一种高精度皮带秤及其数据采集方法与流程

本发明涉及皮带秤数据采集技术领域，特别是涉及一种高精度皮带秤及其数据采集方法。

背景技术：

电子皮带秤由秤架，测速传感器，高精度测重传感器，高精度皮带秤控制显示仪表等组成，能对固体物料进行连续动态计量。高精度皮带秤称重桥架安装于输送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料重量通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号。速度传感器直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度。称重仪表从称重传感器和速度传感器接收信号，通过积分运算得出一个瞬时流量值和累积重量值，并分别显示出来。电子皮带秤由于其受皮带张力、刚度、抖动、跑偏等因素影响，单纯的电子皮带秤在实际应用中很难保障测量精度。

现有技术中也有核子皮带秤，是通过向皮带上的物料投射γ射线，γ射线穿过不同厚度物料所引起的衰减不同，检测穿过物料后γ射线强度，将强度带入与物料成分、密度相关的公式即可得到射线方向上的物料厚度，核子皮带秤就是通过这一基本原理实现对物料的测量。核子皮带秤采用非接触式测量，克服了电子皮带秤存在的部分缺点，但仍存在精度低、放射源安全管理、标定复杂等问题。

在实际的使用过程中，影响皮带秤精度的因素还有很多，例如物料的密度、体积不均匀，会对皮带造成局部的冲击，造成数据的突变，测量元器件或传感器故障，都会造成数据的准确，而且由于皮带秤是持续动态运转，对于已经造成的误差，即便有相应的数据记录，也无法追溯和矫正，如果想要再次获得较为精准的数据，可能要重新过秤，十分麻烦，而且，不便于生产者和管理者积累相关数据和经验。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种高精度皮带秤及其数据采集方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高精度皮带秤及其数据采集方法，其利用三套数据采集系统，当数据产生偏差时可多重验证，大幅提升了数据采集的精准度，并可实现数据异常过程追溯，可为管理者和生产厂家提供分析研究的宝贵资料，便于对产品的进一步提升和发展。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种高精度皮带秤，包括电子皮带秤本体和云端服务器，所述电子皮带秤本体上连接有皮带，所述皮带上放置有物料，所述电子皮带秤本体内连接有与皮带相对应的电子称重机构，所述电子称重机构包括速度传感器和重量传感器，所述电子皮带秤本体的上端固定连接有框架，所述框架的上端固定连接有顶板，所述顶板的上端固定连接有控制主机，所述电子皮带秤本体内固定连接有无源核子被动测量仪，所述无源核子被动测量仪的宽度与皮带相匹配，所述顶板的下端固定连接有图像采集机构，所述图像采集机构包括摄像头安装座，所述摄像头安装座上固定连接有普通高清摄像头和红外摄像头，所述电子称重机构、无源核子被动测量仪和图像采集机构均与控制主机信号连接，所述顶板的下端固定连接有与图像采集机构相对应的防护罩，所述控制主机内设置有数据采集系统，所述数据采集系统包括电子称重处理系统、实际物料感知系统和图像信息采集系统，所述控制主机与云端服务器信号连接。

作为本发明的进一步改进，所述云端服务器连接有生产厂家客户端和使用管理员客户端。

作为本发明的进一步改进，所述生产厂家客户端和使用管理员客户端均包括pc端和移动设备端。

作为本发明的进一步改进，所述无源核子被动测量仪和图像采集机构的数量为一个以上。

作为本发明的进一步改进，所述顶板上设置有与图像采集机构相匹配的吹风系统，所述吹风系统用于吹去图像采集机构表面附着的灰尘。

作为本发明的进一步改进，所述顶板的下端设置有与图像采集机构相匹配的静电传导系统，所述静电传导系统用于消除图像采集机构表面的静电。

作为本发明的进一步改进，所述防护罩的表面涂有防污层。

一种高精度皮带秤，其数据采集方法为，包括以下步骤：

s1、在皮带上没有物料的情况下，启动设备，对电子称重处理系统和实际物料感知系统进行归零操作；

s2、在皮带上放置物料后，电子称重机构将采集的速度和重量数据传输至控制主机，通过控制主机内的电子称重处理系统处理，输出相应的测量重量信号，无源核子被动测量仪对物料进行感知，并将感知的信号传输至控制主机，通过控制主机内的实际物料感知系统处理，输出相应的实际感知信号，普通高清摄像头和红外摄像头拍摄皮带上物料的画面，图像采集机构将信号传输至控制主机，通过控制主机内图像信息采集系统的处理，输出相应的图像信号；

s3、使用管理员客户端显示s2中的输出的测量重量信号、实际感知信号和图像信号，同时控制主机将测量重量信号、实际感知信号和图像信号实时上传云端服务器；

s4、当s2中的部分信号发生突变时，控制主机会截取突变前、突变中和突变后的三组图像照片，并与相对应时间点的其他数据综合，生成异常日志，推送至使用管理员客户端，并上传云端服务器，然后推送至生产厂家客户端；

s5、使用者和生产厂家可根据s4中的异常日志对异常原因进行分析，并可从云端服务器调取异常日志生产前后更多的数据和图像信息用于分析，并根据大数据指定一定的重量补偿系数，用于对结果的修正；

s6、经过多次的异常日志由本领技术人员建立云端大数据库，并设置相应的函数，当出现类似异常可自动进行修正。

作为本发明的进一步改进，所述s2中，图像信号包括普通高清彩色图像信号和红外图像信号。

作为本发明的进一步改进，所述s4中，使用管理员客户端可手动选择是否将异常日志推送至生产厂家客户端。

本发明的有益效果是：本发明中的一种高精度皮带秤及其数据采集方法，其利用三套数据采集系统，当数据产生偏差时可多重验证，大幅提升了数据采集的精准度，并可实现数据异常过程追溯，可为管理者和生产厂家提供分析研究的宝贵资料，便于对产品的进一步提升和发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一具体实施例中一种高精度皮带秤的结构示意图；

图2为本发明一具体实施例中一种高精度皮带秤的局部结构示意图；

图3为本发明一具体实施例中一种高精度皮带秤的数据采集方法流程框图。

图中：1.电子皮带秤本体、2.皮带、3.物料、4.框架、5.顶板、6.控制主机、7.无源核子被动测量仪、8.图像采集机构、801.摄像头安装座、9.普通高清摄像头、10.红外摄像头、11.防护罩。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在本发明的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分扩大，因此，仅用于图示本发明的主题的基本结构。

本文使用的例如“左”、“右”、“左侧”、“右侧”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“右侧”的单元将位于其他单元或特征“左侧”。因此，示例性术语“右侧”可以囊括左侧和右侧这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

参图1所示，本发明的一具体实施例中，一种高精度皮带秤，包括电子皮带秤本体1和云端服务器，电子皮带秤本体1上连接有皮带2，皮带2上放置有物料3，电子皮带秤本体1内连接有与皮带2相对应的电子称重机构，电子称重机构包括速度传感器和重量传感器，速度传感器和重量传感器可分别检测皮带2的速度数据和重量数据，电子皮带秤本体1的上端固定连接有框架4，框架4的上端固定连接有顶板5，框架4用于固定顶板5，顶板5的上端固定连接有控制主机6，控制主机6为整个设备的核心控制器，电子皮带秤本体1内固定连接有无源核子被动测量仪7，无源核子被动测量仪7的宽度与皮带2相匹配，无源核子被动测量仪7用于检测皮带2上物料3的质量变化。

无源核子被动测量仪7是一种被动测量仪器，与现有技术中的无源核子料位计的原理相似，与不需要人工放射源，充分利用自然环境中广泛存在的微量天然放射性核素所释放的γ射线、x射线。γ射线，是指波长1pm—10pm的电磁波；x射线，是指波长在1nm～10nm的电磁波，几乎所有类型的物料3都会发射一定的γ射线、x射线，属于物体自身的辐射，物料3的量越大，自身的辐射也就越大。在仪器测量范围内，当物料3数量发生变化时，射线强度也成规律性变化。仪器根据射线强度的变化，在根据设定的相关参数，可得知皮带2上物料3的实际重量参数，当物料3的体积、密度和质量发生变化时，可通过无源核子被动测量仪7表现出来。

无源核子被动测量仪7不需要放射源，具有很大的优势，不存在放射源衰减的问题,也不存在放射源保管、回收、许可证、监管等问题，不接触物料3，可实现非接触测量，而且使用过程中无损耗件，便于进行维护工作。

参图2所示，顶板5的下端固定连接有图像采集机构8，图像采集机构8包括摄像头安装座801，摄像头安装座801上固定连接有普通高清摄像头9和红外摄像头10，实际安装时，也可安装普通高清摄像头9的补偿光源，便于普通高清摄像头9采集图像的清晰度，当有较多的杂质或灰尘时，或光线等原因导致普通高清摄像头9拍摄不清楚，则可参考红外摄像头10所拍摄的图片，普通高清摄像头9和红外摄像头10同时工作，且拍摄的范围相同，而且红外摄像头10具有热成像的功能，可探测拍摄范围内电子皮带秤本体1的发热情况，也可作为异常的分析和判断标准，电子称重机构、无源核子被动测量仪7和图像采集机构8均与控制主机6信号连接，便于控制主机6对数据进行处理，其中，无源核子被动测量仪7和图像采集机构8的数量为一个以上，可根据需要选择多组，便于再次提高准备度，顶板5的下端固定连接有与图像采集机构8相对应的防护罩11，防护罩11可对普通高清摄像头9和红外摄像头10进行防护，防护罩11的表面涂有防污层，不易被弄脏，易于清理。

具体地，顶板5上设置有与图像采集机构8相匹配的吹风系统，吹风系统包括鼓风机和吹风口，吹风口恰好与防护罩11相对应，吹风系统用于吹去防护罩11表面附着的灰尘，顶板5的下端设置有与图像采集机构8相匹配的静电传导系统，静电传导系统用于消除图像采集机构8表面的静电，吹风系统和静电传导系统相结合，可保证防护罩11的清洁度，从而保证普通高清摄像头9和红外摄像头10采集图像的质量。

控制主机6内设置有数据采集系统，数据采集系统包括电子称重处理系统、实际物料感知系统和图像信息采集系统，控制主机6与云端服务器信号连接，云端服务器连接有生产厂家客户端和使用管理员客户端，生产厂家客户端和使用管理员客户端均包括pc端和移动设备端，移动设备端包括智能手机端，可大幅提升使用的便捷性。

参图3所示，一种高精度皮带秤，其数据采集方法为，包括以下步骤：

s1、在皮带2上没有物料3的情况下，启动设备，对电子称重处理系统和实际物料感知系统进行归零操作，此时普通高清摄像头9和红外摄像头10可进行工作；

s2、在皮带2上放置物料3后，电子称重机构将采集的速度和重量数据传输至控制主机6，通过控制主机6内的电子称重处理系统处理，输出相应的测量重量信号，无源核子被动测量仪7对物料3进行感知，并将感知的信号传输至控制主机6，通过控制主机6内的实际物料感知系统处理，输出相应的实际感知信号，普通高清摄像头9和红外摄像头10拍摄皮带2上物料3的画面，图像采集机构8将信号传输至控制主机6，通过控制主机6内图像信息采集系统的处理，输出相应的图像信号，图像信号包括普通高清彩色图像信号和红外图像信号，可将两组信号同时采集；

s3、使用管理员客户端显示s2中的输出的测量重量信号、实际感知信号和图像信号，便于使用者的使用和操作，同时控制主机6将测量重量信号、实际感知信号和图像信号实时上传云端服务器，上传至云端服务器后会实时保存；

s4、当s2中的部分信号发生突变时，控制主机6会截取突变前、突变中和突变后的三组图像照片，并与相对应时间点的其他数据综合，生成异常日志，推送至使用管理员客户端，并上传云端服务器，然后推送至生产厂家客户端，使用管理员客户端可手动选择是否将异常日志推送至生产厂家客户端，也就是说使用者可选择不将异常日志推送至生产厂家或部分内容推送至生产厂家，可充分尊重使用者的权利；

s5、使用者和生产厂家可根据s4中的异常日志对异常原因进行分析，并可从云端服务器调取异常日志生产前后更多的数据和图像信息用于分析，并根据大数据指定一定的重量补偿系数，用于对结果的修正；

例如，电子称重处理系统的重量传感器突然显示重量数据增大，但是无源核子被动测量仪7在对应时间点上并没有产生重量数据增大相对应的变化，经图像采集机构8的查看，对应时间点皮带2上的物料3体积并没有异常的变大，由此即可判断可能是重量传感器出现故障，可按照故障前的参数对结果进行修正，即可得到较为准确的结果。

s6、经过多次的异常日志由本领技术人员建立云端大数据库，并设置相应的函数或编写相关的逻辑语言，当出现类似异常可自动进行修正。

其中，大数据库的建立需要庞大的日志信息，并根据不同的参数有不同的参数调整，在进行自动修正后，还需要本领域技术人员的确认和管理人员的手动确认，以确保准确性。

由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明中的一种高精度皮带秤及其数据采集方法，其利用三套数据采集系统，当数据产生偏差时可多重验证，大幅提升了数据采集的精准度，并可实现数据异常过程追溯，可为管理者和生产厂家提供分析研究的宝贵资料，便于对产品的进一步提升和发展。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。