悬臂斗轮机下全自动盘煤仪三维扫描仪
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详细信息

产品简介

固定式全自动激光盘煤仪产生背景

便携式盘煤仪在市面上存在已久,它是由工程测量仪器慢慢转化而来,而固定式盘煤系统作为专门为大型

煤场盘点而开发的产品，从理论到实践,从不成熟产品到成为火力发电厂最先进的盘煤方式有很深厚的时

代背景。每年，火电厂燃煤成本约占总运营成本的百分之七十，只有精确了解每个月的煤耗指标，才能实

现火电厂的更有效管理，实现节能、减排和增加企业效益的目的，因此每个月月末的煤场盘点工作成为燃

料管理工作当中的一个重要组成部分。要快速、精确而又简单的完成此项工作，就必须借助最科学可靠的

测量仪器来实现。

SW-3110型全自动三维激光扫描盘煤系统-是北京三维麦普导航测绘技术有限公司依托武汉测绘科技大

学最新测绘软件成果,于2012年,在国内老款固定式盘煤 仪的基础上率先开发的,它利用GPS定位扫描仪位

置(GPS水平定位误差1厘米,高 程误差2厘米).利用二维扫描仪高速扫描倾角距离,利用多传感器进行精密

侧向 测角,结合测绘成图、三维图形处理技术研发的一种新型高精度盘库系统,它大 大改进了市场上原有

的老款盘煤仪通过形成编码器测量距离误差过大、垂直角 编码器测角精度低的问题.该系统可以应用于任

意形状堆料的体积测量,是数字 化煤场的可靠地前端采集设备.

SW3110远距离慢速型激光扫描器是已经拥有10年历史的性能稳定的激光扫描器，它采用成熟的激光-

时间飞行原理，非接触式检测，IP67的防护等级，内部集成加热器，使得其可以用在室外恶劣环境下的区

域防撞及测量，最远测距为250米，(10%反射率时为150米)，SW3110数据接口为RS422及以太网接口，

PNP开漏输出。

工作原理和过程

1.1  本系统以堆取料机（以悬臂式堆取料机为例：图1）为载体，采用激光扫描测距技术和位置传感技

术，即时获取被测料场的空间位置信息数据，并同步传输到计算机平台。该系统采集数据最关键的一个环

节是，通过激光扫描仪二维扇面扫描物料表面，获取被测煤场的与激光扫描仪之间的角度信息和距离信息

（图2）。

图1

图1

1.2 通过密集地获取大量的煤场点云三维坐标数据（图3）,将获取的点云构建不规则三角网（图4），建

立三维模型，还原被测料场的真实面貌（图5）。

图3

图4

图5

1.3   通过构建不规则三角网，被测物料形状被分解成数以万计的柱体，计算每个柱体的体积

，对所有柱体积进行累加，就得到被测物料的体积（图6）。同时软件可以实现对被测物体的分割计

算（图7）。

图6

图7

产品的特点：

 系统的相对精度和绝对精度具有高精度的特性体积误差可以达到千分之六以内。

 全自动扫描，测量速度快。

 IP67防水可全天候工作测量精度不受人为因素天气因素、堆体形状影响。

 软件操作简单。

 单人可完成操作。

 长检测距离（最远250米）

 高角度分辨率（0.125度）

 大扫描角度（Max:300度，可以在设置参数中调整）

测量原理：

本产品采用二维高速激光扫描仪采集煤堆上高密度断面数据结合GPS系统及传感器获得扫描仪的空间坐

标及角 度信息实现三维点云采集 三维图型显示并可经报表和图形打印输出为目前世界上基于领先水平的

堆体体积测量系统.

应用领域：

火电企业、港口码头、钢铁厂、冶金单位、化工企业、建筑土石方开挖现场、露天矿开采现场、岩石剖

面测量

安装位置：

可安装在露天斗轮机、龙门吊、桥抓、圆形煤场堆取料机、其它各种机械平台煤场（非露天不适用于

GPS）.

设备组成：

进口二维激光扫描仪对堆体表面进行高频率断面，扫描将角度和距离输

出到控制终端。

双频高精度GPS该高精度GPS可完成扫描仪的实时三维坐标测量,水

平定位精度达1厘米,高程定位精度2厘米.此坐标是

煤堆扫描过程中的坐标起算点。煤堆表面坐标均以

此点为参考点。当扫描仪位置发生移动时,GPS也可

以实时获得扫描仪三维坐标。

测向测角模块获得扫描仪的水平方位角。

现场控制器该控制器与现场多种传感器、控制硬件设备连接，

完成动作控制及数据采集。主要功能有实时数据收

发、数据解算/存储.此控制器可向用户提供多种标

准计算机接口。

进口姿态传感器测量系统的辅助校正装置，采用高精度双轴倾斜传

感器模组，目的是防止在测量过程中因测量平台发

生倾斜而造成的点位坐标计算误差，通过独创的快

速算法，无论平台处于何种状态（主要是指水平程

度），都能保证点位坐标的测量精度，省去了设备

安装调平步骤，实现真正的“安装即用”。

主控室电脑负责安装盘煤软件，处理三维点云数据建立三维立

体模型，生成报表。

性能参数表：

最远检测距离250m

10％反射率检测距离150m

扫描角度Max:300°，可以在设置参数中调整

角度步进分辨率0 125/0.25°/0.5°/10°可调

扫描频率10HZ（扫描角度范围的重复次数）

响应时间200ms~10ms

分辨率/系统误差3.9mm/typ.±25mm

激光二极管波长红色外光905纳米

数据接口RS422/Ethernet

通讯速率9.6/19.2/38.4/57.6/115.2K/1M/10M(bps)

开关量输出4*PNP；typ；±24VDC

激光防护等级一级（人眼安全）

工作电压/功耗24VDC±15％

工作温度/储存温度-25~45℃/-20~80℃

防护等级IP67

外形尺寸（W*H*D）350*264*287mm

重量9.1kg

软件

软件SOPAS Engineering软件

系统综合误差

系统整体相对误差精度体积一千立方米以上，误差小于0.5％

单一煤场测量时间15到45分钟

软件推荐配置要求2.6G以上CPU，1G以上内存，128M以上独立显卡，80G以上硬盘

激光测量距离80-250米以上

激光距离测量分辨率毫米级

无线传输距离3公里（无遮挡）

天线传输速率天线传输速率,最大54Mbps

报表格式 支持PDF,WORD等通用办公文件格式，支持通用网页数据格式

GPS定位系统参数

水平定位精度±(10＋1×10-6D)mm

垂直定位精度±(20＋1×10-6D)mm

3110技术参数

10%反射率检测距离150m

扫描角度 Max:300，可在设置参数中调整

角度步进分辨率0.125°/0.25°/0.5°/1.0°可调

扫描频率10Hz(300°的扇面往复次数)

响应时间200m/s-100m/s

分辨率/系统误差3.9mm/typ.±25mm

激光二极管波长红色外光905nm

数据接口RS422/Ethernet

通讯速率9.6/19.2/38.4/57.6/115.2/1M/10M(bps)

开关量输出4*PNP;typ.±24VDC

激光防护等级1级(人眼安全)

工作电压/功耗24VDC±15%

工作温度/存储温度-25-45℃/-20-80℃

防护等级IP67

扫描频率10Hz(300 的扇面往复次数)

重量9.1Kg

美国测向测角模块

定向精度 0.2°

进口姿态传感器

补偿精度0.008°

补偿范围±15°

现场工业控制电脑

主频2.6GHz

处理器interi7处理器

内存1G

硬盘 80G

数据接口RS232，USB

软件

三维显示 真实再现煤场料堆形状，精确计算体积，存储历史数据

分堆的计算功能精确标定三维图形中任意点三维坐标，便于比对

数据输出输出订制的通用格式数据报表用于存档管理

历史数据管理根据用户要求保存历史数据并根据设置自动管理

体积计算模型类型 型用三角网建立模型 精度高于用防伪网建立的模

备注：以上方案还可选配动力马达机构，该马达机构可控制整个测量系统的水平旋转，自带角度高精度角

度编码器，其测角 精度在0.009度；在进行煤堆扫描时不在依赖平台的位移和吊臂的旋转,可在任意固定

位置开始全自动扫描,且测量用时很少约5-10分钟.带马达机构的扫描系统适合安装于堆场上方平台（悬臂

式斗轮机平台或现场其它高台构筑物平台）,可测量平台周围200米范围内的堆体体积。

应用场所

港口岸桥大梁防撞，集装箱外型扫描，煤堆体积及轮廓测量，安防等远距离测量或扫描精度较高的室外

场合。

三维的优势：

1. 技术上，三维与数据的处理同步进行，让使用者能够在盘煤过程中便即时获取盘煤结果，包括图形和

数据。同时，三维在硬件设计不断吸取经验，持续改进和加强做到结构更加合理和稳定。

2.固定式盘煤系统的安装和调试是极为重要的环节，直接决定了盘煤系统的精确度、稳定性和可操作性

，三维的工程技术人员具有丰富的现场安装和调试经验，能够根据不同料场具体情况具体分析，设计出最

完美的盘煤解决设计和施工调试方案并加以实施。