专利名称：高炉智能料位检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种高炉上料系统中料位检测装置。
现有炼铁厂高炉料位检测是利用卷扬机同心轴上的齿轮传动装置带动自整角机做高炉料位检测。由于齿轮磨损产生位移和滑动，影响检测系统的测量精度和正常工作，而且不能对亏料、崩料、悬料做出报警。
本实用新型的目的在于提供一种测量精度高、抗干扰能力强、能及时报警的高炉智能料位检测装置。
本实用新型高炉智能料位检测装置主要由窄缝圆盘(1)、光电变换器(2)、信号电缆(3)、电源线(4)、智能料位仪(5)、卷扬机同心轴(6)等组成。窄缝园盘(1)中的每一条窄缝通过光电变换器(2)的凹槽，而光电变换器(2)通过一个支架安装在窄缝园盘(1)的一侧，窄缝园盘(1)通过它上面的法兰盘将其固定在检测料位的卷扬机同心轴(6)上，光电变换器(2)上的接线端子通过信号电缆(3)、电源线(4)与智能料位仪(5)的接线端子相连。智能料位仪(5)通过电源线(4)给光电变换器提供一个9伏电源。窄缝圆盘(1)中的每条窄缝通过光电变换器(2)的凹槽就产生二组各一个脉冲信号A、B。通过信号电缆(3)传给智能料位仪(5)。
以下结合附图
作进一步描述。
附图一高炉智能料位检测装置结构示意图附图二光电变换器结构示意图附图三智能料位仪结构示意图其中1、窄缝圆盘；2、光电变换器；3、信号电缆；4、电源线；5、智能料位仪；6、卷扬机同心轴；7、8、红外线发光管；9、10光敏三极管；11、12、13、14、限流电阻；15、六反相器；16、电容；17、18、光耦；19、8098单片机系统；20、LED发光管报警灯；21、LED数码管显示器；22、标准信号输出；23、薄膜开关。
本实用新型的具体方案是将窄缝圆盘(1)安装在检测料位的卷扬机同心轴(6)上。窄缝圆盘(1)中的窄缝宽为1.5--3.5毫米；长度为10--35毫米；窄缝与窄缝之间的间隔5--50毫米。窄缝圆盘(1)的直径和窄缝条数由卷扬机钢丝绳圆筒周长和测量分辨率来定。一般测量分辨率定为1厘米。当钢丝绳圆筒的周长为55厘米时，窄缝圆盘(1)上的窄缝条数定为55条。光电变换器(2)由红外发光管(7)、(8)；光敏三极管(9)、(10)；限流电阻(11)、(12)、(13)、(14)；六反相器(15)(具有斯密特触发器)；电容(16)组成。光电变换器(2)由一个U型支架固定在一个底座上，在U型支架两边各设有一个O 5mm的螺纹孔，孔中各有一个螺钉，旋紧两侧螺钉将光电变换器(2)固定于U型支架中。智能料位仪(5)通过电源线(4)给光电变换器(2)提供一个9伏直流电源。9伏电源正极通过限流电阻(11)、(12)分别与红外线发光管(7)、(8)的阳极相连。红外线发光管(7)、(8)的阴极与电源负极相连。同时电源正极还与光敏三极管(9)、(10)的集电极相连。光敏三极管(9)、(10)的发射极分别与六反相器(15)的二个门的输入端相连同时发射极还分别与限流电阻(13)、(14)相连。限流电阻(13)、(14)另一端与电源负极相连。电容(16)并在六反相器(15)的电源正负极之间。当窄缝圆盘(1)中的窄缝通过光电变换器(2)的凹槽，光敏三极管(9)、(10)导通。发射极为高电平，通过六反相器(15)输出的信号为低电平。当窄缝通过凹槽后，光敏三极管(9)、(10)截止，发射极为低电平通过六反相器(15)，输出的信号为高电平。即产生一个脉冲。由于窄缝圆盘(1)旋转时窄缝的运行轨迹是圆周。所以窄缝的两条边上的不同点不是同时通过凹槽。光电变换器(2)中有两组并列的光电转换电路。这样就产生了两个不同相位的信号A、B。窄缝圆盘(1)正转时信号A相位超前信号B。反转时，信号B相位超前信号A。六反相器(15)由9伏供电。它的输出通过信号电缆(3)与智能料位仪(5)中的光耦(17)、(18)相连。六反相器(15)(具有斯密特触发器)它的作用是将信号脉冲整形。滤去干扰信号。电容(16)起滤波作用智能料位仪(5)主要由光耦(17)、(18)；8098单片机系统(19)；LED发光管报警灯(20)；LED数码管显示器(21)；标准信号输出(22)；薄膜开关(23)等构成。光耦起着信号隔离作用。LED发光管报警灯(20)由三个LED发光管组成，分别用于亏料、崩料、悬料报警。LED数码管显示器(21)由4个数码管组成，用于显示料位的料线值。显示单位为厘米。标准信号输出(22)将料线值转换为4--20毫安或1-5伏的电信号输出。薄膜开关(23)用于设定值料线的设定。8098单片机系统(19)用于协调各部件的工作以及料线的计算、报警的判断等。本装置的工作过程如下当探尺下探卷扬机正转即窄缝圆盘(1)正转，光电变换器(2)产生二组脉冲信号A、B其中信号A相位超前信号B。反之探尺上提窄缝圆盘(1)反转，光电变换器(2)产生的两组脉冲信号中信号B超前信号A。两路信号通过光耦(17)、(18)与8098单片机系统(19)相连。单片机程序通过判断信号A与信号B的相位来识别探尺上提或下探。同时通过信号A的脉冲数来计算高炉料位的料线。一个脉冲代表一个厘米。料线值由L E D数码管显示器(21)显示出来。当探尺下探信号A相位超前信号B。料线增加。当探尺上提信号B相位超前信号A，料线减小。当料线大于设定值料线加0.2米时，LED发光管报警灯(20)中的亏料报警灯亮。设定值料线可由薄膜开关(23)随时设定。如果料线以大于1.2米/分钟的速度下降时，LED发光管报警灯(20)中的崩料报警灯亮。当料线以小于0.005米/分钟的速度下降时，LED发光管报警灯(20)中悬料报警灯亮。当探尺上提或收探时，报警灯熄灭，解除报警。每次探尺收探时，系统对料线零点自动校准一次。
由于系统中取消了齿轮，使得测量料位的精度和可靠性都提高了。光电变换器(2)直接输出数字量提高了整个检测系统的抗干扰能力。由于使用了单片机系统，使得本装置电路简单、元器件数量少。给使用和维护都提供了方便。对于要求测量精度高的场合，可通过增加窄缝圆盘(1)中窄缝的条数来提高测量精度。将智能料位仪(5)的标准信号输出(22)与计算机的数据采集系统相连能将高炉料线及上料批数记录。通过分析料线变化曲线使操作人员及时调整料线，减少亏料、崩料、悬料的次数，改善系统顺行和技术经济指标。
权利要求1.一种高炉智能料位检测装置，主要由窄缝园盘、智能料位仪、信号电缆、光电变换器组成，其特征在于窄缝园盘(1)中的每一条窄缝通过光电变换器(2)的凹槽，而光电变换器(2)通过一个支架安装在窄缝园盘(1)的一侧，窄缝园盘(1)通过它上面的法兰盘将其固定在检测料位的卷扬机同心轴(6)上，光电变换器(2)上的接线端子通过信号电缆(3)，电源线(4)与智能料位仪(5)的接线端子相连。
2.根据权利要求1所述的料位检测装置，其特征在于光电变换器(2)采用凹型印刷电路板，将红外线发光管(7)、(8)和光敏三极管(9)、(10)分别对应固定在凹型印刷电路板的两端。
3.根据权利要求1或2所述的料位检测装置，其特征在于光电变换器(2)由一个U型支架固定在一个底座上，在U型支架两边各设有一个O 5mm的螺纹孔，孔中各有一个螺钉，旋紧两侧螺钉将光电变换器(2)固定于U型支架中。
专利摘要本实用新型公开了一种用于冶金高炉上料系统中料位检测装置。主要由窄缝圆盘、智能料位仪、光电变换器、信号电缆组成。该料位检测装置具有测量精度高、抗干扰能力强、能及时报警的特点。
文档编号C21B7/24GK2302259SQ9723640
公开日1998年12月30日 申请日期1997年6月19日 优先权日1997年6月19日
发明者敖文钢, 颜立友 申请人:华东冶金学院