【摘要】：工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和加工設(shè)備運(yùn)行的精細(xì)化,導(dǎo)致配料系統(tǒng)精確計量的需求不斷增大。同時,為了使傳送帶的帶速跟其負(fù)荷情況實現(xiàn)最佳匹配,需要更加準(zhǔn)確實時地獲取物料的瞬時流量。目前用于傳送帶上物料流量檢測的裝置主要有電子皮帶秤、核子皮帶秤等。其中電子皮帶秤存在誤差源多、實際測量精度不高、標(biāo)定頻繁維護(hù)工作量大等缺點,而核子皮帶秤測量精度受物料形狀的影響比較嚴(yán)重。本文基于激光三角法物料體積測量原理,對傳送帶上物料瞬時體積流量的實時、連續(xù)、精確的測量方法展開了研究,主要的研究工作如下:1、針對測量系統(tǒng)的標(biāo)定問題,分別分析了基于激光三角法和相機(jī)模型原理的標(biāo)定方法,利用標(biāo)定出的系統(tǒng)參數(shù)對物體高度和寬度進(jìn)行了測量對比,在測量精度方面,基于相機(jī)模型標(biāo)定的計算結(jié)果略優(yōu)于激光三角法,但在計算時間方面,前者所用時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者,考慮到測量系統(tǒng)的實時性需求,采用基于垂直入射式激光三角法的標(biāo)定方法。2、針對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光中心線提取方法適應(yīng)性有限的問題,提出了雙閾值重心法,該方法在傳統(tǒng)重心法的基礎(chǔ)上,對灰度值過小的中心點坐標(biāo)進(jìn)行了修正,有效地降低了噪聲的干擾,提高了線結(jié)構(gòu)光中心線的提取精度。實驗結(jié)果表明該方法的提取效果優(yōu)于極值法、閾值法和重心法,為提高物料體積測量精度奠定了基礎(chǔ)。3、針對皮帶振動影響皮帶曲面高度的問題,提出了皮帶曲面高度的計算方法。對大量空皮帶圖像進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)不同時刻的皮帶高度不同,但變化趨勢一致,針對這一特點,提出了均值法、一次擬合法和比例變換法三種計算方法。利用這些方法對300張空皮帶圖像進(jìn)行了處理,通過對比發(fā)現(xiàn)一次擬合法的計算誤差最小,計算得到的皮帶高度的最大誤差為-1.862mm,平均誤差為0.331 mm。通過該方法,可以減小傳送帶皮帶高度的誤差,進(jìn)一步提高物料實際體積的計算精度。4、在分析傳統(tǒng)激光布置方式的基礎(chǔ)上,提出了斜線測量法,該方法中激光線與傳送帶運(yùn)動方向的夾角小于90°。通過該方法,可以在單幀圖像上獲取更多的物料輪廓信息,降低對采集幀率的要求。利用這兩種激光布置方式分別對規(guī)則物料和不規(guī)則物料的體積進(jìn)行了測量,實驗結(jié)果表明在相同采集幀率的條件下斜線測量法的體積測量精度高于傳統(tǒng)激光布置方式;同時在不同的相機(jī)采集幀率條件下對物料體積進(jìn)行了測量對比,結(jié)果表明在保證測量精度的條件下斜線法可以有效降低對相機(jī)采集幀率的要求。5、開發(fā)了一套用于測量物料體積流量和累積體積的實時測量系統(tǒng),在實驗室和生產(chǎn)現(xiàn)場分別對沙堆和低鈉光鹵石的體積流量進(jìn)行了測量驗證,體積測量值的最大誤差為2.80%,同時對生產(chǎn)現(xiàn)場中低鈉光鹵石的流量進(jìn)行了時長為120分鐘的測量驗證,通過實驗表明該測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)傳送帶上物料體積流量的實時、準(zhǔn)確、穩(wěn)定測量。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN249
【圖文】：

圖 3-2 實驗系統(tǒng)實物圖型號為 yb 521d 的跑步機(jī)，該跑步機(jī)最高中所使用的傳送帶，其相關(guān)參數(shù)如表 3-1表 3-1 跑步機(jī)參數(shù)指標(biāo)參數(shù)指標(biāo) 數(shù)值使用電壓 AC220V驅(qū)動器 DC180V 7.2A跑帶 長 1260mm 寬 430mm速度 1.0-12km/h最高承重 120KG馬達(dá)功率 2.5HP（F 級工業(yè)馬達(dá)）

圖 3-2 實驗系統(tǒng)實物圖號為 yb 521d 的跑步機(jī)，該跑步機(jī)最高時所使用的傳送帶，其相關(guān)參數(shù)如表 3-1 所示表 3-1 跑步機(jī)參數(shù)指標(biāo)參數(shù)指標(biāo) 數(shù)值使用電壓 AC220V驅(qū)動器 DC180V 7.2A跑帶 長 1260mm 寬 430mm速度 1.0-12km/h最高承重 120KG馬達(dá)功率 2.5HP（F 級工業(yè)馬達(dá)）

光光源的亮度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)光源。性：激光光源具有突出的單色性，便于后期圖見表 3-2。表 3-2 ZLM50AL650-16GD 型激光器主要性能參數(shù)性能參數(shù) 數(shù)值光斑形狀 一字線輸出波長工作電壓工作電流尺寸650nmDC2.8-5.2V≤120mAΦ16 70mm激光等級 Class ⅢB（5-500mW）發(fā)散角度 0.1-2mrad輸出功率 ≤50mW工作溫度 -10～50℃儲存溫度 -40～85℃

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曾飛;吳青;初秀民;代超磊;樂章絲;;帶式輸送機(jī)物料瞬時流量激光測量方法[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年02期

2 史紅梅;張繼科;;基于激光三角測量原理的軌距檢測系統(tǒng)研究[J];儀器儀表學(xué)報;2013年09期

3 何仲波;;帶式輸送機(jī)調(diào)速節(jié)能控制研究[J];神華科技;2013年02期

4 乜貞;卜令忠;劉建華;王云生;鄭綿平;;我國鹽湖鉀鹽資源現(xiàn)狀及提鉀工藝技術(shù)進(jìn)展[J];地球?qū)W報;2010年06期

5 郝迎;胡建鑫;;核子皮帶秤的分析與淺談[J];北方釩鈦;2010年02期

6 徐萬和;李忠新;吳志林;張越;;基于激光三角測量原理的自動機(jī)運(yùn)動測試方法[J];測試技術(shù)學(xué)報;2010年03期

7 崔希君;楊川;劉保華;李兵;;線性結(jié)構(gòu)光心的自適應(yīng)迭代提取法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2007年01期

8 沈文忠;高幼年;陳剛;;電廠燃料傳輸流量檢測裝置的研究[J];影像技術(shù);2006年05期

9 王曉嘉 ,高雋 ,王磊;激光三角法綜述[J];儀器儀表學(xué)報;2004年S2期

10 孔明,王式民;共軸法立體視覺三維測量的研究[J];計量學(xué)報;2004年04期

本文編號：2744691