[发明专利]一种粉体物料堆的体积密度测量方法及其系统

权利要求书

1.一种粉体物料堆的体积测量方法，其特征在于，包括：

S1、撘建激光测量装置，将N个激光测量头并排固定于粉料车通过处的上方架子上，测量之前确保各所述激光测量头发射的激光束垂直于水平面，将两个最远的激光测量头之间的距离调整到等于粉料车的宽度，N为大于等于2的正整数；

S2、当粉料车的车箱驶入所述架子正下方时，控制各所述激光测量头对所述粉体物料堆表面同时按照预设的相同频率进行扫描，获得各扫描点的高度数据，当所述粉料车的车箱驶出所述架子正下方时结束扫描；

S3、利用计算机程序以平行于粉料车行驶方向的方向为X轴，以垂直于粉料车行驶方向的方向为Y轴，以垂直于水平面的方向为Z轴构建三维迪卡尔坐标系，计算各扫描点在所述三维迪卡尔坐标系下的三维坐标；

S4、利用计算机程序分别对每行和每列的扫描点进行样条插值形成光滑曲线，对所述光滑曲线组成的曲面进行二重积分获取所述粉料车中粉体物料堆的体积。

2.如权利要求1所述的粉体物料堆的体积测量方法，其特征在于，步骤S3中所述计算各扫描点在所述三维迪卡尔坐标系下的三维坐标具体包括：通过激光测量头在第一次扫描和对某扫描点扫描期间所述粉料车行驶的距离确定该扫描点的X坐标；通过各激光测量头所在的位置的Y坐标确定各激光测量头扫描到的所有扫描点Y坐标；通过各扫描点的高度数据确定各扫描点的Z坐标。

3.如权利要求1或2所述的粉体物料堆的体积测量方法，其特征在于，步骤S4中所述样条插值方法为二次样条插值。

4.如权利要求3所述的粉体物料堆的体积测量方法，其特征在于，步骤S1中所述激光测量头个数为12。

5.一种粉体物料堆的密度测量方法，其特征在于，包括，通过地磅测量出的所述粉体物料堆的质量数据，通过如权利要求1-4之一所述的粉体物料堆的体积测量方法测量所述粉体物料堆的体积数据，通过所述质量数据除以所述体积数据获取所述粉体物料堆的密度数据。

6.一种粉体物料堆的体积测量系统，其特征在于，包括：

激光测量装置，所述装置包括N个激光测量头，所述激光测量头并排固定于粉料车通过处的上方架子上，测量之前确保各所述激光测量头发射的激光束垂直于水平面，确保两个最远的激光测量头之间的距离调整到等于粉料车的宽度，其中所述N为大于等于2的正整数；

激光控制装置，用于当所述粉料车的车箱驶入所述架子正下方时，控制所述激光测量装置中各所述激光测量头对所述粉体物料堆表面同时按照预设的相同频率进行扫描，用于获得各扫描点的高度数据，当所述粉料车的车箱驶出所述架子正下方时控制所述激光测量装置结束扫描，将所述各扫描点的高度数据发送给坐标记算软件模块；

坐标记算软件模块，用于接收所述激光控制装置发送的各扫描点的高度数据，利用计算机程序分别计算各扫描点在以平行于粉料车行驶方向的方向为X轴，以垂直于粉料车行驶方向的方向为Y轴，以垂直于水平面的方向为Z轴的三维迪卡尔坐标系下的三维坐标，将所有扫描点的三维坐标发送给体积计算软件模块；

体积计算软件模块，用于接收所述坐标记算软件模块发送的所有扫描点的三维坐标，利用计算机程序分别对每行和每列的扫描点进行样条插值形成光滑曲线，对所述光滑曲线组成的曲面进行二重积分获取所述粉料车中粉体物料堆的体积。

7.如权利要求6所述的粉体物料堆的体积测量系统，其特征在于，所述坐标记算软件模块中所述利用计算机程序分别计算各扫描点在以平行于粉料车行驶方向的方向为X轴，以垂直于粉料车行驶方向的方向为Y轴，以垂直于水平面的方向为Z轴的三维迪卡尔坐标系下的三维坐标具体包括：通过激光测量头在第一次扫描和对某扫描点扫描期间所述粉料车行驶的距离确定该扫描点的X坐标；通过各激光测量头所在的位置的Y坐标确定各激光测量头扫描到的所有扫描点Y坐标；通过各扫描点的高度数据确定各扫描点的Z坐标。

8.如权利要求6或7所述的粉体物料堆的体积测量系统，其特征在于，体积计算软件模块中所述样条插值方法为二次样条插值。

9.如权利要求8所述的粉体物料堆的体积测量系统，其特征在于，所述激光测量装置中所述激光测量头个数为12。

10.一种粉体物料堆的密度测量系统，其特征在于，包括

质量测定模块，用于通过地磅测量出的所述粉体物料堆的质量数据；

体积测定模块，用于通过如权利要求6-9之一所述的粉体物料堆的体积测量系统测量所述粉体物料堆的体积数据；

密度计算模块，用于通过所述质量数据除以所述体积数据获取所述粉体物料堆的密度数据。