[發明專利]一種基于毫米波雷達的煤流測量系統及方法

在審

• 申請號: 202010513004.5
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111638513A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 田瑩;張強
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/42;G01N21/89;G01N23/00;B07C5/34
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

本發明提供一種基于毫米波雷達的煤流測量系統及方法，涉及煤流檢測技術領域。該系統包括刮板運輸機、毫米波雷達、全晰攝像頭、A/D轉換器、無線傳輸模塊、計算機和信號發射器；毫米波雷達和全晰攝像頭均設置于刮板輸送機運行方向側方，并與A/D轉換器相連，A/D轉換器將毫米波雷達與全晰攝像頭反饋的信號進行A/D轉換后通過無線傳輸模塊傳送至計算機，計算機通過內置程序判斷采集的煤流是否出現過載以及煤流中是否出現大塊煤及巖石或無法判斷的異常情況，并將檢測結果通過信號發射器傳遞至煤礦運輸系統的控制中心；本發明系統及方法能夠對煤流質量進行檢測，并檢測出煤流中出現的大塊煤及片幫、夾矸以及巖石。

技術領域

本發明涉及煤流檢測技術領域，尤其涉及一種基于毫米波雷達的煤流測量系統及方法。

背景技術

目前，在煤礦運輸系統中使用刮板運輸機進行煤運輸的過程中，運量不容易控制，最終的運輸數量無法確定。同時，煤礦開采過程中難免會出現采煤機截割巖石現象、大塊煤脫落現象，導致輸送過程中會出現巖石、大塊煤的現象，在工程實際中存在著諸多弊端，并且有可能導致運輸過程中其他機械因為不清楚運輸量而發生過載導致機械的損壞。還存在出現大塊煤、巖石導致裝煤運輸過程中的運送裝備受到損傷，這對運輸的效率與安全性有很大影響，即使每次通過稱重的方式能夠防止過載現象，將輸送出口處的煤進行嚴格篩查能夠防止大塊煤與巖石現象，但是這樣做會消耗大量時間，同時有部分巖石外觀與煤炭并無較大差異，難以進行有效區分，延長了周期增大了工程成本與操作工人的勞動強度還無法確保分揀與篩查過程的可靠性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于毫米波雷達的煤流測量系統及方法，實現對煤流的測量。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一方面，本發明提供一種基于毫米波雷達的煤流測量系統，包括刮板運輸機、毫米波雷達、全晰攝像頭、A/D轉換器、無線傳輸模塊、計算機和信號發射器；所述毫米波雷達和全晰攝像頭均與A/D轉換器相連，A/D轉換器將毫米波雷達與全晰攝像頭反饋的信號進行A/D轉換后通過無線傳輸模塊傳送至計算機，計算機通過內置程序判斷采集的煤流是否出現過載以及煤流中是否出現大塊煤及巖石或無法判斷的異常情況，并將檢測結果通過信號發射器傳遞至煤礦運輸系統的控制中心；所述毫米波雷達和全晰攝像頭均設置于煤礦運輸系統的刮板輸送機運行方向側方，毫米波雷達發射信號方向與煤流垂直。

優選地，所述全晰攝像頭采集刮板輸送機上的落煤圖像，并通過A/D轉換器處理后將圖像傳輸到計算機。

優選地，所述計算機內置圖像數據庫，數據庫中儲存常見的煤流圖像特征和煤流中含有的常見的片幫、夾矸以及巖石的圖像特征。

優選地，所述計算機內置程序包括煤流成分檢測模塊、裝載量監測模塊和異常檢測模塊；所述煤流成分檢測模塊對經A/D轉換器處理的毫米波雷達反射信號進行讀取與分析，獲取當前煤流的三維輪廓和成分；所述裝載量監測模塊通過煤流的三維輪廓和成分計算煤流的體積和質量，并判斷煤流體積和質量是否超過煤流出口處轉載裝置的最大轉載量，如果超過則計算機將通過信號發射器將預警信號反饋至煤礦運輸系統的控制中心；所述異常檢測模塊對經A/D轉換器處理的全息攝像頭采集的煤流圖像進行特征提取分析，并判斷提取的特征與煤流特征是否相符，進而對煤流中的異常情況進行檢測。

另一方面，本發明還提供一種基于毫米波雷達的煤流測量方法，具體方法為：

將毫米波雷達設置于刮板輸送機側方，毫米波雷達將反射信號通過A/D轉換器轉換后傳送至計算機；

當刮板輸送機上的落煤途經全晰攝像頭時，攝像頭會進行攝像，將圖像傳遞至計算機；