筒仓物料的称重方法、系统及装置与流程

本发明涉及称重领域，特别是涉及一种筒仓物料的称重方法、系统及装置。

背景技术：

目前，筒仓物料的称重方法是把称重传感器安装在筒仓底部，必须把称重传感器安装在筒仓底部，必须把整个筒仓撑起，这样安装及维修极不方便，且在环境恶劣的状况下无法达到要求，如振动、温度、风力等情况下都无法进行工作。特别是一些超高型筒仓在安装及使用过程存在极大的安全隐患。

技术实现要素：

针对上述现有技术现状，本发明提供一种筒仓物料的称重方法、系统及装置，解决现有称重方法及系统安装及维修不方便、安全隐患大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种筒仓物料的称重方法，包括如下步骤：

在用于盛装物料的筒仓的上方放置微波模块；

获得所述微波模块与所述筒仓内腔的底面之间的距离H；

所述微波模块发射微波信号，并接收经过所述筒仓内腔中的所述物料表面反射的反射信号，获得所述微波信号与所述反射信号的发射和接收时间差Ta，并根据公式B＝c×Ta/2计算所述微波模块与所述筒仓内腔中的所述物料表面之间的距离B，其中，c为微波速度；及

根据公式m＝S×(H－B)×ρ计算所述筒仓内的所述物料的重量m，其中，S为筒仓内腔的横截面积，ρ为所述物料的比重。

在其中一个实施例中，获得所述微波模块与所述筒仓内腔的底面之间的距离H具体如下：

所述微波模块发射微波信号，并接收经过所述筒仓内腔内的所述物料表面反射的反射信号，获得所述微波信号与所述反射信号的发射和接收时间差Tb， 并根据公式H＝c×Tb/2计算所述H；其中，c为微波速度。

在其中一个实施例中，所述筒仓物料的称重方法还包括：

将所述重量m发送至显示器显示。

本发明所提供的一种筒仓物料的称重系统，包括：

用于盛装物料的筒仓；

微波模块，所述微波模块放置在所述筒仓的上方，所述微波模块发射微波信号，并接收经过所述筒仓内腔中的所述物料表面反射的反射信号，获得所述微波信号与所述反射信号的发射和接收时间差Ta，并根据公式B＝c×Ta/2计算所述微波模块与所述筒仓内腔中的所述物料表面之间的距离B，并输出距离信号，其中，c为微波速度；

信号处理模块，所述信号处理模块的输入端与所述微波模块的输出端相连，用于接收所述距离信号，并将所述距离信号转换成单片机能接收和处理的距离信号；及

单片机模块，所述单片机模块的输入端与所述信号处理模块的输出端相连，用于接收所述距离信号，并根据公式m＝S×(H－B)×ρ计算所述筒仓内的所述物料的重量m，其中，S为筒仓内腔的横截面积，ρ为所述物料的比重。

在其中一个实施例中，所述信号处理模块包括：

滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述微波模块的输出端相连；

I/V变换模块，所述I/V变换模块的输入端与所述滤波模块的输出端相连；及

A/D转换模块，所述A/D转换模块的输入端与所述I/V变换模块的输出端相连，所述A/D转换模块的输出端与所述单片机模块的输入端相连。

在其中一个实施例中，所述筒仓物料的称重系统还包括：

显示模块，所述显示模块的输入端与所述单片机模块的输出端相连；和

输入模块，所述输入模块的输出端与所述单片机模块的输入端相连。

在其中一个实施例中，所述筒仓物料的称重系统还包括：

报警模块，所述报警模块的输入端与所述单片机模块的输出端相连。

在其中一个实施例中，所述筒仓物料的称重系统还包括：

数据接口模块，所述数据接口模块与所述单片机模块相连。

本发明所提供的一种筒仓物料的称重装置，包括：

安装座；

外壳，所述外壳通过连接管安装在所述安装座上方；

微波模块，所述微波模块包括微波发射天线及接收装置和微波电路模块，所述微波发射天线及接收装置安装在所述安装座下方，所述微波电路模块设置于所述外壳内，且所述微波电路模块与所述微波发射天线及接收装置相连，所述微波电路模块通过所述微波发射天线及接收装置发射微波信号，并通过所述微波发射天线及接收装置接收经过所述筒仓内腔中的所述物料表面反射的反射信号，获得所述微波信号与所述反射信号的发射和接收时间差Ta，并根据公式B＝c×Ta/2计算所述微波模块与所述筒仓内腔中的所述物料表面之间的距离B，并输出距离信号，其中，c为微波速度；

信号处理模块，所述信号处理模块设置于所述外壳内，所述信号处理模块的输入端与所述微波模块的输出端相连，用于接收所述距离信号，并将所述距离信号转换成单片机能接收和处理的距离信号；及

单片机模块，所述单片机模块设置于所述外壳内，所述单片机模块的输入端与所述信号处理模块的输出端相连，用于接收所述距离信号，并根据公式m＝S×(H－B)×ρ计算所述筒仓内的所述物料的重量m，其中，S为筒仓内腔的横截面积，ρ为所述物料的比重。

在其中一个实施例中，所述筒仓物料的称重装置还包括：

显示模块，所述显示模块设置于所述外壳上，且所述显示模块的输入端与所述单片机模块的输出端相连；和

输入模块，所述输入模块设置于所述外壳上，且所述输入模块的输出端与所述单片机模块的输入端相连。

与现有技术相比，本发明的筒仓物料的称重方法、系统及装置，通过微波模块测量微波模块与筒仓内腔中的所述物料表面之间的距离B，再通过距离B间接计算出筒仓内的所述物料在线状况下的重量m，进行在线生产管理，解决了靠称重计量无法实现的问题，如大型中转库的库存管理、混凝土搅拌站、楼 的在线生产管理，粮食加工、化工生产等筒仓生产管理，通过该筒仓物料的称重方法达到现行数据化管理，从而降低了生产成本，节省大量的人力和物耗。此外，采用低能量及极短的微波测量距离，相较于红外线等测距方式，具有抗干扰效果好，测量精确的效果。

本发明附加技术特征所具有的有益效果将在本说明书具体实施方式部分进行说明。

附图说明

图1为本发明实施例中的筒仓物料的称重方法的流程图；

图2为本发明实施例中的筒仓物料的称重方法所使用的筒仓和微波模块的结构示意图；

图3为本发明实施例中的筒仓物料的称重系统的方框图；

图4为本发明实施例中的筒仓物料的称重系统的筒仓物料的称重装置的主视结构示意图；

图5为本发明实施例中的筒仓物料的称重系统的筒仓物料的称重装置的立体结构示意图。

附图标记说明：1、筒仓；1a、筒仓的底面；2、微波模块；21、微波电路模块；3、物料；4、信号处理模块；41、滤波模块；42、I/V变换模块；43、A/D转换模块；5、单片机模块；6、显示模块；7、报警模块；8、数据接口模块；9、输入模块；10、微波发射天线及接收装置；11、安装座；12、外壳；13、连接管；14、安装架。

具体实施方式

下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，以下各实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明中的筒仓物料是指适合于装在筒仓内的物料，比如：粉末、颗粒及液体。

实施例一

本实施例中，提供一种筒仓物料的称重方法，图1为筒仓物料的称重方法的流程图，图2为本发明实施例中的筒仓物料的称重方法所使用的筒仓1和微波模块2的结构示意图。如图1、2所示，所述筒仓物料的称重方法包括如下步骤：

步骤S1、在用于盛装物料3的筒仓1的上方放置微波模块2。

步骤S2、获得所述微波模块2与所述筒仓1内腔的底面1a之间的距离H。较优地，获得所述微波模块2与所述筒仓1内腔的底面1a之间的距离H具体如下：

所述微波模块2发射微波信号，并接收经过所述筒仓1内腔内的所述物料3表面反射的反射信号，获得所述微波信号与所述反射信号的发射和接收时间差Tb，并根据公式H＝c×Tb/2计算所述H；其中，c为微波速度。

当然，除了采用微波模块2测量所述H之外，还可以采用其它方式，比如用卷尺。

步骤S3、所述微波模块2发射微波信号，并接收经过所述筒仓1内腔中的所述物料3表面反射的反射信号，获得所述微波信号与所述反射信号的发射和接收时间差Ta，并根据公式B＝c×Ta/2计算所述微波模块2与所述筒仓1内腔中的所述物料3表面之间的距离B，其中，c为微波速度。

步骤S4、根据公式m＝S×(H－B)×ρ计算所述筒仓1内的所述物料3的重量m，其中，S为筒仓1内腔的横截面积，ρ为所述物料3的比重。

本发明的筒仓物料的称重方法，通过微波模块2测量微波模块2与筒仓1内腔中的所述物料3表面之间的距离B，再通过距离B间接计算出筒仓1内的所述物料3在线状况下的重量m，进行在线生产管理，解决了靠称重计量无法实现的问题，如大型中转库的库存管理、混凝土搅拌站、楼的在线生产管理，粮食加工、化工生产等筒仓生产管理，通过该筒仓物料的称重方法达到现行数据化管理，从而降低了生产成本，节省大量的人力和物耗。此外，采用低能量及极短的微波测量距离，相较于红外线等测距方式，具有抗干扰效果好，测量精确的效果。

较优地，所述筒仓物料的称重方法还包括将所述重量m发送至显示器显示， 这样可以直观获得所述筒仓1内的所述物料3的重量m，以方便管理。

实施例二

本实施例中，提供一种筒仓物料的称重系统，图3为该筒仓物料的称重系统的方框图。如图3所示，筒仓物料的称重系统包括微波模块2、信号处理模块4及单片机模块5，其中，所述微波模块2放置在用于盛装物料3的筒仓1上方，所述微波模块2发射微波信号，并接收经过所述筒仓1内腔中的所述物料3表面反射的反射信号，获得所述微波信号与所述反射信号的发射和接收时间差Ta，并根据公式B＝c×Ta/2计算所述微波模块2与所述筒仓1内腔中的所述物料3表面之间的距离B，并输出距离信号，其中，c为微波速度。

所述信号处理模块4的输入端与所述微波模块2的输出端相连，用于接收所述距离信号，并将所述距离信号转换成单片机能接收和处理的距离信号。较优地，所述信号处理模块4包括滤波模块41、I/V变换模块42和A/D转换模块43，所述滤波模块41的输入端与所述微波模块2的输出端相连，用于对所述距离信号滤波，去除干扰信号；所述I/V变换模块42的输入端与所述滤波模块41的输出端相连，用于将所述距离信号转换成电压信号；所述A/D转换模块43的输入端与所述I/V变换模块42的输出端相连，所述A/D转换模块43的输出端与所述单片机模块5的输入端相连，用于将所述A/D转换模块43输出的模拟信号转换成数字信号。通过信号处理模块对距离信号进行处理，距离信号通过处理后，精度可达到毫米级。

所述单片机模块5的输入端与所述信号处理模块4的输出端相连，用于接收所述距离信号，并根据公式m＝S×(H－B)×ρ计算所述筒仓1内的所述物料3的重量m，其中，S为筒仓1内腔的横截面积，ρ为所述物料3的比重。

较优地，所述筒仓物料的称重系统还包括显示模块6和输入模块9，所述显示模块6的输入端与所述单片机模块5的输出端相连，用于实时显示筒仓1内的物料3的重量m。显示模块6可以是液晶显示屏。通过显示模块6可以实时观察到筒仓1内的物料3的重量，达到现场数据化管理的目的；所述输入模块9的输出端与所述单片机模块5的输入端相连。

较优地，所述筒仓物料的称重系统还包括报警模块7，所述报警模块7的输 入端与所述单片机模块5的输出端相连。报警模块7可以是声音报警器或者声光报警器。报警模块7在筒仓1内的物料3的重量m较多或较少时报警，以提醒现场工作人员，实现自动化管理。

较优地，所述筒仓物料的称重系统还包括数据接口模块8，所述数据接口模块8与所述单片机模块5相连。通过数据接口模块8与上位机连接，这样管理人员在计算机上可以实时观察到筒仓1内的物料3的重量m，方便管理。

综上，本发明的筒仓物料的称重系统，通过微波模块2测量微波模块2与筒仓1内腔中的所述物料3表面之间的距离B，再通过距离B间接计算出筒仓1内的所述物料3在线状况下的重量m，进行在线生产管理，解决了靠称重计量无法实现的问题，如大型中转库的库存管理、混凝土搅拌站、楼的在线生产管理，粮食加工、化工生产等筒仓生产管理，通过该筒仓物料的称重方法达到现行数据化管理，从而降低了生产成本，节省大量的人力和物耗。此外，采用低能量及极短的微波测量距离，相较于红外线等测距方式，具有抗干扰效果好，测量精确的效果。

实施例三

本实施例中，提供一种筒仓物料的称重装置，图4为本发明实施例中的筒仓物料的称重系统的筒仓物料的称重装置的主视结构示意图；图5为本发明实施例中的筒仓物料的称重系统的筒仓物料的称重装置的立体结构示意图。如图4、5所示，筒仓物料的称重装置包括安装座11、外壳12、微波模块2、信号处理模块4和单片机模块5，所述安装座11为法兰盘，所述安装座11安装在筒仓1顶部的安装架14上(见图2)。

所述微波模块2包括微波发射天线及接收装置10和微波电路模块21，所述微波发射天线及接收装置10安装在所述安装座11下方，所述微波电路模块21设置于所述外壳12内，且所述微波电路模块21与所述微波发射天线及接收装置10相连，所述微波电路模块21通过所述微波发射天线及接收装置10发射微波信号，并通过所述微波发射天线及接收装置10接收经过所述筒仓1内腔中的所述物料3表面反射的反射信号，获得所述微波信号与所述反射信号的发射和接收时间差Ta，并根据公式B＝c×Ta/2计算所述微波模块2与所述筒仓1内腔中 的所述物料3表面之间的距离B，并输出距离信号，其中，c为微波速度。

所述信号处理模块4设置于所述外壳12内，所述信号处理模块4的输入端与所述微波模块2的输出端相连，用于接收所述距离信号，并将所述距离信号转换成单片机能接收和处理的距离信号。

所述单片机模块5设置于所述外壳12内，所述单片机模块5的输入端与所述信号处理模块4的输出端相连，用于接收所述距离信号，并根据公式m＝S×(H－B)×ρ计算所述筒仓1内的所述物料3的重量m，其中，S为筒仓1内腔的横截面积，ρ为所述物料3的比重。

较优地，所述筒仓物料的称重装置还包括显示模块6，所述显示模块6设置于所述外壳12表面上。输入模块9，所述输入模块9设置于所述外壳12上，且所述输入模块9的输出端与所述单片机模块5的输入端相连。

本实施例中的筒仓物料的称重装置将微波模块2、信号处理模块4和单片机模块5集为一体，结构简单，操作方便，使用简单，稳定可靠。维修时只需普通活动扳手即可进行维修工作，而且人手和时间都大大减少，节约了维修成本，极大提高了工作效率，还降低检修人员的劳动强度，以及确保检修人员的安全性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。