，本实施中，通过设置在皮带上方的激光扫描仪检测物料及皮带上表面截面形状。

S200.根据皮带左右两侧的点拟合出直线方程；具体的，本实施中，根据皮带左右两侧的点拟合出直线方程的方法为：

S201.取皮带两端点一定范围内的点组成左和右两个点云；

S202.随机选取左点云中的两个点p1和p2，并计算此两点的直线方程；

S203.遍历左点云中的点，计算距离直线p1p2距离小于阈值的点的数量；

S204.重复S202-S203至指定次数，选取点数量最多的一组，并对当前组中的点采用最小二乘法重新进行直线拟合；

S205.对右点云重复执行S202-S204。

在一些优选实施例S202中，计算此两点的直线方程的公式为：

其中，(x0,y0)为P1坐标，(x1,y1)为P2坐标。

在一些优选实施例S201中，皮带两端点一定范围为0.15m。

在一些优选实施例S203中，计算距离直线p1p2距离小于阈值的点的数量，阈值为0.03m。

在一些优选实施例S204中，重复S202-S203至指定次数，指定次数为50次。

S300.根据左右直线方程计算相应参数，并拟合出物料底面基准形状；具体的，S300中，拟合物料底面基准形状的方法为：

S301.根据拟合出的左右直线方程计算地面基准线中点坐标，公式为:

其中，cross_x、cross_y为地面基准线中点横纵坐标；cross_x、cross_y分别为两直线交点的横纵坐标，L为辊长度，k1、k2分别为左右两侧直线的斜率；

S302.根据基准线中点坐标分别向左右绘制基准线，将基准线的点数量与皮带上表面数据点进行一一对应。

S400.根据上表面数据和拟合后的底面基准计算出物料截面积；具体的，S400中，根据上表面数据和拟合后的底面基准计算出物料截面积的公式为：

其中，d

S500.通过皮带速度检测仪测量皮带实时速度，根据皮带上物料截面积和通过速度，积分计算出单位时间内通过的物料体积，并根据堆密度计算出皮带机实时流量。

具体的，S500中，计算皮带机实时流量的公式为：

V＝3600ρv

其中，ρ为物料密度，v

本实施例公开的一种皮带输送机流量非接触式测量方法，通过检测物料及皮带上表面截面形状，并将检测数据传入数据处理软件；根据皮带左右两侧的点拟合出直线方程；根据左右直线方程计算相应参数，并拟合出物料底面基准形状；根据上表面数据和拟合后的底面基准计算出物料截面积；通过皮带速度检测仪测量皮带实时速度，根据皮带上物料截面积和通过速度，积分计算出单位时间内通过的物料体积，并根据堆密度计算出皮带机实时流量。本发明可以解决原料场或煤场各种取料机取料流量检测实时性查的问题，并可参与取料装置控制，实时调节达到恒流量取料。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。