关键词：3D多扫描仪系统，3D库存管理系统，3D体积扫描系统，3D料仓成像系统，3D物料监测系统

一、3D物位扫描仪工作原理

3D扫描仪由三个发射天线、信号驱动、电子电路三个部分构成。内部产生3-10KHz的低频脉冲，通过三个天线构成的阵列传输低频脉冲，发射的脉冲达数千个点，每个脉冲都有良好的方向性，数千个点的脉冲对料面进行扫描，并接收储仓、仓库或容器内物料所返回的脉冲回波，通过仪表电子电路和计时器的精确计时，精确测量每个回声的时间/距离，设备的数字信号处理器对接收的信号进行采样和分析，从而测出的物位的高低、体积和质量。通过一种特殊的算法将来自扫描器的数据组合起来，并通过3D方式呈现容器内物料的实际分布情况，在计算机屏幕上成像.

   3D扫描仪以其独特可视三维成像技术、独树一帜的软件设计和高粉尘穿透技术，它传播速度不受粉尘、蒸汽及介质电常数的影响，适用各种固体物料的物位的精确测量，它的三个独立的发射接收系统和定向技术解决了其它仪表的单点测量的误差问题和散射回波丢失的问题，尤其在冶金、水泥行业采用3D物位测量占踞了不可动摇的地位，成为这个行业物位测量的首选是当之无愧的。

二、3D物位扫描仪应用效果 

2010年底3D物位扫描仪进入水泥业，它设计独特，融于材料、电子信息等高新技术，无论是对于大型的料仓、开放性料仓、仓库还是开放式的堆场，3D物位扫描仪都有良好应用，尤其是水泥行业，因为该行业的料仓多为锥度结构，物料表面凹凸不规则，3D物位扫描仪可以通过3DLevel Manager管理软件精确直观的在PC机上真实的反映出实时的物料表面状态、体积、物料的平均高度、物料的最高点和最低点及质量等测量信息，并对料仓内的料面形成三维图像，更加方便用户对料仓内的进料情况的实时了解。当用户选择了高粉尘环境条件比较恶劣的环境安装使用后，对测量效果非常满意。

三、 产品型号

APM公司目前在世界范围内推出了四种型号的产品，这四种型号的产品都是APM公司3D扫描仪Ⅱ型产品，迄今为止是物位测量中的领军产品。3D物位扫描仪的四种产品的型号分别是S、M、MV、MVL系统，它们的主要功能和区别如下：

3D扫描仪S型

采用30 °的波束角发射脉冲 ,测量平均体积、平均料位 ,适用于直径小于4m的小型储藏 ,可以形成映射点但是不能够形成图像

3D扫描仪 M型

采用70 °的波束角发射脉冲,能够覆盖更广的物料表面 ,不仅可以测量平均体积,平均料位，而且还可以测量最大最小料位 ,适用于料仓直径大于4m且小于15m的料仓或直径小于15米的露天仓 ,可以形成映射点但是不能够形成图像。

3D扫描仪 MV型

采用70 °的波束角发射脉冲能够覆盖更广的物料表面,不仅可以测量平均体积、平均料位，而且可以测量最大最小料位, 适用于料仓直径大于4m且小于15m的料仓 ,可以形成映射点且能够形成3D立体图像。

3D扫描仪 MVL型

MVL型系统是在同一仓体上装有两个或两个以上的MV型和一台controller控制器共同组合而成的一个系统，该系统可以对大直径料仓，开放仓进行测量，controller控制器的功能就是对从各个3D扫描仪采集的信号进行采集处理分析，然后将所有信号整合为统一的一个完整的信号送到PLC或DCS最终提供用户，方便用户的监控及控制。

以上四种型号采用低频（3-10KHZ）测量，都具有更好的粉尘穿透能力,测量范围均可达到70m,且可以在严峻的恶劣工况环境下正常可靠的工作.

四、3D物位扫描仪的技术性能特点和优势

（1）3D扫描仪的使用寿命在10年以上。

（2）3D扫描仪采用多点扫描模式，多点测量，形成上千个网格点，对每一个网点进行分析采集，形成对料位的全方位覆盖，更加准确的显示实际料位。 可是显示最高点，最低点，平均值。

例如筒仓尺寸: 直径=10m, 高度=20m,顶部和底部为45 度角的椎体.测量精度如下

            3DLevelScanner     测量精度= 1.55%

             激光             测量精度= 16%

普通雷达：单点测量，只能测量某一个点的料位高度，误差大，而且无法准确的显示整个料仓实际料位。

（3）3D扫描仪是世界上唯一可以高精度体积、物位测量的物位计,用户比较直观的检测到的体积等相关数据。

普通雷达：无法测量体积。

（4）3D扫描仪采用3-10Khz低频发射脉冲，信号衰减小，可以穿透浓度较高的粉尘，解决了客户高粉尘工况下测量的难题。

普通雷达：高频电磁波，信号衰减极大，无法穿透粉尘，无法准确测量。

（5）3D扫描仪具有3个独立的发射器发送接收信号天线，广阔的波束角覆盖整个料位的表面更加精确可靠的测量。

普通雷达：单一发射系统，更无法覆盖，测量误差大。

（6）3D扫描仪三个发射器发射脉冲对物料表面多点扫描后形成3维图像，准确直观的反映进出料的情况，实现真正的可视化，使用户随时了解物料的实情况，防止意外的发生，排除安全隐患。APM公司3D物位扫描仪必须具备以下基本的条件方可实现成像：

①必须选用MV或MVL型号具有三维成像功能3D物位扫描仪，其它型号没有成像功能。

②必须安装APM系统管理软件。

③相关的通讯接口，如RS485/232或HART连接模块。

普通雷达：无法成像，无法反映整个料仓的料位信息。

（7）3D扫描仪依靠独特的震动自清洁功能，当料仓内粉尘很大，发射器外部沾满灰尘内部仍旧很干净，免去人工定期清理维护，实现了真正意义上的自动化。

普通雷达：没有自洁功能，在粉尘大、粘粘大的介质中喇叭口被堵塞，丧失测量能力，需要人工的清理维护。

（8）3D扫描仪可以实现远程控制，实时的对料位进行监控，客户无论何时何地都可以轻松了解料仓内的情况，料仓内存在问题时可远程解决，节省了售后维护，设备检修等的人力、物力资源。当3D扫描仪接入DCS/PLC自动控制系统，根据进出料的速度大小控制进出料皮带传送机连锁反应，以达到控制料仓内物料的进出量的均衡，让用户更轻松，便捷的管理企业的生产能力和了解仓储情况.

普通雷达：无法实现远程控制，监控方式单一。维护和设备的检修必须人员现场解决,这样不仅浪费了人力物力资源还浪费了财力.

（9）3D扫描仪可以接入无线网络，将现场信号通过无线传输到中控室，省去了布线、架桥、维护等人力资源。

普通雷达：必须使用信号线传输，需要人工布线，线路传输会有信号衰减，且线路的老化需要更换等。

（10）3D扫描仪可以全面的显示最大、最小、平均的料位高度或距离，体积百分比，体积质量，同时3D料位计测量显示温度。

普通雷达：只能显示料位高度或距离。

（11）3D扫描仪可以通过柔性连接将表头与探头分开，在异地显示，对表头有更好的保护，同时省去加装2次表等异地显示的工作和费用。

普通雷达：无法分体显示，同时需要加装2次表才能异地显示。

（12）3D扫描仪采用先进的技术，能够精确的测量各种类型，形状和大小的储仓和露天仓库中存放的散装固体和粉末，并且不受介电常数的限制，独特的特点保证它可以应用于各个行业，具有广阔应用市场.

普通雷达：受介电常数和介质种类的限制，应用范围也受到限制。