[实用新型]一种非接触式煤仓煤位光电测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光电测量装置，具体是一种非接触式煤仓煤位深度测量的装置，基于煤仓煤面图像中激光光斑成像点与成像光路中心点的像素差，通过查询预先标定的深度表，获取料仓内各种物料(颗粒状、粉末状)料位深度的高可信度测量装置，属物位测量的技术领域。特别适用于矿井煤仓煤位的深度测量。该测量装置主要由CCD数字相机、激光发射器、图像处理器和图像实时显示系统组成。 

背景技术

煤仓煤位的深度检测是煤矿安全生产的重要措施。多年来人们采用各种方法对煤仓煤位进行检测。常用的煤仓煤位的检测方法有：重锤式、电极式、电容式、机杆式、称重式、回转翼轮式、雷达式、超声波式、激光式、核子式等。其中重锤式、电极式、电容式、机杆式、称重式和回转翼轮式属于接触式测量方法，其余的为非接触式测量方法。可以进行极限位置测量的方法有：重锤式、电极式、核子式和激光式。这些方法在实际使用时有着不可克服的缺陷。①重锤式在测量时，当往仓内存煤时，由于原煤的粒度变化很大会将重锤埋死，使伺服电机无法将重锤提起，导致煤位计无法工作。并且由于时常受到煤流的冲击，极易损坏，使用寿命难以保证；②电极式在测量时，一对电极只能测某一煤位，原煤仓不同高度安装的电极，可测相应高度的煤位。煤的导电性取决于煤的种类和含水率，实际使用中，不同来源和季节的原煤，所含水分差别很大，这就导致不同原煤导电性变化非常大，往往使煤位计产生虚假信号，造成事故。③核子式料位仪不仅有难于解决的发射窗口污染问题，而且难以保证其辐射源的安全使用和保管，加上价格昂贵，难以推广应用；④激光式料位仪在检测时，虽然有一定的检测精度，但在不同煤位时，电磁波反射角的变化较大，粗糙的煤面不仅有很强的吸波作用，还造成反射波的不规则散射，极大地影响了检测精度。并且无法解决激光发射窗口的污染问题，难于发挥作用。因此，多年来这些技术中没有哪一个是能够保持长期、稳定、安全、可靠工作的。而且，上述方法都存在一个共同的缺点，就是在显示煤位的同时不能显示煤仓的现场实景，因此一旦受到某种影响导致料位信息不准确时，就会误导操作人员，发生事故。根据煤仓及煤表面的特点，研究一种新的煤位图像的深度检测装置显得十分重要。 

中国实用新型专利申请号98227972.8，公开日2000.1.19，公开了一种煤仓煤位传感器，该装置利用潮湿煤的导电性对煤仓中的煤料位进行检测。该煤仓料位传感器是在煤仓内按照从上至下顺序排列安装极板，极板分多段成对安装，且每一对极板独立与控制仪器连接。当两极板间有煤时，控制仪器显示出煤料位，当没有煤时则进行报警，该传感器结构简单，导电性能好，抗潮湿，适用于有湿料的料仓。但是煤的导电性取决于煤的种类和含水率，实际上使用中，不同来源和季节的原煤，所含水分差别很大，这就导致不同原煤导电性变化非常大，往往使煤位计产生虚假信号。若电极上或仓壁粘有太厚物料，会导致控制器误动作，造成事故，需要定期检查电极和料位开关动作情况并校验。 

中国实用新型专利申请号200920229717.8，公开日2009.11.10，授权日2010.8.11，公开了一种煤塔煤位信号检测装置，该装置通过控制电路中电动机带动重砣上下运动，同时磁感应开关的计数器记录重砣下降的高度以实现煤位测量。该装置利用混合煤具有导电性能的特点，采用探测重砣直接接触混合煤来采集煤位信号的工作方式，避免了混合煤粉尘对探测器的干扰。但是，当往炉内仓体存煤时，由于原煤的粒度变化很大会将重锤埋死，使伺服电机无法将重锤提起，导致煤位计无法工作。并且由于时常受到煤流的冲击，极易发生掉锤头、断带故障，使用寿命难以保证。 

中国实用新型专利申请号00213502.7，公开日2000.2.17，授权日2001.1.3，公开了一种煤位显控装置，该装置由支撑板、探杆、联动杆、底座、受力板、隔爆控制箱、延时继电器及信号指示灯组成。当煤仓内的煤达到设定的煤位时，煤挤压受力板使探杆拉动联动杆转动一个角度，使隔爆控制箱内的常开触点受力闭合接通延时继电器电源，同时接通满仓信号指示灯电源，显示满仓。达到设定时间，输送机断电，空载停机，完成了煤位显控装置的定位显示控制。该装置结构简单，使用维护方便，多用作粉状物料料仓的料满开关。但是机杆式每位测量装置内部机械结构容易落灰影响测量效果，机械磨损较严重，使用寿命不长，故障率高，需经常维护，花费较大。