专利名称：一种重锤式料位探测装置及方法
技术领域：
本发明属于料位探测装置及方法。
目前，探测原料在储槽中的料位，特别是在冶金行业中的炼铁、烧结、焦化等工厂里探测储矿槽、配煤槽内原料的在库料位，普遍应用重锤式料位探测。但现有的各种重锤式料位探测装置，如日本专利昭51-97468《探测(Sounding)法》，所用的探测器在探测过程中每次测定的时间间隔是恒定的(一般用时间继电器来设定)。
采用这种装置探测一个20米深的储槽，每次测定的时间间隔约为3～4分钟。这样的时间间隔在储槽处于低料位时尚嫌太短，在储槽处于高料位时则显得太长，不易控制进料，特别是在高料位时容易造成原料谥出。
本发明的目的是提供一种重锤式料位探测装置及方法，其每次测定时间间隔能随原料在库料位的变化而变化，在低料位时测定时间间隔长，高料位时，测定时间间隔短，克服了每次测定的时间间隔为恒定的缺点，从而有效地控制进料。本发明采用的技术方案是其控制部应用单片微机进行智能控制，它以前一次测定的实际时间为依据，通过微机进行运算，其结果作为下一次测定的时间间隔的参数。其传感部应用光电编码器作为传感元件，安装在减速机轴端，与减速机轴同步转动，这样光电编码器输出的脉冲信号与测量重锤在储槽中的实际位置相对应，不易产生误差。由于在不同料位实际测定的时间是不等的，因此通过前一次实际测定时间为依据运算所得的下次测定时间间隔也是不同的，从而实现了测定时间间隔随实际在库料位变化而变化的目的。
本发明所应用的装置由控制部和传感部组成。控制部的核心部分是任何系列的八位单片微机(
图1)，由控制器(1)、计数器(2)、计时器(3)、存贮器1(4)、乘法器(5)、存贮器2(6)、定时器(7)、设定器(8)、存贮器3(9)等组成，控制传感部，传感部(图2)为在外壳(19)内底部安装电机(10)、驱动减速机(13)，卷扬筒(15)安装在减速机输出轴2(14)上，钢丝绳(18)缠绕在卷扬筒上，钢丝绳下端吊有测量重锤(17)，装在外壳底部卷扬筒下方的钢丝绳张力检测器(16)，减速机输出轴1(12)连接绕性联轴器(11)，其上固定有光电编码器(24)，它由光电编码器支架(25)支撑，过扭矩检测器(20)安装在减速机壳体上，过扭矩检测开关(22)、极限开关(23)装在减速机壁上，二者和光电编码器罩在装于减速机绕性联轴器一侧壁上的内罩(21)中。在测定初始，存储器2(6)中数值为零，控制器(1)发出动作指令，控制部输出电机正转信号，电动机(10)正方向旋转，减速机(13)也正方向旋转，安装在绕性联轴器(11)上的光电编码器(24)同步旋转，输出正方向脉冲，到控制部计数器(2)进行累加计数，同时计时器(3)开始计时;减速机输出轴2(14)正方向旋转也带动卷扬筒(15)正方向旋转，将缠绕在卷扬筒(15)上的钢丝绳(18)及安装在钢丝绳尾端的测量重锤(17)渐渐放下，直至测量重锤碰到料面被托住，钢丝绳张力减小，张力检测器(16)感知出钢丝绳张力的变化，将信号送到控制部，控制部发出撤消电机正转信号，输出电机逆转信号，电动机(10)逆方向旋转，使卷扬筒(15)也作逆向旋转，钢丝绳提升，带动测量重锤离开料面，直至测量重锤回到初始位置，控制器(1)发出停止测定动作指令，电动机(10)仃转。电动机的逆转也通过减速机带动光电编码器(24)逆向旋转，输出逆向脉冲，到计数器(2)进行减法运算，直至减到零，计时器(3)仃止计时，此时到控制部计时器(3)内的数值为t1＝2L÷v(t1为实际测定时间，L为探测深度，v为探测速度)，将此数值放入存储器1(4)，与事先设定器(8)内设定、放置在存储器3(9)内的常数C值在乘法器(5)里进乘法运算，所得结果t＝t1×C，即为下次测定的时间间隔，将此数值放置在存储器2(6)中，再经定时器(7)定时。定时时间一到，控制器(1)再次发出测定动作指令，继续进行下一次测定，周而复始，每测定一次都有一个新的时间间隔。设定器(8)设定的c值，可根据探测工艺要求，在高料位和低料位时的极限测定时间间隔内进行选择。
对一个深20米的贮料槽中三点La＝3米，Lb＝10米，Lc＝17米测定(图3)，设V＝17米/分，C＝6则分别得到不同深度所得到不同的时间间隔。
ta＝t1×C＝2la÷V×C＝2×3÷17×6＝2.1分to＝t1×C＝2lb÷V×C＝2×10÷17×6＝7.05分tc＝t1×C＝2lc÷V×C＝2×17÷17×6＝12分由此可看出，在越接近贮料槽底部时，测定时间间隔越长，越接近贮料槽顶部时，测定时间间隔越短。
采用了本发明，通过微机运算确定不同料位所需不同测定时间间隔，实现智能控制，即在高料位时测定时间间隔短，低料位时测定时间间隔长，从而有效地防止进料过程中在高料位溢料和在低料位时测定频繁。
附图及实施例图1本发明的控制部框图1、控制器 2、计数器 3、计时器 4、存贮器1 5、乘法器 6、存贮器2 7、定时器 8、设定器
9、存贮器3图2 本发明的传感器结构示意图10、电动机 11、绕性联轴器 12、减速机输出轴1 13、减速机 14、减速机输出轴2 15、卷扬筒 16、钢丝绳张力检测器 17、测量重锤 18、钢丝绳 19、外壳 20、过扭矩检测器 21、内罩壳 22、过扭矩检测开关 23、极限开关 24、光电编码器 25、光电编码器支架图3本发明作测定的简图15、卷扬筒 17、测量重锤 18、钢丝绳 19、外壳 26、贮料槽实施例料位探测装置，采用8751单片微机，构成由控制器，计数器，计时器，存贮器1，乘法器，存贮器2，定时器，存贮器(3)组成的控制部，控制传感部，传感部由一个0.37kw电机驱动速比i＝87的行星齿轮减速机，直径φ0.3m的卷扬筒装在减速机输出轴上，卷扬筒上缠绕的钢绳下端吊有重锤，吊挂重锤的钢绳通过张力检测器，减速机的另一轴端固定有每转输出脉冲500个的光电编码器，微动开关式的过扭矩检测器、过扭矩检测开关和极限开关装在减速机壁上。用这台料位探测装置对一贮料筒进行探测，贮料筒为园筒形，直径6米，深10米，计算容积283米3，在贮料筒顶端有一进料装置，其进料速度V1＝0.16米/分，料位探测装置探测运行速度为V＝17米/分，设计中对最小极限测定时间间隔进行了限定，为1.5分钟，探测工艺要求在低料位时每10分钟测定一次，当料位高于9.7米时仃止进料。
下面是一组在上述条件下，料位从零到高于9.7米时探测情况首先确定常数C值t测定时间间隔 t1实际测定时间l料筒实际可装料高度 v探测装置探测速度l0前一次测定后的料面高度t＝t1×c t1＝2l÷vc＝t×v/2l c＝10×17/2×10＝8.51、测定时间间隔t＝2(l-l0)/v×c＝2×(10-0)/17×85＝10分钟料层高度l1＝进料速度v1×测定时间间隔tl1＝0.16米/分×10分＝1.6米2、t＝2×(10-1.6)/17×8.5＝8.4分钟l2＝1.6+0.16×8.4＝2.95米3、t＝2×(10-2.95)/17×8.5＝7.05分钟l3＝2.95+0.16×7.05＝4.08米4、t＝2×(10-4.08)/17×8.5＝5.92分钟l4＝4.08+0.16×5.92＝5.03米5、t＝2×(10-5.03)/17×8.5＝4.97分钟l5＝5.03+0.16×4.97＝5.83米6、t＝2×(10-5.83)/17×8.5＝4.17分钟l6＝5.83+0.16×4.17＝6.5米7、t＝2×(10-6.5)/17×8.5＝3.5分钟l7＝6.5+0.16×3.5＝7.06米
8、t＝2×(10-7.06)/17×8.5＝2.94分钟l8＝7.06+0.16×2.94＝7.53米9、t＝2×(10-7.53)/17×8.5＝2.5分钟l9＝7.53+0.16×2.5＝7.93米10、t＝2×(10-7.93)/17×8.5＝2.07分钟l10＝7.93+0.16×2.07＝8.26米11、t＝2×(10-8.26)/17×8.5＝1.74分钟l11＝8.26+0.16×1.74＝8.54米12、t＝2×(10-8.54)/17×8.5＝1.46分钟l12＝8.54+0.16×1.5＝8.78米(1.46＜1.5分 按最小极限测定时间间隔1.5分钟计算)13、l13＝8.78+0.16×1.5＝9.02米14、l14＝9.02+0.16×1.5＝9.26米15、l15＝9.26+0.16×1.5＝9.50米16、l16＝9.50+0.16×1.5＝9.74米仃止进料对本贮料筒共探测16次，贮料筒进料装满。
权利要求
1.一种重锤式料位探测装置及方法，其探测装置由控制部和传感部组成，传感部由电动机(10)、减速机器(13)、钢丝绳张力检测器(16)、过扭矩检测器(20)、卷扬筒(15)、钢丝绳(18)、测量重锤(17)等组成，其特征在于控制部采用单片微机，由控制器(1)、计数器(2)、计时器(3)、乘法器(5)、定时器(7)、设定器(8)、贮存器(4、6、9)等构成，传感部中的传感元件采用光电编码器(24)、测定过程中，光电编码器(24)输出的脉冲在计数器(2)中计数，在计时器(3)中计时，并与事先在设定器(8)中的设定值在乘法器(5)内进行乘法运算，所得结果在定时器(7)中定时，得到下次测定时间间隔。
2.根据权利要求1所述的重锤式料位探测装置及方法，其特征在于光电编码器(24)安装固定在与减速机输出轴1(12)连接的绕性联轴器(11)上，由光电编码器支架(25)支撑。
全文摘要
一种重锤式料位探测装置及方法，其控制部采用单片微机进行控制，传感部采用光电编码器作为传感元件。它以前一次测定的实际时间作为依据，将装设在减速机输出轴上的光电编码器在探测不同料位时发出的不同脉冲数通过微机进行运算，确定下一次测定的时间间隔，使测定时间间隔能随在库料位变化而变化，从而实现了高料位时测定时间间隔短，能防止溢料；低料位时测定时间间隔长，避免测定频繁。
文档编号G01F23/32GK1114047SQ9411220
公开日1995年12月27日 申请日期1994年6月15日 优先权日1994年6月15日
发明者韩明明, 李斌, 方慕贤, 叶国荣, 李宝祥 申请人:宝山钢铁(集团)公司