關鍵詞：3D多掃描儀系統，3D庫存管理系統，3D體積掃描系統，3D料倉成像系統，3D物料監測系統

一、3D物位掃描儀工作原理

3D掃描儀由三個發射天線、信號驅動、電子電路三個部分構成。內部產生3-10KHz的低頻脈沖，通過三個天線構成的陣列傳輸低頻脈沖，發射的脈沖達數千個點，每個脈沖都有良好的方向性，數千個點的脈沖對料面進行掃描，并接收儲倉、倉庫或容器內物料所返回的脈沖回波，通過儀表電子電路和計時器的精確計時，精確測量每個回聲的時間/距離，設備的數字信號處理器對接收的信號進行采樣和分析，從而測出的物位的高低、體積和質量。通過一種特殊的算法將來自掃描器的數據組合起來，并通過3D方式呈現容器內物料的實際分布情況，在計算機屏幕上成像.

   3D掃描儀以其獨特可視三維成像技術、獨樹一幟的軟件設計和高粉塵穿透技術，它傳播速度不受粉塵、蒸汽及介質電常數的影響，適用各種固體物料的物位的精確測量，它的三個獨立的發射接收系統和定向技術解決了其它儀表的單點測量的誤差問題和散射回波丟失的問題，尤其在冶金、水泥行業采用3D物位測量占踞了不可動搖的地位，成為這個行業物位測量的首選是當之無愧的。

二、3D物位掃描儀應用效果 

2010年底3D物位掃描儀進入水泥業，它設計獨特，融于材料、電子信息等高新技術，無論是對于大型的料倉、開放性料倉、倉庫還是開放式的堆場，3D物位掃描儀都有良好應用，尤其是水泥行業，因為該行業的料倉多為錐度結構，物料表面凹凸不規則，3D物位掃描儀可以通過3DLevel Manager管理軟件精確直觀的在PC機上真實的反映出實時的物料表面狀態、體積、物料的平均高度、物料的最高點和最低點及質量等測量信息，并對料倉內的料面形成三維圖像，更加方便用戶對料倉內的進料情況的實時了解。當用戶選擇了高粉塵環境條件比較惡劣的環境安裝使用后，對測量效果非常滿意。

三、 產品型號

APM公司目前在世界范圍內推出了四種型號的產品，這四種型號的產品都是APM公司3D掃描儀Ⅱ型產品，迄今為止是物位測量中的領軍產品。3D物位掃描儀的四種產品的型號分別是S、M、MV、MVL系統，它們的主要功能和區別如下：

3D掃描儀S型

采用30 °的波束角發射脈沖 ,測量平均體積、平均料位 ,適用于直徑小于4m的小型儲藏 ,可以形成映射點但是不能夠形成圖像

3D掃描儀 M型

采用70 °的波束角發射脈沖,能夠覆蓋更廣的物料表面 ,不僅可以測量平均體積,平均料位，而且還可以測量最大最小料位 ,適用于料倉直徑大于4m且小于15m的料倉或直徑小于15米的露天倉 ,可以形成映射點但是不能夠形成圖像。

3D掃描儀 MV型

采用70 °的波束角發射脈沖能夠覆蓋更廣的物料表面,不僅可以測量平均體積、平均料位，而且可以測量最大最小料位, 適用于料倉直徑大于4m且小于15m的料倉 ,可以形成映射點且能夠形成3D立體圖像。

3D掃描儀 MVL型

MVL型系統是在同一倉體上裝有兩個或兩個以上的MV型和一臺controller控制器共同組合而成的一個系統，該系統可以對大直徑料倉，開放倉進行測量，controller控制器的功能就是對從各個3D掃描儀采集的信號進行采集處理分析，然后將所有信號整合為統一的一個完整的信號送到PLC或DCS最終提供用戶，方便用戶的監控及控制。

以上四種型號采用低頻（3-10KHZ）測量，都具有更好的粉塵穿透能力,測量范圍均可達到70m,且可以在嚴峻的惡劣工況環境下正常可靠的工作.

四、3D物位掃描儀的技術性能特點和優勢

（1）3D掃描儀的使用壽命在10年以上。

（2）3D掃描儀采用多點掃描模式，多點測量，形成上千個網格點，對每一個網點進行分析采集，形成對料位的全方位覆蓋，更加準確的顯示實際料位。 可是顯示最高點，最低點，平均值。

例如筒倉尺寸: 直徑=10m, 高度=20m,頂部和底部為45 度角的椎體.測量精度如下

            3DLevelScanner     測量精度= 1.55%

             激光             測量精度= 16%

普通雷達：單點測量，只能測量某一個點的料位高度，誤差大，而且無法準確的顯示整個料倉實際料位。

（3）3D掃描儀是世界上唯一可以高精度體積、物位測量的物位計,用戶比較直觀的檢測到的體積等相關數據。

普通雷達：無法測量體積。

（4）3D掃描儀采用3-10Khz低頻發射脈沖，信號衰減小，可以穿透濃度較高的粉塵，解決了客戶高粉塵工況下測量的難題。

普通雷達：高頻電磁波，信號衰減極大，無法穿透粉塵，無法準確測量。

（5）3D掃描儀具有3個獨立的發射器發送接收信號天線，廣闊的波束角覆蓋整個料位的表面更加精確可靠的測量。

普通雷達：單一發射系統，更無法覆蓋，測量誤差大。

（6）3D掃描儀三個發射器發射脈沖對物料表面多點掃描后形成3維圖像，準確直觀的反映進出料的情況，實現真正的可視化，使用戶隨時了解物料的實情況，防止意外的發生，排除安全隱患。APM公司3D物位掃描儀必須具備以下基本的條件方可實現成像：

①必須選用MV或MVL型號具有三維成像功能3D物位掃描儀，其它型號沒有成像功能。

②必須安裝APM系統管理軟件。

③相關的通訊接口，如RS485/232或HART連接模塊。

普通雷達：無法成像，無法反映整個料倉的料位信息。

（7）3D掃描儀依靠獨特的震動自清潔功能，當料倉內粉塵很大，發射器外部沾滿灰塵內部仍舊很干凈，免去人工定期清理維護，實現了真正意義上的自動化。

普通雷達：沒有自潔功能，在粉塵大、粘粘大的介質中喇叭口被堵塞，喪失測量能力，需要人工的清理維護。

（8）3D掃描儀可以實現遠程控制，實時的對料位進行監控，客戶無論何時何地都可以輕松了解料倉內的情況，料倉內存在問題時可遠程解決，節省了售后維護，設備檢修等的人力、物力資源。當3D掃描儀接入DCS/PLC自動控制系統，根據進出料的速度大小控制進出料皮帶傳送機連鎖反應，以達到控制料倉內物料的進出量的均衡，讓用戶更輕松，便捷的管理企業的生產能力和了解倉儲情況.

普通雷達：無法實現遠程控制，監控方式單一。維護和設備的檢修必須人員現場解決,這樣不僅浪費了人力物力資源還浪費了財力.

（9）3D掃描儀可以接入無線網絡，將現場信號通過無線傳輸到中控室，省去了布線、架橋、維護等人力資源。

普通雷達：必須使用信號線傳輸，需要人工布線，線路傳輸會有信號衰減，且線路的老化需要更換等。

（10）3D掃描儀可以全面的顯示最大、最小、平均的料位高度或距離，體積百分比，體積質量，同時3D料位計測量顯示溫度。

普通雷達：只能顯示料位高度或距離。

（11）3D掃描儀可以通過柔性連接將表頭與探頭分開，在異地顯示，對表頭有更好的保護，同時省去加裝2次表等異地顯示的工作和費用。

普通雷達：無法分體顯示，同時需要加裝2次表才能異地顯示。

（12）3D掃描儀采用先進的技術，能夠精確的測量各種類型，形狀和大小的儲倉和露天倉庫中存放的散裝固體和粉末，并且不受介電常數的限制，獨特的特點保證它可以應用于各個行業，具有廣闊應用市場.

普通雷達：受介電常數和介質種類的限制，應用范圍也受到限制。