1.一种粮库粮堆体积测量的装置,包括18个超声波测距探头、超声波控制电路、主控制板、粮库和粮堆,其特征在于:所述18个超声波测距探头包括第S超声波测距探头、第S+1超声波测距探头……和第S+N超声波测距探头,其中,N为小于等于17的正整数,所述粮库内放有粮堆,所述粮堆由规则部分Ⅰ和非规则部分Ⅱ组成,且规则部分Ⅰ设置在非规则部分Ⅱ的底部,所述第S超声波测距探头安装在粮库的后墙上,所述第S+1超声波测距探头安装在粮库的左墙上,所述第S+2超声波测距探头……和所述第S+N超声波测距探头布置在粮库的天花板上,所述超声波控制电路为18个,以第V个超声波控制电路、第V+1个超声波控制电路……和第V+M个超声波控制电路来表示,其中M为小于等于17的正整数,所述18个超声波测距探头与18个超声波控制电路一对一连接,所述18个超声波控制电路均与主控制板电连接;
粮库粮堆体积测量采用以下方法,依据超声波测距方法,包括如下步骤:
步骤1:根据第S超声波测距探头和第S+1超声波测距探头分别测量粮库的长度和宽度,进而算出粮库的底面积;
步骤2:根据粮库天花板上16个超声波测距探头的测量,粮堆最小高度乘以底面积,即为规则部分I的体积;
步骤3:粮库内粮堆的体积测量:所述非规则部分II的测量:所述粮库天花板上的第S+2个超声波测距探头至第S+17个超声波测距探头,其中第S+2个超声波测距探头至第S+10个超声波测距探头共9个超声波测距探头的相对位置是固定的,所述9个超声波测距探头用A点、B点、C点、D点、E点、F点、G点、H点和I点,所述A点、B点、C点、D点、F点、G点、H点和I点分别与E点结合形成八个线段这九个点分别和E点结合形成八个线段(A,E)、(B,E)、(C,E)、(D,E)、(F,E)、(I,E)、(H,E)、(G,E)、和(G,E),如果以E为原点,EF方向的直线为X轴,EB方向的直线为Y轴,经过E点且垂直XY坐标系的直线作为Z轴构建立体坐标系,那么(A,E)、(I,E)在AE方向和Z轴形成的平面内;(B,E)、(H,E)在Y轴与Z轴形成的平面内;(C,E)、(G,E)在CE方向和Z轴形成的平面内;(D,E)、(F,E)在X轴与Z轴形成的平面内,在每个平面内,以E为定点,可以2
得到八个y=ax 的函数,然后把A、B、C、D、F、I、G、K坐标带入各自的函数,得到八个a,分别是a1~a8;然后求其平均值作为粮堆体积曲线系数A;
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已知粮堆在平面坐标系中满足二次函数曲线y=Ax,那么粮堆体积计算
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V=∫π((1/A)*z)dz=π/A∫zdz=π/(2A)z
z轴代表粮堆第二部分体积高度,由超声波测距探头可知;
步骤4:将步骤2和步骤3中的规则部分I的体积和非规则部分II的体积相加,即得粮堆的总体积;
通过超声波测距手段获取距离信息,然后通过程序算法转换为平面信息,继而变为体积信息,并通过报警器和通信电路与外界进行信息交互,以实现对粮库粮堆的监管。
2.根据权利要求1所述的一种粮库粮堆体积测量的装置,其特征在于,所述18个超声波测距探头内分别设置有超声波发射器和超声波接收器。
3.根据权利要求1所述的一种粮库粮堆体积测量的装置,其特征在于,所述18个超声波测距探头通过精密转台固定在粮库的后墙、左墙和天花板上。
4.根据权利要求3所述的一种粮库粮堆体积测量的装置,其特征在于,所述超声波测距探头可由红外测距传感器、激光测距仪或者雷达测距仪所代替。
5.根据权利要求1所述的一种粮库粮堆体积测量的装置,其特征在于,所述超声波控制电路内设置有超声波探头驱动电路、超声波返回信号处理电路、内置微处理器和控制通信电路,控制超声波测距探头发出超声波和接收超声波。
6.根据权利要求1所述的一种粮库粮堆体积测量的装置,其特征在于,所述主控制板内设置有超声波信号通信电路、微控制器、电源电路和通信电路,所述主控制板内还设置有报警电路,且报警电路与主控制板上的通信电路电连接。
7.根据权利要求1所述的一种粮库粮堆体积测量的装置,其特征在于,所述超声波测距方法可由红外测距方法、激光测距方法或雷达测距方法所代替。