Способ измерения объема материала, перемещаемого конвейером

 

Изобретение относится к измерению объемов и позволяет обеспечить измерение объема материала, транспортируемого конвейером , в любом месте по его длине. В одной плоскости, перпендикулярной направлению движения материала, устанавливают телевизионные камеры 3 и 17, производят равномерное освещение материала осветителем 19, перед которым установлен фильтр 20. С помощью блоков 4 и 18 ввода видеоинформации производят поэлементное преобразование светового изображения транспортируемого материала в электрические сигналы. Датчиком 12 измеряют скорость движения материала. Сигналь , датчика 12 синхронизируются с отбором сигналов с телевизионных камер 3 и 17 и поступают в аналого-цифровой преобразователь 8 Используя поэлементные напряжения на камерах 3, 17, измеряют ширину и высоту грузопотока. При установке телевизионных камер 3, 17 измеряют расстояние о их объективов до ленты конвейера, а также подбирают необходимые фокусные расстояния и задают интервал разбиения. С учетом этих величин производят вычисление объема материала. 2 ил. 5 Ј± fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (."эФ>5 G 01 F 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ЛО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4730144/10 . (22) 14.08.89 (46) 30.06.91. Бюл. № 24 (71) Институт гооного дела им, А, А. СкочинСКОГО (72) И. Л, Гейхман, С. M. Гвоздев. А, M. Александров, P. M. Штенцайг, К, Е. Виницкий, А. И. Шендеров и К. Г, Чистяков (53) 681,269(088.8) (56) Заявка ФРГ ¹ 2100280, кл. С 01 F 1/00, опублик. 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1362942, кл. 6 01 F 13/00, 198?. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА МАТЕРИАЛА, ПЕРЕМЕЩАЕМОГО КОНВЕЙЕРОМ (57) Изобретение относится к измерению обьемов и позволяет обеспечить измерение обьема материала, транспортируемого конвейером, в любом месте по его длине. В одной плоскости. перпендикулярной на„„5LI „„1659726 А1 правлению движения материала. устанавливают телевизионные камеры 3 и 17, производят равномерное освещение материала осветителем 19. перед которым установлен . фильтр 20. С помощью блоков 4 и 18 ввода видеоинформации производят поэлементнае преобразование светового изображения транспортируемого материала в электрические сигналы. Датчиком 12 измеряют скорость движения материала. Сигналь. датчика 12 синхронизируются с отбором сигналов с телевизионных камер 3 и 17 и поступают в аналого-цифровой преобразо. ватель 8. Используя поэлементные напряжения на камерах 3, 17, измеряют ширину и высоту грузопотока. При установке телевизионных камер 3, 17 измеряют расстояние от их обьективов до ленты конвейера, а также подбирают необходимые фокусные расстояния и задают интервал разбиения. С учетом этих величин производят вычисление обьема материала. 2 ил.

1659726

40

Изобретение относится к измерению объемов материалов.

Цель изобретения — повышение эффективности устройства. за счет обеспечения возможности измерения объема в необходимом месте по длине конвейера.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 — схема расположения телевизионных камер относительно кон вейера.

Способ измерения обьема материала, перемещаемого конвейером, заключается в следующем.

Для измерения ширины грузопотока над полотном конвейера размещается телевизионная камера, оптическая ось которой пересекает и перпендикулярна оси ленты конвейера. Для измерения высоты грузопотока в торец полотну конвейера устанавливается вторая камера, Направление сканирования перпендикуля рно направлению движения ленты конвейера. При этом обе камеры формируют сюжеты, выделяя из которых окна, в которые проецируется один и тот же фрагмент изооражения, вычисляют параметры одного и того же фрагмента. Выделяя в заданном окне зону, занимаемую грузопотоком, можно вычислить параметры грузопотока в элементах разложения. а затем осуществляя пересчет их с учетом геометрических соотношений, получить значения в метрических единицах.

Способ поясняется на работе устройства, которое содержит оптический фильтр 1, объектив 2, телевизионную камеру 3, находящиеся на одной оси. Первый выход телевизионной камеры 3 соединен с первым входом блока 4 ввода видеоинформации, Второй выход (выход синхронизации) камеры 3 соединен со вторым входом блока 4, Первый выход блока 4 ввода видеоинформации через магистраль "Общая шина" 5 соединен с центральным процессором 6, контроллером 7 исполнителя„с аналого-цифровым преобразователем 8 и контроллером 9 видеотерминала, Контроллер 7 накопителя соединен с накопителем 10. Контроллер 9 видеотерминала соединен с видеотерминалом 11. Аналого-цифровой преобразователь

8 соединен с датчиком 12 скорости, Первый выход камеры 3 соединен также с первым входом переключателя 13, а второй выход соединен с соответствующим вторым входом переключателя 13, первый и второй Вьмоды которого соединены со вхо дами видеомонитора 14.

Второй канал устройства состоит из второго оптического фильтра 15, второго обьектива 16. второй телевизионной камеры 17 и второго блока 18 ввода видеоинформации, Первый и второй выходы второй телевизионной камеры 17 соединены с первым и вторь1м входами блока 18 ввода видеоинформации и с третьим и четвертым входами переключателя 13. Первый выход блока 18 через магистраль "Общая шина" 5 соединен с центральным процессором 6, контроллером 7, преобразователем 8 и контроллером 9. Выходы объективов 2 и 16 подключены к пульту 19 управления, что дает возможность осуществлять их фокусировку.

Освещение ленты конвейера осуществляется осветителем 20 через оптический фильтр

21.

Устройство работает следующим образом.

Осветитель 20 через оптический фильтр

21 освещает конвейер с транспортируемым материалом в точке наблюдения,спектральный состав которо о определяет максимальный контраст наблюдения. Световые сигналы, отраженные от конвейера и находящегося на его ленте материала, попадают на фильтры 1 и 15, необходимые для фильтрации излучения от других источников освещения, через которые проходят только световые сигналы определенного спектра.

Через пульт 19 управления фокусируют объективы 2 и 16 для получения максимально возможного разрешения (качества изображения) на мишени телевизионных камер

3 и 17. Видеосигнал и управляющие синхроимпульсы, передающие полученное изображение объекта наблюдения, с выхода телевизионных камер поступают на входы блоков 4 и 18. В блоках 4 и 18 находится оперативная информация об изображении объекта наблюдения в двух взаимно перпендикулярных радиусах. Контроль работы и фокусировка объективов обоих трактов осуществляется по экрану видеомонитора

14. На экране видеомонитора 14 оператор наблюдает изображение ленты конвейера и транспортируемого материала. что необходимо для наладки. юстировки и фокусировки устройства.

Коды видеосигнала с первого (магистрального) выхода каждого блока 4 и 18 через магистраль "Общая шина" 5 поступают к центральному процессору 6 и далее к контроллеру 7 накопителя, аналого-цифровому преобразователю 8 и контроллеру 9 видеотерминала, Обмен информацией и соответствующие командные сигналы инициируются центральным процессором 6. Программа работы, находящаяся в памяти накопителя

10, передается в процессор 6 через контрол1659726 лер 7 накопителя после набора соответствующей команды на видеотерминале 11.

После этого контроллер 9 видеотерминала через "Общую шину" 5 вызывает процессор 6, который в свою очередь обращается сначала к контроллеру 9, опрашивает его, а затем переписывает информацию из накопителя 10.

Дальнейшая работа идет под командой процессора 6, причем обеспечивается вывод необходимой информации на видеотер- минал 11, а промежуточные результаты, по мере необходимости, выводятся и считываются при помощи накопителя 10 и контроллера 7 накопителя..

Информация о скорости перемещения материала с датчика l2 поступает в аналого-цифровой преобразователь 8, преобразовывается там и интегрируется с сигналами о размерах мгновенного сечения 2 материала, полученная в результате информации об объемной производительности конвейера поступает на видеотерминал 11.

Телевизионные камеры 3 и 17 устанавливают (фиг,. 2) в одной плоскости, перпен- 2 дикулярной направлению движения материала, а их оптические оси совпадают с поперечными осями симметрии сечения материала, точка пересечения оптических осей лежит на продольной оси симметрии 3 движущегося материала, по условиям оптимальной загрузки конвейера.

Производят равномерное освещение материала осветителем 19. установленным в любом месте — сзади, сбоку или сверху 3 камер 3 и 17 так, чтобы движущийся материал был освещен равномерно. Перед осветителем 19 устанавливают оптический фильтр

10 для освещения материала потоком света определенного спектрального диапазона, с 4 целью увеличения получаемого контраста наблюдаемого иэображения, который выбирается исходя из максимальной разности коэффициентов отражения наблюдаемого материала и ленты конвейера. 4

Объективами 2 и 16 производят фокусировку наблюдаемого изображения на мишенях телевизионных камер 3 и 17 с использованием пульта 19 управления и регистрируют пространственное распределе- 5 ние интенсивности светового потока.

В блоках ввода 4 и 18 видеоинформации производят поэлементное преобразование светового изображения сечения транспортируемого материала в электрические сиг- 5 налы путем измерения элементных электрических напряжений, соответствующих элементам светового распределения яркости. Отбор измерений, поступающих по двум каналам с телевизионных камер 3 и 17, синхронизируют во времени. Датчиком 12 скорости измеряют скорость движения материала. Электрические сигналы с датчика

12 скорости, которые синхронизируются с

5 отбором сигналов с телевизионных камер, поступают в аналого-цифровой преобразователь 8, затем интегрируются, а информация об объемной производительности конвейера поступает на видеотерминал

10 11. Алгоритм расчета объемной производительности конвейера аппроксимирует расчетное сечение к реальным.

Используя поэлементные напряжения на камерах 3 и 17, измеряют ширину грузо15 потока i и высоту грузопотока h. При установке телевизионных камер измеряют расстояние от объективов телевизионных камер до ленты конвейера и задают эти расстояния в вертикальной плоскости Н, а в

0 горизонтальной плоскости L. Исходя из не-. обходимой точности, задают интервал разбиения, В зависимости от величины конвейера и необходимого масштаба, а также возможного конструктивного располо5 жения камер 3 и 17 подбирают обьективы 2 и 16 с необходимыми фокусными расстояниями F> и Fz. Фокусировка объективов производится на среднее расстояние по наилучшему изображению. наблюдаемому

0 на экране видеомонитора 14, т. е. максимальное расстояние — это расстояние до ленты конвейера Н, а при наличии сыпучего

h> материала это расстояние равно (Н- — ).

5 Аналогично и для расстояния в горизонтальной плоскости (L- — ).

4

Вычисление объема материала производят по формуле ч = ч; < — 1 ) (— 2 1 " ж, Н вЂ” — 1

Ь li 2

2. 4 где l — номер текущего измерения; и — количество проведенных измерений;

V; — величина текущего объема транс-. портируемого материала:

F>, Ег — фокусные расстояния объективов;

Н вЂ” расстояние от объектива до ленты конвейера в вертикальной плоскости;

L — расстояние от объектива до ленты конвейера в горизонтальной плоскости;

h — высота грузопотока материала;

l — ширина грузопотока материала;, ht — интервал разбиения.

Формула изобретения

Способ измерения объема материала, перемещаемого конвейером, включающий

1659726 ф )

Фц8,2

Составитель 8. j)ëpøoâ

Редактор Т.Парфенова Техред Ы,Моргентал I(,9ppeKTop 3, Лонча ова

Заказ 1833 Тираж 419 Подписное !

ЗН)4йПИ Государственного комитега по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 3035, Ыосква, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский кс мбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 освещение материала, формирование изображения телевизионной камерой, измерение пространственного распределения интенсивности светового потока, поэлементное преобразование светового иэображе- 5 ния транспортируемого материала в электрические сигналы, измерение электрических напряжений, соответствующих эле.ментам светового распределения, измерение скорости перемещения матери- 10 ала, синхронизацию отбора телевизионных сигналов и сигналов скорости перемещения, расчет объемной производительности конвейера и вывод информации на видеоконтрольное устройство, с т л и ч а . о ц и и -15 с я тем, что, с целью повышения эффективности устройства путем обеспечения измерения обьема в необходимом месте по длине конвейера, освещение материала и ленты конвейера производят излучением, 20 направленным под углом к плоскости транспортирования, формируют изображения материала и ленты конвейера по отраженному световому потоку заданного спектрального диапазона, измерение пространственного 25 распределения интенсивности светового потока производят в двух взаимно перпендикулярных направлениях, определяк)щих значения проекций тек лцего сечения материала в горизонтальной плоскости, совпадаю- 30 щей с плоскостью транспортирования материала, и в вертикальной плоскости, перпендикулярной к направлению транспортирования, синхронизируют эти два измерения во времени, определяют ширину и высоту материала, задают расстояния до ленты конвейера в горизонтальной и вертикальной плоскостях, фокусные расстояния объективов телевизионных камер и интервал разбиения, а суммарный.объем Ч материала вычисляют по формуле

V =Z. Vr(— )(— ) — At, F1 2 )(и( с=1

2 4 где I — номер текущего измерения; и — количество проведенных измерений;

Ч вЂ” величина текущего объема транспортируемого материала;

F>, F2 — фокусные расстояния объективов;

Н вЂ” расстояние от объектива до ленты конвейера в вертикальной пг)оскости;

L — расстояние от объектива до ленты конвейера в горизонтальной плоскости грузопотока;

h — высота грузопотока материала:

I — ширина грузопотока материала;

Ь t — интервал разбиения.