[發明專利]基于條紋投影的帶式輸送機在線稱重設備的測試方法

有效

• 申請號: 201810517874.2
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108593062B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 武福權;武迎春;倪進;趙賢凌;王海東
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G01G11/00
• 分類號: G01G11/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明屬于散裝物料連續計量技術領域，具體公開了一種基于條紋投影的帶式輸送機在線稱重設備的測試方法，具體技術方案為：包括機械支架系統、條紋投影采集系統、測速系統和數據處理系統。機械支架系統用于放置條紋投影采集系統及布置數據傳輸線路以連接條紋投影采集系統和數據處理系統進行數據傳輸，條紋投影采集系統將計算機生成的N幀正弦結構光經數字光投影儀(DLP)以一定幀速度順序投影于輸送機的散料表面，CCD同步拍攝受散料堆積高度調制的變形條紋圖，測速系統測量輸料皮帶平移速度，數據處理系統根據變形條紋、皮帶速度、系統參數計算散料重量，并向用戶輸出測量結果。

技術領域

本發明屬于散裝物料連續計量技術領域，具體涉及一種基于條紋投影的帶式輸送機在線稱重設備的測試方法。

背景技術

散裝物料的在線稱重設備的應用量大、面廣，就行業而言，廣泛應用于大宗散裝物料的加工、利用、儲存、運輸行業，諸如煤炭、冶金、電廠、焦化廠、水泥廠、藥廠、煙廠、建材、化肥、堿廠、鹽廠等大量散裝物料加工、利用企業以及碼頭、倉庫等大量散裝物料運輸、儲存企業。就應用目的而言，可用于生產管理、指導結算，組成各種配料系統和自動控制系統等。

散裝物料的在線稱重設備習慣上稱為“皮帶秤”。目前比較成熟且應用廣泛的皮帶秤，有“電子皮帶秤”和“核子秤”2種。電子皮帶秤利用壓力傳感器，來測定輸料皮帶上物料的重量，是接觸式測量，測量結果不可避免要受皮帶張力、剛度、自重、傾斜等多種因素影響，為保證準確性，不得不精細地維護，頻繁地校驗，所以實際使用時，維護工作十分繁重，而且準確性卻并不如標定實驗所給出的那么好，它有“偽高精度”的缺陷。核子秤是利用射線透射物料時的減弱規律與物料的質量厚度有關，來實現測量的是不接觸式測量有許多優點。但是，核子秤存在“形狀誤差”缺陷，有人實際測定了2塊磚平鋪與2塊磚疊放在一起兩種情況下核子秤的測量結果，發現同樣是2塊磚，只是堆積形狀不同，核子秤給出的結果卻不一樣，疊放起來時的結果明顯比并排放時要小，兩者之差高達17％。存在“形狀誤差”是核子秤測量原理所致，決定了核子秤測量準確性比較差。

此外，電子皮帶秤和核子秤是累計型連續稱重設備，能比較準確給出長時間內，大批量物料的總重量，無法準確給出短時間內物料的“瞬時量”。顯然，難以滿足要求能提供物料準確“瞬時量”的應用場合。

發明內容

為解決現有技術“電子皮帶秤”和“核子秤”存在的缺陷，本發明提供了一種基于條紋投影的帶式輸送機在線稱重設備的測試方法，它把“在線稱重”問題轉化成“在線測量堆積體積”問題，利用光學三維傳感中基于條紋投影的主動三維面型測量技術，實現輸送帶上散裝物料的體積及重量測量。它的顯著有點在于：非接觸測量、結構簡單、安裝簡便、故障率低、適應性好、維護工作量小，而且不存在“形狀誤差”缺陷，即測量結果不會受散裝物料堆積形狀的影響，因而稱量準確性好。另外，還能準確給出短時間內物料的“瞬時量”。本發明是連續計量輸送皮帶上散裝物料重量的理想設備。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：基于條紋投影輪廓術的一種帶式輸送機物料輸送在線稱重設備，其特征在于：包括機械支架系統(1)、條紋投影采集系統(2)、測速系統(3)和數據處理系統(4)；

條紋投影采集系統(2)包括數字光投影儀DLP(21)和CCD相機(22)；

測速系統(3)包括安裝在測速滾筒上的測速傳感器(31)；

數據處理系統(4)包括基于正弦結構光的實時體積檢測模塊(41)和重量計算模塊(42)；

機械支架系統(1)用于放置條紋投影采集系統(2)及布置數據傳輸線路以連接投影拍攝系統(2)和數據處理系統(4)進行數據傳輸，條紋投影采集系統(2)將計算機生成的測量所需光柵像投影于被測物體表面，拍攝受物體高度調制的變形條紋圖，測速系統(3)測量輸料皮帶平移速度，數據處理系統(4)從條紋投影采集系統(2)、測速系統(3)采集變形條紋圖像、皮帶速度等參數，進行數據處理，向用戶輸出測量結果。