给料斗内堆料体积动态测量方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种给料斗内堆料体积动态测量方法及装置，该方法具体为：于同一位置A分别同时采用激光传感器和超声传感器按a

【技术实现步骤摘要】
给料斗内堆料体积动态测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及堆料体积测量领域，具体涉及一种给料斗内堆料体积动态测量方法及系统。

技术介绍

[0002]给料斗中堆料的体积因给料斗下端堆料的消耗以及上端堆料的供给而不停的变化着，同时由于堆料的种类不同，形态不同等，使得给料斗中堆料的体积的难以估算以及监测，而监测给料斗中堆料的体积有助于提高给料的效率，同时提高生产作业的安全性。
[0003]例如，在焚烧垃圾时，把垃圾装入给料斗然后输送给焚烧炉进行燃烧，由于垃圾种类多样化、体积不均匀，导致给料斗内垃圾体积离散不均匀，影响了给料的效率，进一步影响焚烧炉垃圾燃烧的高效性，而人工现场监测需要经验丰富的工作人员实时高度集中观测，这不仅无法精确估计垃圾需给料情况，而且在恶劣的垃圾给料环境中容易造成安全事故。
[0004]现有技术中垃圾体积测量的包括直接测量和间接测量，直接测量是把垃圾放入规则容器中，然后压缩成规则形状，直接用体积公式计算，这种方法计算简单，但是前处理需要耗费大量时间和成本，且不适用与给料斗垃圾测量。同时实际中，给料斗垃圾是实时动态的，一方面通过给料铲需要按照给料斗已有垃圾量投入垃圾，另外一方面给料斗下方垃圾输出并供燃烧，给料斗垃圾存在输入、输出动态变化，需要快速的提供给料斗垃圾的实时体积、日投放以及燃烧垃圾体积，方便垃圾量化及发电运维管理。
[0005]综上所述，目前的技术无法满足给料斗内垃圾体积高效精准测量，因此亟需一种给料斗堆料体积高精度快速测量方法以满足上述需求。

技术实现思路
<br/>[0006]为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种给料斗内堆料体积动态测量方法及系统。
[0007]为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种给料斗内堆料体积动态测量方法，包括以步骤：
[0008]于同一位置A分别同时采用激光传感器和超声传感器按a
i
×
a
j
矩形单元间距无缝扫描给料斗内堆料表面，分别采集激光传感器、超声传感器到每个a
i
×
a
j
矩形单元内的堆料表面的距离；
[0009]对应于每个a
i
×
a
j
矩形单元，取激光传感器、超声传感器所采集的距离中的最大值作为位置A与对应a
i
×
a
j
矩形单元堆料表面的距离；
[0010]根据位置A与每个a
i
×
a
j
矩形单元堆料表面的距离求得给料斗内的剩余空间，计算给料斗的总容量与给料斗内的剩余空间的差值得到给料斗内堆料体积。
[0011]令第n个a
i
×
a
j
矩形单元内激光扫描所采集的距离参数为包含其
距离信息的矩阵
[0012]超声扫描所采集第n个a
i
×
a
j
矩形单元的距离参数为包含其距离信息的矩阵
[0013]给料斗内堆料体积计算公式为：
[0014][0014]指给料斗内堆料的基准体积，指给料斗内的剩余空间，h0表示修正距离参数，N表示a
i
×
a
j
矩形单元的数量。
[0015]该给料斗内堆料体积动态测量方法实现了给料斗内堆料体积的高效精准快速测量。
[0016]该给料斗内堆料体积动态测量方法的优选方案：T时长后，于位置A采用超声传感器按a
i1
×
a
j1
矩形单元间距无缝扫描料斗内堆料表面，采集超声传感器到每个a
i1
×
a
j1
矩形单元内的堆料表面的距离，如超声传感器到某个a
i1
×
a
j1
矩形单元内的堆料表面的距离较上一次测量时发生变化，则于位置A采用激光传感器、超声传感器对对应a
i1
×
a
j1
矩形单元以a
i
×
a
j
矩形单元间距进行无缝扫描堆料表面，采集激光传感器、超声传感器到对应a
i1
×
a
j1
矩形单元内每个a
i
×
a
j
矩形单元的堆料表面的距离，a
i1
×
a
j1
大于a
i
×
a
j
；
[0017]取激光传感器、超声传感器当前所采集的距离中的最大值作为位置A与对应a
i
×
a
j
矩形单元堆料表面的距离，求得当前时刻与上一时刻位置A与对应a
i
×
a
j
矩形单元堆料表面的距离差，基于该距离差求得对应a
i1
×
a
j1
矩形单元在当前时刻较上一时刻的体积变化量；将所有a
i1
×
a
j1
矩形单元在当前时刻较上一时刻的体积变化量求和，得到当前时刻较上一时刻给料斗内堆料体积的总变化量；
[0018]将上一时刻的给料斗内堆料体积与所述给料斗内堆料体积的总变化量求和，得到当前料斗内堆料体积。
[0019]这进一步实现了给料斗内堆料体积的动态高效精准快速测量。
[0020]该给料斗内堆料体积动态测量方法的优选方案：判断超声传感器到某个a
i1
×
a
j1
矩形单元内的堆料表面的距离较上一次测量时是否发生变化的方法为：
[0021]将T时长后超声传感器到每个a
i1
×
a
j1
矩形单元内的堆料表面的最小距离与上述超声传感器对每个a
i1
×
a
j1
矩形单元各自对应面积范围内的a
i
×
a
j
矩形单元的最小距离进行比较，检查是否有变化。
[0022]该给料斗内堆料体积动态测量方法的优选方案：控制所述激光传感器和超声传感
器按固定时间扫描间隔ΔT和起始角度α0对给料斗内堆料体积进行动态测量。
[0023]本专利技术还提出了一种给料斗内堆料体积动态测量系统，包括控制单元、工控机和激光超声传感测量装置，所述控制单元与工控机连接，相互通信，向工控机发送初始化参数，所述控制单元与激光超声传感测量装置连接，控制激光超声传感测量装置的超声传感器、激光传感器同时或分时扫描料斗内堆料表面；
[0024]所述激光超声传感测量装置设置于一转动装置上，所述转动装置与所述工控机连接，所述工控机控制转动装置水平方向转动和/或垂直水平方向转动；
[0025]所述工控机按上述的给料斗内堆料体积动态测量方法对给料斗内堆料体积进行测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种给料斗内堆料体积动态测量方法，其特征在于，包括以步骤：于同一位置A分别同时采用激光传感器和超声传感器按a
i
×
a
j
矩形单元间距无缝扫描给料斗内堆料表面，分别采集激光传感器、超声传感器到每个a
i
×
a
j
矩形单元内的堆料表面的距离；对应于每个a
i
×
a
j
矩形单元，取激光传感器、超声传感器所采集的距离中的最大值作为位置A与对应a
i
×
a
j
矩形单元堆料表面的距离；根据位置A与每个a
i
×
a
j
矩形单元堆料表面的距离求得给料斗内的剩余空间，计算给料斗的总容量与给料斗内的剩余空间的差值得到给料斗内堆料体积。2.根据权利要求1所述的给料斗内堆料体积动态测量方法，其特征在于，T时长后，于位置A采用超声传感器按a
i1
×
a
j1
矩形单元间距无缝扫描料斗内堆料表面，采集超声传感器到每个a
i1
×
a
j1
矩形单元内的堆料表面的距离，如超声传感器到某个a
i1
×
a
j1
矩形单元内的堆料表面的距离较上一次测量时发生变化，则于位置A采用激光传感器、超声传感器对对应a
i1
×
a
j1
矩形单元以a
i
×
a
j
矩形单元间距进行无缝扫描堆料表面，采集激光传感器、超声传感器到对应a
i1
×
a
j1
矩形单元内每个a
i
×
a
j
矩形单元的堆料表面的距离，a
i1
×
a
j1
大于a
i
×
a
j
；取激光传感器、超声传感器当前所采集的距离中的最大值作为位置A与对应a
i
×
a
j
矩形单元堆料表面的距离，求得当前时刻与上一时刻位置A与对应a
i
×
a
j
矩形单元堆料表面的距离差，基于该距离差求得对应a
i1
×
a
j1
矩形单元在当前时刻较上一时刻的体积变化量；将所有a
i1
×
a
j1...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓喜，肖嘉伟，邵毅敏，曾强，杨小青，黄文彬，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：