申请/专利权人：交通运输部天津水运工程科学研究所

申请日：2024-04-23

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN118090665B

主分类号：G01N21/359

分类号：G01N21/359;G01N21/3554;G01N21/01;G01B11/24;B01D47/06;B65G67/48;G06F18/20;G06F18/22

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.06.14#实质审查的生效;2024.05.28#公开

摘要：本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种基于近红外检测翻车机房煤炭含水率系统及方法。一种基于近红外检测翻车机房煤炭含水率系统，包括轮廓扫描模块、动作模块、含水率检测模块和洒水模块，廓扫描模块实时探测列车的位置情况，并对煤炭进行扫描，根据扫描结果确定最佳检测面，动作模块调整含水率检测模块与最佳检测面的距离，含水率检测模块通过吸光度计算出含水率，洒水模块根据含水率数据判断是否需要洒水，若需要则执行洒水动作。本发明减小了干扰光对红外光束的影响，优化了光路结构，提高采集准确性，通过煤炭表面轮廓扫描确定最佳检测面降低含水率检测误差，实现了房车机房洒水的精确控制。

主权项：1.一种基于近红外检测翻车机房煤炭含水率系统，其特征在于，包括：轮廓扫描模块、动作模块、含水率检测模块和洒水模块；所述含水率检测模块包括红外水分仪以及与所述红外水分仪相连的数据建模模块；所述红外水分仪使用近红外光谱技术；所述轮廓扫描模块，用于实时探测翻车机房内列车的位置情况，当列车进入翻车机房后，对列车车厢内煤炭的整体轮廓进行扫描，根据扫描结果判断最佳检测面，并将最佳检测面的位置信息发送至所述动作模块；所述轮廓扫描模块包括三维激光扫描模块，所述三维激光扫描模块用于基于所述列车车厢内煤炭的整体轮廓获取原始点云数据，然后，通过对原始点云数据进行处理，生成重建联合点云图，将重建联合点云图对应的所述列车车厢内煤炭的轮廓区域作为最佳检测面；所述动作模块与所述轮廓扫描模块连接，用于接收所述最佳检测面的位置信息，并根据所述最佳检测面的位置信息调整所述含水率检测模块与所述最佳检测面的距离，并在调整结束后激活所述含水率检测模块；所述含水率检测模块与所述动作模块连接，用于测量最佳检测面煤炭的吸光度，再根据吸光度计算煤炭的含水率，并将含水率数据发送至所述洒水模块；所述红外水分仪包括光路采集模块；所述光路采集模块包括光线发射模块（1）、探测器（11）、马达电机（3）、第一滤光片（2）、第二滤光片（10）、第一反射镜（4）、第二反射镜（9）、第一负透镜（5）、第二负透镜（8）和正透镜（7），所述光线发射模块（1）射出测量光后，首先经过所述马达电机（3）和所述第一滤光片（2）的解调处理，将点光源变为线光源，再经过所述第一反射镜（4）反射到所述第一负透镜（5），所述测量光在穿过所述第一负透镜（5）后光线扩散，照射在所述最佳检测面上形成检测区域（6），所述检测区域（6）内的测量光经过最佳检测面的反射，到达所述正透镜（7），所述正透镜（7）将测量光的路径改变，再通过所述第二负透镜（8）对测量光进行汇聚，汇聚后的测量光经过第二反射镜（9），改变光线的传递路径，照射在第二滤光片（10）上进行光线矫正，最后矫正后的测量光由所述探测器（11）进行接收；所述第一负透镜（5）旋转设置在所述检测区域（6）的上方，且所述第一负透镜（5）的半径大于等于所述第一滤光片（2）半径；所述正透镜（7）和所述第一负透镜（5）与所述检测面的等高设置，且所述正透镜（7）的半径与所述检测区域（6）的半径相同；所述第二负透镜（8）设置在正透镜（7）的正上方，且第二负透镜（8）的半径大于等于所述正透镜（7）的半径；通过耦合系数对光信号的耦合效能进行补偿；耦合系数的计算公式为： ；其中，是耦合系数，是入射相干光的波长，ns是煤炭介质的折射率，是入射光束在垂直于指向矢量的平面上的横截面积，S为传感器面积，和分别是相对于出射光束和入射光束的表面法线的角度，和分别为入射光束照射煤炭表面的菲涅耳透射系数和出射光束照射煤炭表面的菲涅耳透射系数；所述洒水模块与所述含水率检测模块连接，用于接收所述含水率数据，并基于含水率数据判断是否需要洒水，若判断需要洒水，则执行洒水动作。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种基于近红外检测翻车机房煤炭含水率系统及方法

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