CN110082144B - 螺旋采样机采样方法及螺旋采样机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋采样机采样方法，包括：步骤100：设定采样次数n、预设质量M；步骤200：选择采样点；步骤300：在所述采样点下，检测获取允许采样深度H，并根据允许采样深度H获取预采样质量M_n；步骤400：若所述预采样质量M_n小于预设质量M，返回所述步骤200，否则执行下一步；步骤500：进行采样，按预定缩分质量M_定缩分样料或按预定缩分比i_固缩分出样料；步骤600：将n减去1并返回到所述步骤200直到n为0时，终止采样。该螺旋采样机采样方法能够有效地解决现有技术中螺旋采样机采样方法采样速度慢、采样效果不好的问题。本发明还公开了一种包括上述螺旋采样机采样方法的螺旋采样机。

Description

螺旋采样机采样方法及螺旋采样机

技术领域

本发明涉及采样技术领域，更具体地说，涉及一种螺旋采样机采样方法，还涉及一种采用上述螺旋采样机采样方法的螺旋采样机。

背景技术

目前在国内外大多数长螺旋采样机，都是采用定比缩分，缩分后的质量很不稳定，质量偏差较大；特别是当车厢煤样的高度不一致，长螺旋采样机采样的煤量的质量呈现不均匀性，若仍采用定比缩分，则留样的质量会存在较大的偏差，其煤样的代表性会较差；因为留样的质量不稳定，对于通过次数来判断封装系统存样桶是否满桶，其可靠性会大大降低，会出现两种情况，若保守估计，会使存样桶所存煤样过少，浪费了存样桶利用率；若极限估计，容易出现溢桶。

目前现有技术中，在长螺旋采样器采样完成后，将所采煤样收集后，称重再进行破碎缩分，这种方法虽可根据煤样重量来实现缩分比调节，从而实现定质量缩分。但称重装置需在一个振动相对小的环境中称重后，再进行给料破碎缩分。这样采制样会存在一个暂停称重的过程，采制样不连续，浪费了一定的时间，对于火车、汽车这种需高效采制样的采样机很不利。

综上所述，如何有效地解决螺旋采样机采样方法采样速度慢、采样效果不好的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种螺旋采样机采样方法，该螺旋采样机采样方法可以有效地解决螺旋采样机采样方法采样速度慢、采样效果不好的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述螺旋采样机采样方法的螺旋采样机。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种螺旋采样机采样方法，包括步骤：

步骤100：设定采样次数n、预设质量M；

步骤200：选择采样点；

步骤300：在所述采样点下，检测获取允许采样深度H，并根据允许采样深度H获取预采样质量M_n；

步骤400：若所述预采样质量M_n小于预设质量M，返回所述步骤200，否则执行下一步；

步骤500：进行采样，按预定缩分质量M_定缩分样料或按预定缩分比i_固缩分出样料；

步骤600：将n减去1并返回到步骤200直到n为0时，终止采样。

在该螺旋采样机采样方法中，在进行自动采样时，首先通过当前采样点的允许采样深度H获取预采样质量M_n，以通过预采样质量可以通过预定的缩分比获取后期缩分的样料质量，也可以是通过预定的样料质量，预先调节好缩分比，以避免再次采样，以提高了整个采样效率。同时，通过允许采样深度H所获取的预采样质量M_n，能够有效地避免单次采样质量少的问题，以避开采样面低凹处，以避免采样质量少所造成的样料代表性差的问题，继而可以有效地提高采样精度。综上所述，该螺旋采样机采样方法能够有效地解决现有技术中螺旋采样机采样方法采样速度慢、采样效果不好的问题。

优选地，所述步骤100还包括获取采样头距离车厢底面的高度H_n，设定采样安全距离S₁；所述检测获取允许采样深度H包括：检测采样面与采样头之间的距离H_2n，计算所述允许采样深度H＝H_n-H_2n-S₁。

优选地，所述获取采样头距离车厢底面的高度H_n：根据获取的车厢底面距离地面的高度H₃以及采样头距离地面的高度H₁按Hn＝H₁-H₃计算出H_n。

优选地，所述步骤500还包括用于将缩分后样料输送至储料仓保存；所述终止采样之后还包括：将储料仓中样料依次经给料皮带、破碎机、均匀给料皮带后，再通过圆盘缩分器缩分出最终留样M_终。

优选地，所述步骤200之前还包括：步骤700：设定所述最终留样M_终,设定N_存＝1，获取当前储样筒容量质量M_存；步骤800：判断N_存是否不大于M_存/M_终，若是则执行下一步，否则更换当前存样桶或停止采样；

所述圆盘缩分器缩分出所述最终留样M_终后，将所述最终留样M_终通过分装系统进行封装，且将N_存加1，并返回所述步骤800。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种螺旋采样机，该螺旋采样机包括：底座，用于固定安装在采样地面上；螺旋采样头；驱动系统，用于驱动所述螺旋采样头相对所述底座升降以下降采样、平移以切换采样点；检测器，安装在所述螺旋采样头上，用于检测当前采样点的采样面与采样头之间的距离H_2n；缩分器，用于对所述螺旋采样头采样后的样料进行缩分；控制器，能够根据所述检测器检测结果获取允许采样深度，并能够根据允许采样深度获取当前采样点预采样质量M_n，且在判断所述预采样质量M_n小于预设质量M，控制所述驱动系统驱动所述螺旋采样头移动至下一个采样点，而在判断所述预采样质量M_n不小于所述预设质量M时，控制所述驱动系统驱动所述螺旋采样头下降以进行采样，并能够控制所述缩分器按预定缩分质量M_定缩分样料或按预定缩分比i_固缩分出样料，该螺旋采样机采用了上述的螺旋采样机采样方法。由于上述的螺旋采样机采样方法具有上述技术效果，采用了该螺旋采样机采样方法的螺旋采样机也应具有相应的技术效果。

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为本发明实施例提供的螺旋采样机采样方法的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的螺旋采样机的结构示意图。

附图中标记如下：

底座1、螺旋采样头2、驱动系统3、检测器4、缩分器5、给料皮带6、破碎机7、均匀给料皮带8、圆盘缩分器9、储样筒10、待采样装载车11、车辆信息识别系统12。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种螺旋采样机采样方法，以有效地解决螺旋采样机采样方法采样速度慢、采样效果不好的问题。

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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，图1为本发明实施例提供的螺旋采样机采样方法的结构示意图；图2为本发明实施例提供的螺旋采样机的结构示意图。

在一种具体实施例中，本实施例提供了一种螺旋采样机采样方法，主要对待采样装载车11进行采样，以获取采样。该螺旋采样机采样方法主要是应用在螺旋采样机上，该螺旋采样机主要包括能够沿待采样装载车11纵向方向移动的行走机构、安装在行走机构上能够向下移动以对待采样装载车11车厢内的样料进行下降采样的螺旋采样头2、能够对上述螺旋采样头2采样进行缩分的缩分器5和用于用检测采样面高度的检测器4。具体的该螺旋采样机采样方法步骤如下所述。

步骤100：设定采样次数n、预设质量M。

这里设定的采样次数指的是，一辆待采样装载车11的采样次数，对于一辆车来说，装入原料时，原料一般是逐渐倾倒在里面的，这就导致不同部位可能原料成分比例不一致。因此一般需要多次采样，以保证样料的代表性。其中预设质量指的是每次至少采样质量，若采样质量过少那么也很难具有代表性。具体的，其中采样次数n可以根据需要进行设置，一般来说不超过三次，因此优选n≤3(n小于或等于3)，且优选n等于3，对于一辆待采样装载车11来说，采样次数一般为两次，优选至少在待采样装载车11的首尾各采样一次。其中预设质量M根据需要进行设置，一般采样质量不少于0.5千克。

步骤200：选择采样点。

选择采样点，即选择能够进行采样的位置，对于一辆待采样的装载车来说，允许采样的采样点很多，如果仅进行一次采样，一般选择中部采样，若选择两个采样点，一把前后各采样一次，如果采样次数更多，当然还可以沿前后方向依次等距采样，当然采样形式还可以是其它种，具体的，可以根据实际需要进行选择。

步骤300：在所述采样点下，检测获取允许采样深度H，并根据允许采样深度H获取预采样质量M_n。

即在选择好采样点后，螺旋采样头2一般移动至该采样位以预备进行采样。且在移动至采样点后，检测以获取该采样点允许采样深度H。需要说明的是，其中获取采样点允许采样深度H的方式具有多种，可以是直接获取，也可以是间接获取，而如何直接获取，具体的可以根据现有技术中如何检测沙堆高度的技术进行检测，如可以设置一根钢性杆，以插入至沙堆中，根据插入的深度来获取。如还可以间接获取，间接获取的方式如获取采样面与采样头之间的距离，并获取采样底与采样头之间的距离，然后通过两者距离相减以获取采样面与采样底之间的距离，进而获取允许采样深度H。

在获取允许采样深度H之后，而对于采样头来说，如螺旋采样器的采样头内径d是已知的，则螺旋采样头2当前所采煤样的体积是定值：V＝0.25*π*d^2*H＝0.785*d^2*H，然后还能够具体的从数据库信息中，可知当前待采样装载车11的信息，得知煤样的密度ρ，则当前预采样质量M_n与允许采样深度H的关系可由M_n＝0.785*d^2*H*ρ。

步骤400：若所述预采样质量M_n小于预设质量M，返回所述步骤200，否则执行下一步。

通过获取的允许采样深度H，获取预采样质量M_n后，即可以判断预设质量M与预采样质量M_n，以避免预采样的质量过少而导致采样效果不好，如上述所述的，预设质量M一般根据需要进行设置，以避免采样质量上所带来的不精准性。

在预采样质量M_n不满足要求时，即返回上述步骤200，以能够重新选择采样点。需要说明的是，此时重新选择采样点，选择方式可以略作改变，如在M_n不满足时，可以横向移动预定距离后到达的点更新为当前的采样点。

步骤500：进行采样，按预定缩分质量M_定缩分样料或按预定缩分比i_固缩分出样料。

而在经过上述预判之后，若采样质量满足要求，则应当进行采样，而在采样完成以后，一般需要进行初级缩分，初级缩分的方式主要有两种：一种是按预定缩分质量M_定缩分样料，以缩分出固定质量的样料出来，此时一般需要根据预采样质量M_n来调整缩分比，以通过缩分比来控制缩分的样料质量满足预定缩分质量M_定；另一种是按预定缩分比i_固缩分出样料，以保证初级缩分的样料保持一定比例，以保证样料的精准性。

步骤600：将n减去1并返回到所述步骤200直到n为0时，终止采样。。

其中将n减去1，以获得新的n，此时新的n，为当前的n以表示当前剩余采样次数，在剩余采样次数不为0时，返回步骤200后持续采样，以使得执行步骤200达到步骤100中设定的采样次数。即，在执行采样后，则判断已采样次数，以通过判断采样次数是否达到要求，来判断是终止采样还是继续采样，即若采样次数未达到要求则应当继续采样，即返回上述步骤200，以进入下一个采样点进行采样。若采样次数达到要求，则停止采样，即视为当前待采样装载车11采样完成。

在该螺旋采样机采样方法中，在进行自动采样时，首先通过当前采样点的允许采样深度H获取预采样质量M_n，以通过预采样质量可以通过预定的缩分比获取后期缩分的样料质量，也可以是通过预定的样料质量，预先调节好缩分比，以避免再次采样，以提高了整个采样效率。同时，通过允许采样深度H所获取的预采样质量M_n，能够有效地避免单次采样质量少的问题，以避开采样面低凹处，以避免采样质量少所造成的样料代表性差的问题，继而可以有效地提高采样精度。综上所述，该螺旋采样机采样方法能够有效地解决现有技术中螺旋采样机采样方法采样速度慢、采样效果不好的问题。

进一步的，关于如何获取，允许采样深度H的方式具有多种，为了方便检测获取，此处优选上述步骤100还包括：获取采样头距离车厢底面的高度H_n，设定采样安全距离S₁；而上述步骤300中，所述检测获取允许采样深度H包括：检测采样面与采样头之间的距离H_2n，计算所述允许采样深度H＝H_n-H_2n-S₁。其中采样面与车厢底面之间的距离即可以通过采样头与车厢底面之间的距离H_n减去采样面与采样头之间的H_2n，以使得检测方便。需要说明的是，其中采样头与车厢底面之间的距离一般是固定的，也可以通过后期检测获取，一种较为简单的检测方式，可以以地面为参考，即具体的，此处优选获取采样头距离车厢底面的高度H_n：根据获取的车厢底面距离地面的高度H₃以及采样头距离地面的高度H₁，按H_n＝H₁-H₃计算出H_n。其中车厢底面距离地面的高度H₃对于待采样装载车11来说是固定的，同样的，采样头是通过升降机构进行升降，那么采样头相对于地面的高度也是确定的。需要说明的是，其中检测器4用于固定在采样头上以进行检测，如红外距离检测器，检测器4与采样头之间的相对固定是清楚固定的，可以前期测量，那么采样头与采样面之间的距离，则是检测器4与采样面之间的距离减去检测器4与采样头之间的距离。

为了保证采样精度，一般需要进行多次缩分。基于此，其中步骤500还包括用于将缩分后样料输送至储料仓保存。此处优选在上述步骤600的终止采样之后还包括：将所述储料仓中样料依次经给料皮带6、破碎机7、均匀给料皮带8后，在通过圆盘缩分器9缩分后的最终留样M_终。其中给料皮带6用于将储料仓内的样料导出，然后通过破碎机7进行破碎，破碎后的样料经过均匀给料皮带8之后，以将物料均匀输送至圆盘缩分器9，然后由圆盘缩分器95进行缩分，可以最终缩分出留样M_终。

对于按预定缩分质量M_定缩分样料时，此时可根据预判的采样重量M_n和需缩分保留的定质量M_定，提前调节缩分器5的缩分比i_n，i_n＝M_定/M_n。因为M_终会设定一定值，则圆盘缩分器9的缩分比i_终＝M_终/nM_定，缩分后最终留样进入封装系统的存样桶中。整个系统的总缩分比为i_总＝M_终/M_总，而其中M_总为历次采样总和，即各次所计算的M_n的总和，即M_总＝nM_定，这样

整个系统的总缩分比就只跟煤面高度，及每节车厢采样次数有关，而采样次数是设定，则缩分比只与煤面高度有关。原煤缩分器与圆盘缩分器9的缩分比可按需要分别设定，只需保证总缩分比满足

即可，具有较强的适应性及灵活性。

螺旋采样器上方所采用的原煤缩分器5为避免结构过复杂，或为减轻采样头的重量，会设定一个固定的缩分比i_固，因此，优选步骤500中，在进行采样后，按预定缩分比i_固缩分样料。为实现定质量缩分，可利用制样系统中的圆盘缩分器9，通过储样仓中煤样的重量

d²(H₁-H_2n-S₁-H₃)，及最终的留样M_终确定圆盘缩分器9的缩分比

则整个系统的总缩分比：

此方案是上述方案的特例，但更容易实现。

进一步的，此处优选上述步骤200之前还包括：步骤700：设定所述最终留样M_终，设定N_存＝1，获取当前储样筒10容量质量M_存；步骤800：判断N_存是否不大于M_存/M_终，若是则执行下一步，否则更换当前存样桶或停止采样；

所述圆盘缩分器9缩分出所述最终留样M_终后，将所述最终留样M_终通过分装系统进行封装，且将N_存加1，并返回所述步骤800。

这是因为，在采样过程中，并非是一次仅仅采集一辆待采样装载车11上的样料，一般是连续采集一个车队上的样料，而一个车队一般具有几十辆甚至上百辆汽车。在采样完成后，留下的最终采样会送至储样筒10中保存，一般一个储样筒10能够储存多辆装载车上采集下来的样料。因此，设定最终留样M_终，作为一个定值，并在某个储样筒10为储样时，视为已经储样的次数是N_存＝0，并获取储样筒10的容量M_存，对于一个储样筒10来说，其体积形状大小确定，而样料的密度是确定的，那么一个储样筒10的容量M_存也是确定。此时判断N_存≤M_存/M_终，其中M_存/M_终表示当前储样筒10的存样次数。当N_存不满足上述条件时，则表示当前储样筒10已经装样完成，此时要么更换新的储样筒10，要么停止采样，具体的可以根据需要进行设置，考虑到需要预留一定的时间，以方便换筒，具体的，其中步骤800可以具体为：判断N_存是否不大于M_存/M_终-N，N为设定值且不小于1，若是，则执行下一步，否则更换当前存样桶或停止采样。此时步骤200与步骤800之间一般还包括判断步骤，即判断是否来车，若来车则执行步骤200，否则等待，直到检测到来车后，然后执行步骤200。对应的，在上述获取当前装载车的最终样料M_终后，则应当通过封装系统将该最终留样封装在储样筒10中，相对应的，此时N_存应当增加1，即N_存加1

基于上述实施例中提供的螺旋采样机采样方法，本发明还提供了一种螺旋采样机，该螺旋采样机包括上述实施例中任意一种螺旋采样机采样方法。具体的，该螺旋采样机包括：底座1，用于固定安装在采样地面上；螺旋采样头2；驱动系统3，用于驱动所述螺旋采样头2相对所述底座1升降以下降采样、平移以切换采样点；检测器4，安装在所述螺旋采样头2上，用于检测当前采样点的采样面与采样头之间的距离H_2n；缩分器5，用于对所述螺旋采样头2采样后的样料进行缩分；控制器，能够根据所述检测器4检测结果获取允许采样深度，并能够根据允许采样深度获取当前采样点预采样质量M_n，且在判断所述预采样质量M_n小于预设质量M，控制所述驱动系统3驱动螺旋采样头2移动至下一个采样点，而在判断所述预采样质量M_n不小于所述预设质量M时，控制所述驱动系统3驱动螺旋采样头2下降以进行采样，并能够控制所述缩分器5按预定缩分质量M_定缩分样料或按预定缩分比i_固缩分出样料。需要说明的是，其中根据所述检测器4检测结果获取允许采样深度，并能够根据允许采样深度获取当前采样点预采样质量M_n。由于该螺旋采样机采用了上述实施例中的螺旋采样机采样方法，所以该螺旋采样机的有益效果请参考上述实施例。

其中控制器应当控制螺旋采样头2在当前装载车上的采样次数，以在采样次数完成后，停止对当前装载车采样后，每次采样均会通过缩分器5进行缩分，而且每次缩分后进行储料仓储存，而对于一辆装载车来说，缩分器5缩分后的各次样料一般统一在储料仓保存，而在保存后，待当前装载车采样完成后，会由该螺旋采样机的给料皮带6、破碎机7、均匀给料皮带86后，再通过该螺旋采样机的圆盘缩分器9缩分出最终留样M_终。另外，需要说明的是，上述螺旋采样机的采样步骤，均是可以通过控制器控制各个部件操作实现。进一步的，为了更好的更为快捷的获取汽车信息，可以再设置有用于识别汽车信息的车辆信息识别系统12。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种螺旋采样机采样方法，其特征在于，包括步骤：

步骤100：设定采样次数n、预设质量M；

步骤200：选择采样点；

步骤300：在所述采样点下，检测获取允许采样深度H，并根据允许采样深度H获取预采样质量M_n；

步骤400：若所述预采样质量M_n小于所述预设质量M，返回所述步骤200，否则执行下一步；

步骤500：进行采样，按预定缩分质量M_定缩分样料或按预定缩分比i_固缩分出样料；

步骤600：将n减去1并返回到所述步骤200直到n为0时，终止采样；所述步骤100还包括获取采样头距离车厢底面的高度H_n，设定采样安全距离S₁；所述检测获取允许采样深度H包括：检测采样面与采样头之间的距离H_2n，计算所述允许采样深度H＝H_n-H_2n-S₁；所述获取采样头距离车厢底面的高度H_n：根据获取的车厢底面距离地面的高度H₃以及采样头距离地面的高度H₁按Hn＝H₁-H₃计算出H_n；所述步骤500还包括用于将缩分后样料输送至储料仓保存；所述终止采样之后还包括：将储料仓中样料依次经给料皮带、破碎机、均匀给料皮带后，再通过圆盘缩分器缩分出最终留样M_终。

2.根据权利要求1所述的螺旋采样机采样方法，其特征在于，所述步骤200之前还包括：步骤700：设定所述最终留样M_终，设定N_存＝1，获取当前储样筒容量质量M_存；步骤800：判断N_存是否不大于M_存/M_终，若是，则执行下一步，否则更换当前存样桶或停止采样；

所述圆盘缩分器缩分出所述最终留样M_终后，将所述最终留样M_终通过分装系统进行封装，且将N_存加1，并返回所述步骤800。

Images