流量监测系统
该系统采用激光雷达作为测量工具，根据激光飞行原理获取物体的轮廓，从而得到散料的体积和质量。该方法由于采用非接触式测量， 所以在工业系统应用中具有便于改造、安装方便、维护便利等优点。
♦测量原理
传感器首先扫描空皮带或传输载体的形状，并记录下来，当有散料通过时，得到实时的轮廓数据，用空载时的轮廓减去载荷时的轮廓， 就能得到该瞬间的截面面积，从而得到体积和质量，当连续不断的测量运动皮带上物体的实时轮廓时，就能得到连续的体积和质量，如图1及图2所示。
图 1 获取物料截面
图2连续测量
♦系统特点
· 非接触测量，计量准确
· 维护周期长
· 不受电磁干扰
· 采样速度快，计量精度高
· 能同时观察皮带上物料的重心，防止皮带单侧磨损过度
· 安装便捷
♦传感器
目前，该系统硬件有两款可供选择，他们具有不同的体积、采样角度，视具体场合而选择一种使用。
1、 HX-111 雷达
该款雷达内嵌多重回波技术，可有效过滤雾气或者玻璃的反射光；内嵌加热组件，适合低温时使用，具体参数如表 1 所示。
表 1 HX-111 详细参数
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工作环境 |
室内/室外 |
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光源 |
红外激光（905nm） |
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激光安全等级 |
一类（IEC 60825-1:2014，人眼安全） |
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扫描角度范围 |
270° |
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扫描频率 |
25Hz/50Hz |
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扫描角度分辨率 |
0.25°/0.5° |
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测量范围 |
0.5m-20m |
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10%反射率量程 |
18m |
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工作电压 |
10.8V-30V DC |
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功耗 |
8W，加热装置类型 35W |
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外壳防护等级 |
IP67（EN 60529） |
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重量 |
1.6Kg |
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尺寸（L*W*H） |
105 *102*162（mm） |
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工作温度范围 |
-30℃-+50℃ |
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储存温度范围 |
-30℃-+70℃ |
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环境照度范围 |
≦ 40,000lux |
2、 HX-5020 雷达
该款雷达体型小巧，测量范围大，安装方便。具体参数如表 2所示。
表 2 HX-5020 详细参数
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工作环境 |
室内/室外 |
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光源 |
红外激光（905nm） |
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激光安全等级 |
一类（GB7247.1-2012，人眼安全） |
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扫描角度范围 |
300°（-60°- +240°） |
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扫描频率 |
25Hz |
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扫描角度分辨率 |
0.5° |
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测量范围 |
0.1m-20m |
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10%反射率量程 |
15m |
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工作电压 |
9V-28V DC |
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功耗 |
5W |
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外壳防护等级 |
IP65（GB 4208-2008） |
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重量 |
0.6Kg |
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尺寸（L*W*H） |
83.5*85*104.88（mm） |
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工作温度范围 |
-25℃-+50℃ |
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储存温度范围 |
-30℃-+70℃ |
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环境照度范围 |
≦ 70,000lux |
♦软件
针对流量检测的应用场景，搭配不同的雷达，可以使用我公司的流量实时监测软件做配合，显示测量状态。
1、 主界面
主界面主要实现雷达的连接，采集操作，流量显示，坐标显示，雷达实时图像和计算结果显示，如图3 所示：
图 3 动态体积测算系统
界面说明：
“连接”：通过协议连接雷达，连接成功后，右侧区域会显示实时图像。
“断开”：与雷达断开连接，停止计量。
“空载扫描”：在测量之前确定皮带的形状，并以文本文件的形式保存在本地。
“开始计量”：点击后立即实时计算通过物料的信息，包括体积、 质量，速度及开始后计量的时间。
“设置”：点击后弹出设置窗口，详见“设置窗口”。
“累计体积”：从计量开始后的体积累计和。
“累计质量”：从计量开始后的质量累计和，通过体积和密度获得。
“传输速度”：为小时为单位计量当前的传输速度。 “计量时长”：从开始计量到当前的时间。
“开始时间”：本次开始计量的时刻。
“清零”：对以上流量信息清零，重新计量。
坐标信息：鼠标在右侧显示区域移动时，显示所在点的坐标值， 含 x 坐标，y 坐标，到原点距离和角度。
事件：显示系统状态及提示设置错误信息。
中间按钮：调节图像的区域，其中，“自动”会把图像调整到雷达 扫描范围内；“居中”把坐标原点调整到图形区域中间；“放大”图像放大一倍；“缩小”图像缩小一倍。
最右侧是雷达扫描截面的实时轮廓图。
2、 设置界面
通过该界面选择测量的对象参数及系统参数。界面如图4 所示。
图4设置界面
界面说明：
“传感器”：选择现场实际安装的传感器类型。
“测试类别”：固定为“动态体积重量”。
“自动重连”：选择后，如果系统与传感器意外断开连接，立即尝试重新连接。
“从文件载入空载边界”：从本地文件载入保存的空载轮廓图。
参数配置：
“检测范围”：根据雷达安装的位置，设置雷达的实际检测范围，该值为角度。检测范围越小，处理速度越快，引进的干扰越小。
“垂直高度”：雷达到检测面的垂直高度。
“传送速度”：如皮带以固定速度运转，则输入该值。
“物体密度”：通过密度和实时计量得到的体积计算质量。
“方槽长度”：针对方槽的应用场合，不用设置。
适用于散料体积、质量统计：煤矿、有色金属矿场、水泥、化工原料、化肥等散装物品
