激光测距仪在连续检测制丝线贮柜存料量中的应用

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1、激光测距仪在连续检测制丝线贮柜存料量中的应用张红亮1，李峰2，崔鸿刚31.河北白沙烟草有限责任公司保定卷烟厂，河北省保定市玉兰大街769号，071002.安徽中烟工业公司蚌埠卷烟厂，安徽省蚌埠市东海路121号，2330103.云南昆明船设计研究院，昆明市人民中路6号5楼，650051关键词：制丝线；激光测距仪；贮柜存料量检测摘要：制丝线中寻堆布料贮柜存料量的检测，一直以来是一个技术难题，本文介绍了采用激光测距仪间接检测此类贮柜存料量的方法。并结合实际使用情况说明了两类激光测距的应用方法。在最后对新出现的扫描式漫反射激光测距仪的应用方式进行了介绍。中图分类号：文献标识号：文章编号：贮柜

2、是制丝生产线上的物料存贮设备，及时准确地掌握其存料量对于合理安排生产、及时调整生产计划等具有重要作用。随着分组加工工艺的应用实施，需要对多个模块按比例进行掺配，因此及时准确地掌握贮柜的存料量才能够保证生产的顺利进行。但由于贮柜的结构特点，只能够通过现场人员的目测确定物料存料量，缺点是不能够及时准确的反应料量的变化。近年来随着激光测距技术的发展，为连续检测贮柜存料量提供了一种间接解决方案。本文介绍了3种不同类型激光测距仪在制丝线贮柜存料连续监测中的应用，以期为在线连续监测贮柜料量提供一种可行的方法。1仪器结构及工作原理(该节内容最好补充测距仪的种类、结构等方面内容，并配上主要涉及类型仪

3、器的结构示意图等)激光测距仪的工作原理主要是基于测距公式D=ct／2，式中D为被测距离，c为激光的传播速度，t为激光从发射到被测目标返回发射端的往返时间。激光测距仪通常采用两种测量方式对距离进行测量，其检测原理可分为相位式和脉冲式[1-2]。相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。该方法的测量精度高可以达到毫米级，但需要合作目标反射镜。脉冲激光测距原理是，用脉冲激光器向目标发射一列很窄的光脉冲(脉冲宽度小于50ns)，光达到目标表面后部分被反射，通过测量光脉冲从发射到返回接收机

4、的时间，可算出测距机与目标之间的距离。测量误差在厘米级，但不需要合作目标反射镜。各个传感器厂家根据以上原理开发出了采用相位监测技术的镜反射激光测距仪和采用脉冲方式的漫反射激光测距仪6。漫反射式激光测距仪根据激光束是否可以移动又分为固定激光束型和扫描式激光束型。本文将对这三种激光测距仪的应用方式进行介绍。2不同激光测距仪在贮柜中的应用贮柜为制丝线重要的物料存储设备，其存料部分接近为一个长方体，根据不同的存贮量其柜长可以到80米以上、柜宽可以到达8米、存料深度可以到3米，物料由贮柜顶部的辅料车进行布料。根据工艺要求布料方式分为：①布料车沿贮柜长度方向往复运动的条播布料；②布料车根据物料的

5、当前位置在其尾部追加布料的寻堆布料方式。由于条播布料方式采取的是进柜后再出柜的方式，因此检测物料存量可以通过安装于贮柜底部的接近开关计数进行计算。而寻堆布料方式是物料可以边进边出，要想准确地获取物料存量则较困难，因此可以采取激光测距仪进行物料存量进行连续监测。(1)镜反射式激光测距仪检测物料存量。激光测距仪安装于贮柜出料端，反射板安装于布料小车车身上，在小车布料过程中测距仪可以实时检测小车的位置，根据小车位置、布料方向、小车车身长度、盘链计数值(安装于贮柜底部的接近开关通过感应计数经过该接近开关的贮柜底带的盘链数，进而计算出贮柜底带运行的距离）可以计算出贮柜中剩余的物料量。由于寻堆布

6、料时物料有两种方向，见图1，因此当物料面向激光测距仪正向布料时，其存料计算公式为：贮柜存料量＝ρ×Ld×D×H式中：ρ为物料密度，Ld为测距长度，D为贮柜宽度，H为贮柜深度。当物料背离激光测距仪反向布料时，其存料计算公式为：贮柜存料量＝ρ×（Ld＋Lc）×D×H式中：ρ为物料密度，Ld为测距长度，Lc为布料小车长度，D为贮柜宽度，H为贮柜深度。当进料完成时，系统记录最终的进料长度，在出料时通过下式计算出贮柜存料量：贮柜存料量＝ρ×[Li－(N－1)]×Cp×D×H式中：ρ为物料密度，Li为最终进料长度，N为贮柜旁链计数值，Cp为单位盘链长度系数，D为贮柜宽度，H为贮柜深度。图1镜反射

7、式激光测距仪检测物料存量工作原理图（正向布料时）6图2镜反射式激光测距仪检测物料存量工作原理图（反向布料时）(2)漫反射式激光测距仪检测物料存量。由于漫反射不需要安装反射板，因此可以直接照射到物料上，从而获取物料的长度，然后计算出物料存料。在使用漫反射测距仪时，测距仪安装于贮柜的尾部，通过透明的检查窗口照射到物料上，见图2，其计算存料量的公式为：贮柜存料量=ρ×(Le－Ld)×D×H式中：ρ为物料密度，Le为有效布料长度，Ld为测距长度，D为贮柜宽度，H为