[發明專利]一種粉體物料堆的體積密度測量方法及其系統

在審

• 申請號: 201210430961.7
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102967260A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 林建就;牛相濤;管軍;曹嘯
• 申請（專利權）人: 北京華夏力鴻商品檢驗有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01N9/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馬曉亞

1.一種粉體物料堆的體積測量方法，其特征在于，包括：

S1、撘建激光測量裝置，將N個激光測量頭并排固定于粉料車通過處的上方架子上，測量之前確保各所述激光測量頭發射的激光束垂直于水平面，將兩個最遠的激光測量頭之間的距離調整到等于粉料車的寬度，N為大于等于2的正整數；

S2、當粉料車的車箱駛入所述架子正下方時，控制各所述激光測量頭對所述粉體物料堆表面同時按照預設的相同頻率進行掃描，獲得各掃描點的高度數據，當所述粉料車的車箱駛出所述架子正下方時結束掃描；

S3、利用計算機程序以平行于粉料車行駛方向的方向為X軸，以垂直于粉料車行駛方向的方向為Y軸，以垂直于水平面的方向為Z軸構建三維迪卡爾坐標系，計算各掃描點在所述三維迪卡爾坐標系下的三維坐標；

S4、利用計算機程序分別對每行和每列的掃描點進行樣條插值形成光滑曲線，對所述光滑曲線組成的曲面進行二重積分獲取所述粉料車中粉體物料堆的體積。

2.如權利要求1所述的粉體物料堆的體積測量方法，其特征在于，步驟S3中所述計算各掃描點在所述三維迪卡爾坐標系下的三維坐標具體包括：通過激光測量頭在第一次掃描和對某掃描點掃描期間所述粉料車行駛的距離確定該掃描點的X坐標；通過各激光測量頭所在的位置的Y坐標確定各激光測量頭掃描到的所有掃描點Y坐標；通過各掃描點的高度數據確定各掃描點的Z坐標。

3.如權利要求1或2所述的粉體物料堆的體積測量方法，其特征在于，步驟S4中所述樣條插值方法為二次樣條插值。

4.如權利要求3所述的粉體物料堆的體積測量方法，其特征在于，步驟S1中所述激光測量頭個數為12。

5.一種粉體物料堆的密度測量方法，其特征在于，包括，通過地磅測量出的所述粉體物料堆的質量數據，通過如權利要求1-4之一所述的粉體物料堆的體積測量方法測量所述粉體物料堆的體積數據，通過所述質量數據除以所述體積數據獲取所述粉體物料堆的密度數據。

6.一種粉體物料堆的體積測量系統，其特征在于，包括：

激光測量裝置，所述裝置包括N個激光測量頭，所述激光測量頭并排固定于粉料車通過處的上方架子上，測量之前確保各所述激光測量頭發射的激光束垂直于水平面，確保兩個最遠的激光測量頭之間的距離調整到等于粉料車的寬度，其中所述N為大于等于2的正整數；

激光控制裝置，用于當所述粉料車的車箱駛入所述架子正下方時，控制所述激光測量裝置中各所述激光測量頭對所述粉體物料堆表面同時按照預設的相同頻率進行掃描，用于獲得各掃描點的高度數據，當所述粉料車的車箱駛出所述架子正下方時控制所述激光測量裝置結束掃描，將所述各掃描點的高度數據發送給坐標記算軟件模塊；

坐標記算軟件模塊，用于接收所述激光控制裝置發送的各掃描點的高度數據，利用計算機程序分別計算各掃描點在以平行于粉料車行駛方向的方向為X軸，以垂直于粉料車行駛方向的方向為Y軸，以垂直于水平面的方向為Z軸的三維迪卡爾坐標系下的三維坐標，將所有掃描點的三維坐標發送給體積計算軟件模塊；

體積計算軟件模塊，用于接收所述坐標記算軟件模塊發送的所有掃描點的三維坐標，利用計算機程序分別對每行和每列的掃描點進行樣條插值形成光滑曲線，對所述光滑曲線組成的曲面進行二重積分獲取所述粉料車中粉體物料堆的體積。

7.如權利要求6所述的粉體物料堆的體積測量系統，其特征在于，所述坐標記算軟件模塊中所述利用計算機程序分別計算各掃描點在以平行于粉料車行駛方向的方向為X軸，以垂直于粉料車行駛方向的方向為Y軸，以垂直于水平面的方向為Z軸的三維迪卡爾坐標系下的三維坐標具體包括：通過激光測量頭在第一次掃描和對某掃描點掃描期間所述粉料車行駛的距離確定該掃描點的X坐標；通過各激光測量頭所在的位置的Y坐標確定各激光測量頭掃描到的所有掃描點Y坐標；通過各掃描點的高度數據確定各掃描點的Z坐標。

8.如權利要求6或7所述的粉體物料堆的體積測量系統，其特征在于，體積計算軟件模塊中所述樣條插值方法為二次樣條插值。

9.如權利要求8所述的粉體物料堆的體積測量系統，其特征在于，所述激光測量裝置中所述激光測量頭個數為12。

10.一種粉體物料堆的密度測量系統，其特征在于，包括

質量測定模塊，用于通過地磅測量出的所述粉體物料堆的質量數據；

體積測定模塊，用于通過如權利要求6-9之一所述的粉體物料堆的體積測量系統測量所述粉體物料堆的體積數據；

密度計算模塊，用于通過所述質量數據除以所述體積數據獲取所述粉體物料堆的密度數據。