本发明专利技术公开了生产现场集料三维检测的实时数据采集方法及采集系统，集料传送装置包括进料仓、一级传动带、分料板和总传动带，分料板下方设二级传送带，安装数据获取装置，数据获取装置包括封装在防尘箱中的激光器和面阵相机，防尘箱安装在二级传送带上方，激光器正对二级传送带，第一编码器安装在二级传送带转轴上，第二编码器安装在防尘稳固箱上且与面阵相机相连，所述激光器、面阵相机、第一编码器和第二编码器分别连接计算机；计算机控制二级传送带传送速度和面阵相机采样频率。本发明专利技术能够直接获取集料的三维数据信息，极大地提高了集料级配的计算精度；对拍摄过程中集料的下落速度进行控制，解决集料下落速度不均匀的问题。
【技术实现步骤摘要】
生产现场集料三维检测的实时数据采集方法及采集系统
本专利技术属于矿质混合料三维检测
，具体涉及一种生产现场集料三维检测的实时数据采集方法及采集系统。
技术介绍
浙青路面是由以浙青材料作为结合料粘结矿料而修筑的面层与各类基层和垫层所组成的路面结构，浙青路面工作在复杂的荷载应力与环境条件下，为了保障其路用性能，对浙青混合料的材料选择、生产以及成型过程需要实施严格的质量控制。浙青路面混合料的矿料组成称为浙青混合料的级配。浙青混合料主要是指未经摊铺、压实的浙青混凝土混合料和浙青碎石混合料。浙青混凝土混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料与浙青拌合而制成的符合技术标准的浙青混合料。浙青混合料的级配组成决定了浙青路面的路用性能。由于浙青混合料级配的决定性作用，浙青路面的施工过程常规的试验检测项目就是浙青混合料的级配，以控制施工质量。现行的浙青混合料的级配检测内容主要包括浙青含量的测定、各档集料的分离与质量的测定。浙青混合料中各档集料的分离与测定的传统方法主要是用摇筛机对浙青抽取后的集料摇筛后测得。浙青混合料中的矿料组成试验是浙青路面施工时重要的质量检查项目，它用于浙青混合料抽提浙青含量后的回收矿料的筛分试验，以检验其组成是否符合设计要求。国外在评定浙青路面施工时的矿料级配时，一般在质量要求中并不规定对全部筛孔进行筛分、检验，而注重于关键筛孔的质量检验，以减少工作量。上述方法存在操作复杂、获取数据精度不高且试验数据主要依赖于操作者的试验水平的缺陷；所用到的试验检测设备大多体积庞大，价格昂贵，并且试验周期较长。对于浙青混合料的矿料集料颗粒的有些参数，如棱角性和针片状颗粒，仅仅依靠筛分还不能确定，还需要额外的试验。此外，在测定浙青含量采用抽提时由于是使用有机物，容易对人体产生伤害，采用燃烧法则会污染环境。因此，需要寻求一种能够快速无损的检测浙青混合料矿料级配的装置及方法，图像处理技术基本能够实现这一目标，但是通过图像处理的方法只能得到集料的二维数据，用在级配组成的分析中精确度很多时候还是不够理想；专利技术人针对上述问题，设计了用于集料级配检测的数字化成像采集系统及采集方法(参见授权公告号为CN101920043B的中国专利技术专利)，其结构如图1所示，该需要通过设置活动的分料板实现了对集料流的采样采集，解决了以往集料图像采集装置必须对集料下落流进行全部图像采集的问题，克服了采集到的图像质量差、颗粒难分离、处理数据量大的缺陷，但经过一段时间的现场使用，专利技术人发现其仍存在一些不容忽视的问题:问题1:由于现有的分料板是倾斜的，虽然实现了集料的分流，但造成了集料下落的速度得不到最佳控制，且在分料板上各段集料下落速度不均，致使相机采集的数据失真，对处理结果造成较大误差甚至错误；问题2:对分料板或者传送带上直接进行集料拍摄时，由于分料板或者传送带表面平整光滑，铺设其上的集料如果没有将表面全部遮盖，激光光源打在上面不可避免地会有反光，这样采集的数据会存在很多不易处理的噪声点，严重时数据则不能使用，如果采集处理过程中没有及时发现而使用了该数据，则处理结果误差会非常大。因此需要对采集过程有严密的追踪，必要时舍弃一些异常数据，但这样导致试验效率较低，费时费力，且测量精度不能得到保证。问题3:相机拍摄有最佳的视场，现有系统中设计了距离控制杆和角度控制杆分别调整分料板的位置及倾斜角度，实现了集料有效分流，但是调节距离控制杆和角度控制杆的同时，分料板上的集料与相机的相对位置发生变化致使相机无法始终在最佳视场下工作，会对结果产生无法量化的影响。问题4:现有系统和方法，利用线阵相机采集到二维图像，并通过计算将集料二维的数据转换成体积，进而获取浙青混合料级配，由于图像处理的复杂性，获取的级配与实际级配有较大比较大的偏差。
技术实现思路
针对上述现有的集料级配采集装置及方法中存在的问题，本专利技术的目的在于，提供一种生产现场集料三维检测的实时数据采集方法及采集系统，该方法不用对二维数据进行转化，能够直接获取集料的三维数据信息，极大地提高了集料级配的计算精度；对拍摄过程中集料的下落速度进行控制，解决集料下落速度不均匀的问题；解决了集料放置平面的反光对采集数据的影响的问题；对相机的最佳拍摄视场进行了控制；对分料板的宽度及安装位置进行了改进以确保拍摄到完整的集料样本；且抗震性好、不受生产现场不同光照情况的影响，能够实时采集矿料的三维数据，在矿质混合料生产现场直接投入使用可以更客观、准确的描述集料的形态特征，利于在生产过程中实时分析矿质混合料的级配，为生产出符合既定标准要求的矿质混合料提供技术支持和保障；检测过程安全无污染，节省了大量人力、物力；有助于促进矿料级配检测自动化，提高浙青路面的路用性能；对矿质混合料的级配由二维检测进入到三维检测、控制的阶段，有十分重要的现实意义和使用价值。为了实现以上任务，本专利技术采用的如下技术解决方案:一种生产现场集料三维检测的实时数据采集方法，包括以下步骤:步骤一，架设集料传送装置，所述集料传送装置包括进料仓、一级传动带、分料板和总传动带，其中，进料仓位于一级传动带物料输入端的上方，总传动带位于一级传动带的下方；所述分料板低于一级传送带且分料板上端靠近一级传送带物料输出端；分料板高于总传送带；所述分料板上端安装有可伸缩的距离调节杆，其通过调节自身长度来调节分料板上端到一级传送带的水平距离；由分料板和一级传送带之间下落的集料直接落到集料总传动带上运送到现场生产的下一环节；分料板下端安装有可伸缩的角度调节器，其用来调节分料板的倾斜程度；步骤二,在分料板下方架设二级传送带,且分料板下端与二级传送带不接触,二级传送带高于总传动带；由分料板下落的集料全部落于二级传送带上，由二级传送带下落的集料全部落于总传送带上；步骤三，安装数据获取装置，所述数据获取装置包括封装在防尘箱中的激光器和面阵相机，所述面阵相机镜头前安装有滤光片；将防尘箱安装在二级传送带中部的正上方且两者之间，并使得激光器正对二级传送带，面阵相机的镜头与二级传动带的垂直距离为25cm ；步骤四，设置自动控制装置，所述自动控制装置包括电源、计算机、第一编码器和第二编码器，第一编码器安装在二级传送带转轴上，第二编码器安装在防尘稳固箱上且与面阵相机相连，所述激光器、面阵相机、第一编码器和第二编码器分别连接计算机；所述电源连接计算机；计算机实时接收编码器发送来的二级传送带传送速度信息，并根据接收到的信息实时控制二级传送带传送速度；第二编码器采集面阵相机的采样频率发送到计算机，计算机根据接收的信息控制面阵 相机的采样频率。本专利技术的方法还包括如下其他技术特征:所述分料板上端与一级传送带物料输出端之间的水平距离为5 15cm。所述分料板比一级传送带两侧均宽出10cm。所述二级传送带与分料板下端垂直距离为If 40cm。在二级传送带外表面均匀刻有直径为0.05、.18mm的盲孔，且相邻盲孔中心距离0.18^0.4_。所述面阵相机的镜头与传动带的垂直距离为25cm。所述计算机控制二级传送带传送速度为0.01m/s0.04m/s,面阵相机的触发时间间隔为IOms 18ms。一种上述方法所使用的生产现场集料三维检测的实时数据采集系统，包括集料传送装置、二级传送带、数据获取装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产现场集料三维检测的实时数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，架设集料传送装置，所述集料传送装置包括进料仓（1）、一级传动带（2）、分料板（3）和总传动带（9），其中，进料仓（1）位于一级传动带（2）物料输入端的上方，总传动带（9）位于一级传动带（2）的下方；所述分料板（3）低于一级传送带（2）且分料板（3）上端靠近一级传送带（2）物料输出端；分料板（3）高于总传送带（9）；所述分料板（3）上端安装有可伸缩的距离调节杆（13），其通过调节自身长度来调节分料板（3）上端到一级传送带（2）的水平距离；由分料板（3）和一级传送带（2）之间下落的集料直接落到集料总传动带（9）上运送到现场生产的下一环节；分料板（3）下端安装有可伸缩的角度调节器（14），其用来调节分料板（3）的倾斜程度；步骤二，在分料板（3）下方架设二级传送带（4），且分料板（3）下端与二级传送带（4）不接触，二级传送带（4）高于总传动带（9）；由分料板（3）下落的集料全部落于二级传送带（4）上，由二级传送带（4）下落的集料全部落于总传送带（9）上；步骤三，安装数据获取装置，所述数据获取装置包括封装在防尘箱（5）中的激光器（6）和面阵相机（7），所述面阵相机（7）镜头前安装有滤光片（8）；将防尘箱（5）安装在二级传送带（4）中部的正上方且两者之间，并使得激光器（6）正对二级传送带（4），面阵相机（7）的镜头与二级传动带（4）的垂直距离为25cm；步骤四，设置自动控制装置，所述自动控制装置包括电源（12）、计算 机（10）、第一编码器（11）和第二编码器（15），第一编码器（11）安装在二级传送带（4）转轴上，第二编码器（15）安装在防尘稳固箱（5）上且与面阵相机（7）相连，所述激光器（6）、面阵相机（7）、第一编码器（11）和第二编码器（15）分别连接计算机（10）；所述电源（12）连接计算机（10）；计算机（10）实时接收编码器发送来的二级传送带（4）传送速度信息，并根据接收到的信息实时控制二级传送带（4）传送速度；第二编码器（15）采集面阵相机（7）的采样频率发送到计算机（10），计算机（10）根据接收的信息控制面阵相机（7）的采样频率。...
【技术特征摘要】
1.一种生产现场集料三维检测的实时数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，架设集料传送装置，所述集料传送装置包括进料仓(I)、一级传动带(2)、分料板(3)和总传动带(9)，其中，进料仓(I)位于一级传动带(2)物料输入端的上方，总传动带(9)位于一级传动带(2)的下方；所述分料板(3)低于一级传送带(2)且分料板(3)上端靠近一级传送带(2)物料输出端；分料板(3)高于总传送带(9);所述分料板(3)上端安装有可伸缩的距离调节杆(13)，其通过调节自身长度来调节分料板(3)上端到一级传送带(2)的水平距离；由分料板(3)和一级传送带(2)之间下落的集料直接落到集料总传动带(9)上运送到现场生产的下一环节；分料板(3)下端安装有可伸缩的角度调节器(14)，其用来调节分料板(3)的倾斜程度； 步骤二，在分料板(3 )下方架设二级传送带(4 ),且分料板(3 )下端与二级传送带(4 )不接触，二级传送带(4 )高于总传动带(9 );由分料板(3 )下落的集料全部落于二级传送带(4 )上，由二级传送带(4)下落的集料全部落于总传送带(9)上； 步骤三，安装数据获取装置，所述数据获取装置包括封装在防尘箱(5)中的激光器(6)和面阵相机(7)，所述面阵相机(7)镜头前安装有滤光片(8)； 将防尘箱(5)安装在二级传送带(4)中部的正上方且两者之间，并使得激光器(6)正对二级传送带(4)，面阵相机(7)的镜头与二级传动带(4)的垂直距离为25cm ； 步骤四，设置自动控制装置，所述自动控制装置包括电源(12)、计算机(10)、第一编码器(11)和第二编码器(15)，第一编码器(11)安装在二级传送带(4)转轴上，第二编码器(15)安装在防尘稳固箱(5)上且与面阵相机(7)相连，所述激光器(6)、面阵相机(7)、第一编码器(11)和第二编码器(15)分别连接计算机(10);所述电源(12)连接计算机(10)； 计算机(10)实时接收编码器发送来的二级传送带(4)传送速度信息，并根据接收到的信息实时控制二级传送带(4)传送速度；第二编码器(15)采集面阵相机(7)的采样频率发送到计算机(10)，计算机(10)根据接收的信息控制面阵相机(7)的采样频率。2.如权利要求1所述的生产现场集料三维检测的实时数据采集方法，其特征在于，所述分料板(3)上端与一级传送带(2)物料输出端之间的水平距离为5 15cm。3.如权利要求1所述的生产现场集料三维检测的实时数据采集方法，其特征在于，所述分料板(3)比一级传送带(2)两侧均宽出10cm。4.如权利要求1所述的生产现场集料三维检测的实时数据采集方法，其特征在于，所述二级传送带(4)与分料板(3)下端垂直距离为18 40cm。5.如权利要求1所述的生产现场集料三维检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，沙爱民，孙朝云，郝雪丽，罗晶，王鹏远，袁梦霞，任炳兰，赵海伟，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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