一种矿业远程产量监控动态称重校准方法技术

本发明专利技术公开了一种矿业远程产量监控动态称重校准方法。首先进行采样和信号处理，将称重信号转变为数字信号，并以时间为横坐标，以信号强度为纵坐标绘制波形图，然后将得到的波形图进行分段处理，计算出称重物体的动态速度Ｓ作为计算测量值的速度补偿，计算出上磅时的波形图振动频率Ｆ，根据振动频率和奈奎斯特采样定理来调整下一次的采样频率，最后根据波形图数据计算出测量值。本发明专利技术考虑多种影响因素来校正动态称重物体的重量测量值，使测量值更接近称重物体的实际重量，达到对矿业产量的准确测量和监控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于矿业远程产量监控动态称重
，涉及一种动态称重校准 方法，尤其是。
技术介绍
中国是世界第一产煤大国，煤炭是我国最主要的一次能源。在未来相当长 的时期内，以煤为主的能源供应和消费格局难以改变。目前全国煤矿产量已达 20亿吨/年，中小煤矿煤炭产量占60%。中小煤矿产量监控不到位，影响国家财 政税收，偷税漏税严重。中小煤矿安全管理问题比较突出，无证开采，越界越层开采，超能力开釆 等现象屡禁不止。全国有小煤矿7000 10000多个，控制事故总量关键在于监管 中小煤矿。经过深入细致的调査分析，中小煤矿企业在行政征收和安全管理上的管理 上存在着以下几点问题① 小矿业主素质较低，纳税意识不强，偷逃税款的现象十分普遍和日益严 重。对财政行政执行机关的征收项目认识和认知意识差，财务机制不健全，税务 难以准确全面地掌握其生产数据。② 矿业生产行业架构的特殊性，造成政府相关监管部门(国税地税、煤监、 国土资源、财政和环保等部门)难以控管的局面。政府机构的行政征收项目难以 获得的准确性生产数据。(D小矿产企业安全生产条件简陋，事故隐患较多，治理整顿频繁，导致企业生产不正常，受安全生产整顿的影响，昼伏夜干，时干时停，生产时间、投入生产的工人数量和班产量难以监控评测。 地市和县政府机构从事征收的行政执法人员编制较少。 ⑤许多煤矿企业在利益的驱动下大肆采掘，盲目地增加产量，其实际产量远远超过国家核定的年产量，而过度过量的采掘很容易造成安全事故的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种准确和实时的动态称重技术。本专利技术的目的是通过以下技术方案来解决的这种矿业远程产量监控动态称重校准方法，其特征在于，包括如下步骤1) 采样，信号处理-通过称重传感器将称重信号传递到嵌入式计算机，初始化采样频率f、采 样零点和滤波频率，以嵌入式计算机通过A/D转换器将模拟信号滤波采样转 变为数字信号，并以时间为横坐标，以信号强度为纵坐标绘制波形2) 对上述波形图进行分段处理将波形图分为A、 B、 C和D四段，其中A段为称重物体没有上磅，B 段为称重物体上磅过程中，C段为称重物体完全上磅，D段为称重物体离开磅 体；3) 计算采样零点，并设置波形图的零点上限和采样下限所述波形图中在A段时，如果所述信号强度的采样值不等于当前设置的 信号强度的采样零点，并且该信号强度采样值在0.2~1S内连续出现并保持， 则将该信号强度釆样值定为当前的采样零点；设置零点上限大于当前的采样 零点；设置采样下限大于零点上限；4) 以所述波形图中C段为取值对象，做如下计算动态速度S:通过称重物体完全在磅台上的移动长度L，除以称重物体停留磅台的停留时间T，得到称重物体的动态速度S，即S-L/T;振动频率F:先计算间隔时间T= (N+l) X定时采样时间，其中N为两个相邻的信号强度极值点间的采样次数；通过间隔时间T出现的信号强度的 极值点，算出振动频率，具体公式为F4/T;利用以上算出的振动频率F，根据奈奎斯特采样定理，调整第1)步骤中 的采样频率和滤波频率；5) 以类真算法计算测量值在C段，计算出信号强度的平均值5，并去除W值，所述W值为小于5 值6%的信号强度采样值，同时记录数据顺序，作为判断上升沿和下降沿起始的依据，重新计算出去除W值之后的信号强度的平均值5'，再去除X值，所述X值为小于；值3%的信号强度采样值，将剩下的信号强度采样值按照采样 顺序记录并作为类真采样值，即&、 a2、 a3...an，这些类真采样值作为判断上 升沿和下降沿结束的依据；算出类真采样值31、 a2、 a3.，.an的平均值？，比较 各类真采样值同；'值，按误差确定第/个类真采样值ai的可信权重^，其中n为类真采样值的个数，i'^n; 按照下式确定测量值-测量值- x {l + 2x a,)] + n卜速度补偿其中，上式中速度补偿的值为动态速度S值的5。/。 10。/。。 上述步骤5)中当误差小于或等于0.4%,数值可信权重取l,当误差超过 0.4 %,数值可信权重取0.2~0.4。经过对称重传感器送来的动态称重的波形分析，可以得出如下结论动态 称重物体上磅称重，然后离开形成一个动态重量波形，该波形是个梯形，其上升 和下降的坡度取决于动态称重物体的速度，称重物体完全在秤台称重是个水平振 动的波形，因此可以对该波形进行分段采样控制，分段采样包括称重物体没有上 磅，上磅过程中，完全上磅，然后离开磅体。称重算法主要通过取多个极值点取 得振动频率的方法，将噪声和真实值振动分开，从而保证称重算法的准确性。 附图说明图l为称重系统框图2为本专利技术的分段采样称重波形示意图。 具体实施例方式为了更清楚的理解本专利技术，以下结合附图对本专利技术的详细
技术实现思路
作进一步 的详细说明。参见图1是称重系统框图。通过称重传感器将称重信号(电压信号或电流信 号)传递到数据采集设备(即嵌入式计算机)，在数据采集设备上初始化采样频 率f、采样零点和滤波频率，即现根据经验给釆样频率f、釆样零点和滤波频率 一个初始值，然后使数据采集设备通过A/D转换器将模拟信号转变为数字信号， 并以时间为横坐标，以信号强度为纵坐标绘制波形图，所绘制的波形图如图2 所示，将波形图分为A、 B、 C和D四段，其中A段为称重物体没有上磅(即磅在无称重物体的情况下从称重传感器上传出的空载电信号)，B段为称重物体上 磅过程中(即从称重物体接触到磅的一刻到称重物体的全部重量完全处于磅上的 一刻之间的时间)，C段为称重物体完全上磅(即称重物体的全部重量完全压在 磅上的一段时间)，D段为称重物体离开磅体(即从称重物体开始下磅到完全脱 离磅体的一端时间)，零点上限和采样下限为配置文件里的缺省值，由于现场的 温度，压力等条件的影响，会对称重传感器的工作参数造成一定的影响，现场人 员可以根据现场测得数据来确定零点上限和采样下限的取值。从零点上限，连续 M次超过采样下限，则形成上升沿。M值最小不低于3，增加判决的稳定性，可 以根据现场来配置。从采样下限连续M次低于零点下限，则形成下降沿。如果 上升沿和下降沿成立，形成一个完整的动态重量波形，然后存储实时重量。取得采样值并绘制好相应波形图后，在波形图的A段进行采样零点的计算， 即当信号强度的采样值不等于当前设置的信号强度的采样零点，并且该信号强度 采样值在0.5 3S内连续出现并保持，则将该信号强度采样值定为当前的采样零 点。然后以C段为对象分别做如下计算(1) .通过称重物体完全在磅台上的移动长度L，除以称重物体停留磅台的 停留时间T，得到称重物体的动态速度S，即S=L/T;实际测量结果显示称重物 体的动态速度S越快，其重量越轻，因此需要算出称重物体的动态速度S对测量 值进行速度补偿。再计算振动频率F:先计算间隔时间丁= (N+l) X定时采样时间，其中N为 两个相邻的信号强度极值点间的采样次数；通过间隔时间T出现的信号强度的 极值点，算出振动频率，具体公式为F4/T，利用算出的振动频率F，根据奈奎 斯特采样定理，调整下一次采样时的采样频率。(2) .根据波形比较出信号强度的最大值，计算出信号强度的平均值5，并去除W值，所述W值为小于^值6^的信号强度采样值，同时记录数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿业远程产量监控动态称重校准方法，其特征在于，包括如下步骤：　１）采样，信号处理：　通过称重传感器将称重信号传递到嵌入式计算机，初始化采样频率ｆ、采样零点和滤波频率，以嵌入式计算机通过Ａ／Ｄ转换器将模拟信号滤波采样转变为数字信号，并以时间为横坐标，以信号强度为纵坐标绘制波形图；　２）对上述波形图进行分段处理：　将波形图分为Ａ、Ｂ、Ｃ和Ｄ四段，其中Ａ段为称重物体没有上磅，Ｂ段为称重物体上磅过程中，Ｃ段为称重物体完全上磅，Ｄ段为称重物体离开磅体；３）计算采样零点，并设置波形图的零点上限和采样下限：　所述波形图中在Ａ段时，如果所述信号强度的采样值不等于当前设置的信号强度的采样零点，并且该信号强度采样值在０．２～１Ｓ内连续出现并保持，则将该信号强度采样值定为当前的采样零点；设置零点上限大于当前的采样零点；设置采样下限大于零点上限；　４）以所述波形图中Ｃ段为取值对象，做如下计算：　动态速度Ｓ：通过称重物体完全在磅台上的移动长度Ｌ，除以称重物体停留磅台的停留时间Ｔ，得到称重物体的动态速度Ｓ，即Ｓ＝Ｌ／Ｔ；振动频率Ｆ：先计算间隔时间Ｔ＝（Ｎ＋１）×定时采样时间，其中Ｎ为两个相邻的信号强度极值点间的采样次数；所述定时采样时间为１／ｆ；通过间隔时间Ｔ出现的信号强度的极值点，算出振动频率，具体公式为Ｆ＝１／Ｔ；　利用以上算出的振动频率Ｆ，根据奈奎斯特采样定理，调整第１）步骤中的采样频率和滤波频率；　５）以类真算法计算测量值：　在Ｃ段，计算出信号强度的平均值＊，并去除Ｗ值，所述Ｗ值为小于＊值６％的信号强度采样值，同时记录数据顺序，作为判断上升沿和下降沿起始的依据，重新计算出去除Ｗ值之后的信号强度的平均值＊′，再去除Ｘ值，所述Ｘ值为小于＊′值３％的信号强度采样值，将剩下的信号强度采样值按照采样顺序记录并作为类真采样值，即ａ↓［１］、ａ↓［２］、ａ↓［３］…ａ↓［ｎ］，这些类真采样值作为判断上升沿和下降沿结束的依据；算出类真采样值ａ↓［１］、ａ↓［２］、ａ↓［３］…ａ↓［ｎ］的平均值＊″，比较各类真采样值同＊″值，按误差确定第ｉ个类真采样值ａ↓［ｉ］的可信权重Ｖ↓［ｉ］，其中ｎ为类真采样值的个数，ｉ≤ｎ；　按照下式确定测量值：测量值＝＊″×｛１＋∑［Ｖ↓［ｉ］×（＊″－ａ↓［ｉ］）］÷ｎ｝＋速度补偿　其中，上式中速度补偿的值为动态速度Ｓ值的５％～１０％。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝阳，
申请(专利权)人：西安大唐电信有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]