专利名称：一种车载煤炭质量检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车载煤炭质量检测方法及装置，本发明使用一个激光测距装置采集车载煤炭表面的高度数据，使用一个计算机装置根据所采集的高度数据进行运算处理。
背景技术：
矿车运输是煤矿原煤运输的重要方式之一。目前，矿车计量原煤主要是采用电子称重装置对矿车进行称重，在得到矿车和原煤的总质量后，计量主控器自动扣除矿车的皮重得到矿车装载原煤的重量。在运输过程中，存在利用劣质煤替换优质煤的作假行为。中 国专利CN 101718576 A提出了一种基于图像处理的矿车计量监控系统。该基于图像处理的矿车计量监控系统包括轨道式传感器，用于对矿车称重，还包括位于所述轨道式传感器正上方的摄像头和与所述摄像头通信连接的主控器，其中，所述主控器根据所述摄像头采集到的矿车图像数据对所述矿车运行方向进行判别，对所述矿车的运行速度进行计算，并对所述矿车进行计数。该系统结合轨道式传感器和称重，对矿车计量数据的可靠性、真实性进行准确、全面的监控。该系统采用计算车载原煤比重与堆积密度进行比较的方式，但是不能对车载煤炭质量进行快速、精确的检测；从而判断车载煤炭品质是否真实可靠，发现煤炭作假行为。所以，需要提出一种车载煤炭质量检测方法及装置。

发明内容
本发明的目的在于提供一种车载煤炭质量检测方法及装置，本发明使用一个激光测距装置采集车载煤炭表面的高度数据，使用一个计算机装置根据所采集的高度数据进行运算处理。本发明可对车载煤炭质量进行快速、精确的检测；通过与称重装置(如电子称)称量结果的比对，可判断车载煤炭品质是否真实可靠，发现煤炭作假行为。本发明的目的是由下述技术方案实现的一种车载煤炭质量检测方法，使用一个激光测距装置采集车载煤炭表面的高度数据，使用一个计算机装置根据所采集的高度数据进行运算处理；所述激光测距装置有一个箱式横梁，所述箱式横梁中沿一直线等距设有多个测距激光头；所述箱式横梁的两端各设有一个行走装置，所述的两个行走装置分别安装在两条平行设置的高架轨道上；所述计算机装置中设有RS485串行通讯卡、数据采集卡和匹配的数据处理软件，所述测距激光头的高度数据输出端与所述的计算机装置的高度数据输入端电连接；所述计算机装置中设有PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器用于控制所述的行走装置；车载煤炭质量检测步骤是
A、载有待检测煤炭的车辆进入所述激光测距装置的工作区内，所述激光测距装置启动并按步进方式沿所述高架轨道移动，所述激光测距装置每移动一个步长，所述测距激光头采集一次所对应的检测点的高度数据,连续完成网格状检测点的高度数据的采集；
B、所述激光测距装置将采集的高度数据实时传送给所述计算机装置，所述计算机装置对采集的高度数据进行边界分析，边界分析的条件为=Zi^DKH,其中=Zij为检测点的测量数据、DH为车厢底板的高度数据、H为测距激光头距地面的物理高度数据；C、所述计算机装置计算出车载煤炭表面的高度数据的最小值=Hij=(H - DH -Zij)，Hmin=Iiiin (Hij);将车载煤炭表面按照检测点划分为k个柱体，依次对k个柱体的高度数据进行拟合运算，同时计算出每个柱体容积MZk= ((Η^.+Ηα+1) ·+Η (J+1)+H(i+1) (J+1))/4)-Hmin) XWXD，W为柱体宽度数据、D为柱体长度数据；
D、所述计算机装置计算出车厢的有效容积M=MA+
T'jiZ, , MA=HfflinXffaXDa, Wa为数据库中车厢宽度数据、Da为数据库中车厢长度数据；
E、所述计算机装置计算出车载煤炭的合理质量V=VZXM，VZ为堆积密度；
F、所述计算机装置对车载煤炭进行质量数据运算和比对，计算出质量偏差数据DV=V-Ve, Ve为电子称车辆载荷质量数据，将质量偏差数据DV大于电子称车辆载荷质量数据Ve的5%的车载煤炭定为不合格煤炭，所述计算机装置生成车载煤炭质量检测报告并打印输出。本发明的另一个目的是由下述技术方案实现的一种车载煤炭质量检测装置，包括激光测距装置、计算机装置；所述激光测距装置有一个箱式横梁，所述箱式横梁中沿一直线等距设有多个测距激光头；所述箱式横梁的两端各设有一个行走装置，所述行走装置设有行走轮和驱动电机，所述的两个行走装置分别安装在两条平行设置的高架轨道上；所述计算机装置中设有RS485串行通讯卡、数据采集卡和匹配的数据处理软件；所述测距激光头的高度数据输出端与所述的计算机装置的高度数据输入端电连接；所述计算机装置中设有PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器与所述激光测距装置信号连接。本发明与现有技术相比具有如下优点
I、本发明以国家煤质分类数据为基础，建立包含不同煤质指标/煤种/粒度/来源地的煤炭的堆积密度数据的数据库，结合现场采集数据(电子称重装置、车型、载荷质量、煤炭来源地等)进行回归验证，修正堆积密度数据。使煤炭质量计算结果更加精确。2、本发明通过对采集的数据进行边界分析、曲面拟合、微分运算、积分求和等运算，得到有效容积，利用煤炭堆积密度数据计算出合理质量数据，通过合理质量数据与称重装置的实际质量数据进行比对，根据质量偏差程度，判断煤炭品质的真实可靠性。可以应对次煤替换好煤、改变车厢容积等作假方式。3、本发明可对车载煤炭质量进行快速、精确检测；与称重装置结合，可为煤炭品质的监督提供一种行之有效的方法和途径。
以下结合附图
及实施例对本发明作进一步说明。图I是本发明的车载煤炭质量检测装置的结构示意 图2是网格状检测点的高度数据的示意图。
具体实施例方式实施例一
参见图I、图2，本发明的车载煤炭质量检测方法，使用一个激光测距装置I采集车载煤炭表面的高度数据，使用一个计算机装置3根据所采集的高度数据进行运算处理；所述激 光测距装置有一个箱式横梁，所述箱式横梁中沿一直线等距设有12个测距激光头7，所述12个测距激光头竖直安装在所述箱式横梁中，保证射出的激光束垂直于水平面；所述的12个测距激光头排列的总长度大于载煤炭车厢的宽度；所述箱式横梁的两端各设有一个行走装置2，所述的两个行走装置分别安装在两条平行设置的高架轨道4上，高架轨道采用工字形槽钢，保证高架轨道有足够的刚性；所述计算机装置中设有RS485串行通讯卡、数据采集卡和匹配的数据处理软件，数据处理软件的操作界面为交互式的；所述测距激光头的高度数据输出端与所述的计算机装置的高度数据输入端电连接；所述计算机装置中设有PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器用于控制所述的行走装置；车载煤炭质量检测步骤是
A、载有待检测煤炭的车辆进入所述激光测距装置的工作区内，所述激光测距装置启动并按步进方式沿所述高架轨道移动，所述激光测距装置每移动一个步长，所述测距激光头采集一次所对应的检测点的高度数据，连续完成网格状检测点的高度数据的采集；所述计算机装置根据设定的程序控制所述行走装置驱动所述激光测距装置沿所述高架轨道移动，所述测距激光头采集车载煤炭表面的高度数据；在本实施例中，激光测距装置的步长是300毫米，每两个测距激光头之间的距离是300毫米；所述激光测距装置的移动速度是300毫米/秒；
B、所述激光测距装置将采集的高度数据实时传送给所述计算机装置，所述计算机装置对采集的高度数据进行边界分析，边界分析的条件为=Zi^DKH,其中=Zij为检测点的测量数据、DH为车厢底板的高度数据、H为测距激光头距地面的物理高度数据；
C、所述计算机装置计算出车载煤炭表面的高度数据的最小值=Hij=(H - DH -Zij)，Hmin=Iiiin (Hij);将车载煤炭表面按照检测点划分为k个柱体，依次对k个柱体的高度数据进行拟合运算，同时计算出每个柱体容积MZk= ((Η^.+Ηα+1) ·+Η (J+1)+H(i+1) (J+1))/4) -Hmin) XWXD,ff为柱体宽度数据、D为柱体长度数据；在本实施例中，W=300毫米，D=300毫米；
D、所述计算机装置计算出车厢的有效容积M=MA+
权利要求
1.一种车载煤炭质量检测方法，其特征在于使用一个激光测距装置采集车载煤炭表面的高度数据，使用一个计算机装置根据所采集的高度数据进行运算处理；所述激光测距装置有一个箱式横梁，所述箱式横梁中沿一直线等距设有多个测距激光头；所述箱式横梁的两端各设有一个行走装置，所述的两个行走装置分别安装在两条平行设置的高架轨道上；所述计算机装置中设有RS485串行通讯卡、数据采集卡和匹配的数据处理软件，所述测距激光头的高度数据输出端与所述的计算机装置的高度数据输入端电连接；所述计算机装置中设有PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器用于控制所述的行走装置；车载煤炭质量检测步骤是 A、载有待检测煤炭的车辆进入所述激光测距装置的工作区内，所述激光测距装置启动并按步进方式沿所述高架轨道移动，所述激光测距装置每移动一个步长，所述测距激光头采集一次所对应的检测点的高度数据,连续完成网格状检测点的高度数据的采集； B、所述激光测距装置将采集的高度数据实时传送给所述计算机装置，所述计算机装置对采集的高度数据进行边界分析，边界分析的条件为=Zi^DKH,其中=Zij为检测点的测量数据、DH为车厢底板的高度数据、H为测距激光头距地面的物理高度数据； C、所述计算机装置计算出车载煤炭表面的高度数据的最小值 =(H - DH -Zij)，Hmin=Iiiin (Hij);将车载煤炭表面按照检测点划分为k个柱体，依次对k个柱体的高度数据进行拟合运算，同时计算出每个柱体容积MZk= ((Hij^Hcw)jfli (J+1)+H(i+1) (J+1))/4)-Hmin) XWXD，W为柱体宽度数据、D为柱体长度数据； D、所述计算机装置计算出车厢的有效容积M=MA+, MA=HminXffaXDa, Wa为数据库中车厢宽度数据、Da为数据库中车厢长度数据； E、所述计算机装置计算出车载煤炭的合理质量V=VZXM，VZ为堆积密度； F、所述计算机装置对车载煤炭进行质量数据运算和比对，计算出质量偏差数据DV=V-Ve, Ve为电子称车辆载荷质量数据，将质量偏差数据DV大于电子称车辆载荷质量数据Ve的5%的车载煤炭定为不合格煤炭，所述计算机装置生成车载煤炭质量检测报告并打印输出。
2.一种车载煤炭质量检测装置，其特征在于包括激光测距装置、计算机装置；所述激光测距装置有一个箱式横梁，所述箱式横梁中沿一直线等距设有多个测距激光头；所述箱式横梁的两端各设有一个行走装置，所述行走装置设有行走轮和驱动电机，所述的两个行走装置分别安装在两条平行设置的高架轨道上；所述计算机装置中设有RS485串行通讯卡、数据采集卡和匹配的数据处理软件；所述测距激光头的高度数据输出端与所述的计算机装置的高度数据输入端电连接；所述计算机装置中设有PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器与所述激光测距装置信号连接。
全文摘要
本发明涉及一种车载煤炭质量检测方法，使用一个激光测距装置采集车载煤炭表面的高度数据，使用一个计算机装置根据采集的高度数据进行运算处理；激光测距装置有一个箱式横梁，箱式横梁中沿一直线等距设有多个测距激光头；箱式横梁的两端各设有一个行走装置，两个行走装置分别安装在两条平行设置的高架轨道上；计算机装置中设有串行通讯卡、数据采集卡和匹配的数据处理软件，测距激光头的高度数据输出端与的计算机装置的高度数据输入端电连接；计算机装置中设有PLC可编程控制器，PLC可编程控制器用于控制所述的行走装置。本发明可对车载煤炭质量进行快速、精确检测；与称重装置结合，可为煤炭品质的监督提供一种行之有效的方法和途径。
文档编号G01N5/00GK102636404SQ20121011923
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者刘艺, 张振华, 李向利, 林建就 申请人:北京华夏力鸿商品检验有限公司