[发明专利]一种基于面激光雷达的煤流检测方法

说明书

本发明一种用于精准分析带式输送机上运载煤量的煤流检测方法，将激光雷达测距技术应用到煤矿自动化领域，该方法可精准计量带式输送机上运载煤量，通过激光雷达镜面柱发射的激光束，将激光雷达返回的皮带形状数据，经过一定的处理算法计算后，得到皮带上煤的平均厚度，根据公式计算得出煤流。克服了传统运煤皮带控制智能在传输过程中称重进行调整的误差大、施工安装复杂、易损坏的问题，实现了在输送带上直接检测煤量，提高了煤矿行业自动化水平。

技术领域

本实用新型涉及煤矿自动化领域，具体地说涉及到一种用于精准分析带式输送机上运载煤量的煤流检测方法。

背景技术

在煤炭行业，带式输送机已经成为主要的原煤生产运输的设备，此运输系统承担将井下采掘面原煤运往地面储煤仓的重任，但是由于煤矿开采的不均衡性，使得输送机的煤矿运量不能保持稳定，导致带式输送机常常处于“大马拉小车”的非最优运行状态，造成大量电能消耗。因此，根据煤量优化带式输送机转速成为迫切需要解决的问题，而解决这一问题的关键和前提是实现带式输送机煤量的检测，目前对于输送带物料的输送，一般都是在输送前或输送后进行测重，直接在输送带上进行测重施工难度太大且造价昂贵，维护调校复杂以及易损坏等问题。

激光雷达以其精准的测绘技术为矿产行业所熟知，伴随科学技术及矿产行业细分领域的自动化进程，激光雷达被更广泛的应用于矿料测量、矿料运输等方面。

发明内容

本发明提供一种基于面激光雷达的煤流检测方法，将激光雷达测距技术应用到煤矿自动化领域，该方法可精准计量带式输送机上运载煤量，克服了克服了传统运煤皮带控制智能在传输过程中称重进行调整的误差大、施工安装复杂、易损坏的问题，实现了在输送带上直接检测煤量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

一种基于面激光雷达的煤流检测方法，包含以下步骤：

S1：激光雷达位于带式输送机的中心位置，激光雷达柱面镜以0.5度的角度间隔发出176束激光光线，所述176束激光光线呈扇形分布，激光雷达所设主控制器以200ms为间隔依次发出176束激光所测得的实际距离；

S2：带式输送机皮带宽度W的判断：将第一束激光光线与第二束激光光线对比，第176束光线与第175束对比，第二束激光光线与第三束光线对比，第175束光线与第174束光线对比…，依次向中间光束对比，如发现光束间测得距离变化较大，则反复测量N次后，光束测得距离突变区域即为带式输送机的皮带宽度W；

S3：测量皮带空运转时176束激光光线对应的煤厚高度：皮带空运转时，截取皮带宽度内有效范围的激光光束N测 得的实际距离，依据三角函数关系，得出皮带空运转时每一束激光光线对应的煤厚高度，具体公式如下：（公式1）其中，为皮带空转时皮带宽度内N束激光光线所对应的实际距离，为第一束激光光线与垂直方向的夹角值；

S4：由（公式2）可得出皮带空转时的平均煤厚高度：

（公式2）

S5：依据步骤S3可得出皮带载煤时的每束激光对应的高度H_s:

（公式3），其中皮带载煤时皮带宽度内N束激光光线所对应的实际距离，为第一束激光光线分别与垂直方向的夹角值，；

S6：依据步骤S4可得出皮带载煤时的平均煤厚高度，公式如下：

（公式4）

S7：根据皮带空转时测得的平均煤厚度和皮带载煤时测得的平均煤厚度，可得出当前实际煤厚,计算公式如下：

（公式5）

S8：根据步骤7得出的 ，根据（公式6）计算可得出当前实际煤流量Q，

（公式6），其中为皮带传送速度，由皮带所设速度传感器测得；W为皮带宽度；