專利名稱：煤氣柜活塞傾斜度激光自動(dòng)化檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煤氣柜活塞傾斜度大小的檢測(cè)裝置，尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)高精度 自動(dòng)瞬時(shí)在線檢測(cè)，顯示出活塞傾斜度的安全數(shù)據(jù)和非安全數(shù)據(jù)并能夠及時(shí)報(bào)警的一種裝 置。可廣泛用于各種煤氣柜活塞傾斜度的精確檢測(cè)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)鋼鐵廠在生產(chǎn)中廣泛采用高爐煉鐵和轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝，這兩種冶煉工藝 在生產(chǎn)中產(chǎn)生一種低發(fā)熱值(約為3500KJ/m3)的煤氣。為了節(jié)約能源，將煤氣裝入一種叫煤 氣柜的壓力容器中。這種煤氣柜直徑為20-60m，高度根據(jù)需要的容積大小不同為30-100m 不等，容積在 10000 m3-200000 m3。煤氣柜在工作中進(jìn)氣和排氣過(guò)程是連續(xù)無(wú)規(guī)律且不斷變化的，因此活塞在上下不 停的運(yùn)動(dòng)?；钊钠胶膺\(yùn)動(dòng)靠四周與導(dǎo)軌的相同摩擦力來(lái)保證。一旦摩擦條件發(fā)生變化， 活塞將發(fā)生傾斜。如設(shè)計(jì)100000 m3的煤氣柜，活塞傾斜度要求< 80mm，80mm是安全運(yùn)行 的極限。一旦超過(guò)這個(gè)極限，活塞將處于不安全運(yùn)行狀態(tài)中，可能隨時(shí)被卡死變形，與導(dǎo)軌 結(jié)合處將發(fā)生氣體泄露，從而使煤氣柜工作失效，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，維修一次的費(fèi)用一 般在80萬(wàn)元左右。目前國(guó)內(nèi)使用的檢測(cè)方式有以下三種(1)人工直接檢測(cè)活塞上站5人，1人中間，其余4人站在四個(gè)方位周邊 觀察導(dǎo)軌旁的高度刻度值，中間人發(fā)出觀測(cè)數(shù)據(jù)指令(如吹哨)，4人立即將刻度值記錄下 來(lái)，然后對(duì)照數(shù)據(jù)得出活塞傾斜度數(shù)據(jù)。另外可觀看煤氣柜外殼懸吊著的平衡重錘。人從 地面上向上空平衡錘所在位置轉(zhuǎn)一圈，分別記錄數(shù)據(jù)做平衡度比較。這種人工檢測(cè)方法的 缺點(diǎn)是不能M小時(shí)連續(xù)讀出活塞的傾斜度，只能在觀測(cè)時(shí)刻得出相應(yīng)數(shù)值，況且現(xiàn)場(chǎng)觀 察同樣需要時(shí)間，如轉(zhuǎn)一圈需要5分鐘，因而數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度很低。(2)機(jī)械裝置加電子旋轉(zhuǎn)數(shù)碼檢測(cè)將活塞上四周固定8個(gè)定滑輪，每個(gè) 輪跨過(guò)一條鋼絲繩，繩一端接到活塞上，另一端通過(guò)定滑輪將繩引到煤氣柜殼體外用重錘 懸掛，在輪軸上安裝電子編碼器，通過(guò)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)電子編碼器工作。編碼器在轉(zhuǎn)動(dòng)中不斷 輸出電子脈沖信號(hào)并通過(guò)儀表轉(zhuǎn)換成高度數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)各方位高度值。由于活塞升降頻繁且 升降幅度瞬時(shí)變化較大，使得鋼絲繩松緊變化也很大，這就使隨動(dòng)的編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)輸出的電 子脈沖的誤差加大，以致在活塞處于真正的平衡時(shí)而檢測(cè)的傾斜度顯示已經(jīng)大于80mm。因 此，這種檢測(cè)方式的準(zhǔn)確度也較差。(3)液位計(jì)檢測(cè)在煤氣柜活塞上部設(shè)置12個(gè)裝有水的直徑為20mm的 玻璃管液位計(jì)，用連通管連接，同時(shí)連接管與一個(gè)水箱連接，用以保證玻璃管的液位變化可 測(cè)。采用目測(cè)的方法對(duì)活塞傾斜度進(jìn)行定期測(cè)量或通過(guò)液位傳感器將測(cè)量信號(hào)傳輸測(cè)量。 這種測(cè)量方法的缺點(diǎn)是液體流動(dòng)性的誤差和傳感器的誤差形成的累計(jì)誤差過(guò)大，測(cè)量數(shù)據(jù) 的誤差往往大于100mm。因此很多單位裝上此裝置一段時(shí)間后就不得不停用。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的煤氣柜活塞傾斜度檢測(cè)方式誤差大、精度低的不足，本實(shí)用新型 給煤氣柜提供一種檢測(cè)裝置，該裝置不僅能夠M小時(shí)連續(xù)檢測(cè)運(yùn)行，而且能夠?qū)⒒钊麅A斜 度的精密度提高到mm級(jí)，并能夠從圖像上用人機(jī)界面直接顯示出來(lái)。該裝置包括有多個(gè)激光測(cè)距傳感器及同等數(shù)目的激光反射板，各激光測(cè)距傳感器 通過(guò)電纜線與PLC電器柜連接，再與計(jì)算機(jī)和顯示器連接。激光測(cè)距傳感器和激光反射板 的數(shù)目為4-8個(gè)。本實(shí)用新型的有益效果是可M小時(shí)連續(xù)檢測(cè)活塞傾斜度，精度提高到mm級(jí)，是目 前國(guó)內(nèi)各種檢測(cè)裝置中精度最高的?？梢栽陲@示器上直接顯示出活塞的各方位高度值，傾 斜度值，超限報(bào)警值，讓值班工作人員一目了然，便于操作。安裝該套裝置所需費(fèi)用不高，比 安裝編碼器費(fèi)用節(jié)省50%，比安裝編碼器和液位計(jì)節(jié)省安裝工時(shí)80%。
圖1是本實(shí)用新型的電路原理系統(tǒng)圖。圖2是本實(shí)用新型的安裝圖。圖3是圖2的A向視圖。圖4是圖2的B向視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例設(shè)置8個(gè)激光測(cè)距傳感器1和8個(gè)激光反射板2.各激光測(cè)距傳感器1 通過(guò)電纜線5與PLC電器柜7連接，再與計(jì)算機(jī)8和顯示器9連接，見(jiàn)附圖1。在圖2、圖3 和圖4的安裝圖中，在煤氣柜殼體3頂蓋6外圓1米處打8個(gè)孔，8個(gè)孔以45°間隔均勻分 布，在每個(gè)孔的正下方活塞4上固定8個(gè)激光反射板2，同樣間隔45°安裝。每個(gè)激光反射 板2水平放置，安裝8個(gè)激光測(cè)距傳感器1時(shí)，將發(fā)射窗口向下分別對(duì)準(zhǔn)各個(gè)孔，將每個(gè)激 光測(cè)距傳感器1通過(guò)電纜線5與PLC電器柜7連接，接著與計(jì)算機(jī)8和顯示器9連接，該裝 置用DCMV電源。調(diào)整使得激光束射到下面激光反射板2中心即可。激光測(cè)距傳感器1固 定到煤氣柜殼體3頂蓋6上表面。本實(shí)用新型在煤氣柜殼體3頂面6選取8個(gè)方位安裝8只瑞士產(chǎn)INSIGHT-100型 防爆型激光測(cè)距傳感器1，每只外型尺寸110 X 75 X 35mm，激光光源635nm，測(cè)量時(shí)間0. 5s, 活塞相對(duì)應(yīng)位置上安裝8片PDA100激光反射板2，每路的測(cè)量精度為士 1mm，活塞上下移動(dòng) 時(shí)，每個(gè)激光測(cè)距傳感器1將測(cè)出的距離信號(hào)經(jīng)過(guò)RVVP8X0. 5屏蔽電纜線5沿橋架傳送到 電控室的PLC電器柜7，該柜控制核心部分采用西門子S7-300 PLC系統(tǒng)(可編程序控制器)。 S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速(0.6、. 1 μ s)的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算能有 效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；S7-300操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送；CPU的智能化 的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件(例如超時(shí)，模塊更 換，等等)。因此，當(dāng)激光測(cè)距傳感器測(cè)出距離信號(hào)后，經(jīng)過(guò)PLC電器控制器的譯碼、運(yùn)算、比 較后把直接檢測(cè)到的距離值轉(zhuǎn)換成活塞各方位的高度值，各高度值求出平均值后再與活塞 直徑運(yùn)算算出煤氣柜的容積值，然后再將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)8上。最終采用西門子WINCC V6. 0人機(jī)接口軟件進(jìn)行組態(tài)和開發(fā)，在計(jì)算機(jī)顯示器9上顯示①畫面顯示煤氣柜示意圖。②活塞各方位高度數(shù)據(jù)列表顯示，單位mm。③顯示煤氣柜的即時(shí)容積，單位m3。④活塞傾 斜度超限閃光、語(yǔ)音報(bào)警。
權(quán)利要求1.一種煤氣柜活塞傾斜度激光自動(dòng)化檢測(cè)裝置，其特征在于該裝置包括有多個(gè)激光 測(cè)距傳感器(1)及同等數(shù)目的激光反射板(2 )，各激光測(cè)距傳感器(1)通過(guò)電纜線(5 )與PLC 電器柜(7)連接，再與計(jì)算機(jī)(8)和顯示器(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤氣柜活塞傾斜度激光自動(dòng)化檢測(cè)裝置，其特征在于 激光測(cè)距傳感器(1)和激光反射板(2)的數(shù)目為4-8個(gè)。
專利摘要煤氣柜活塞傾斜度激光自動(dòng)化檢測(cè)裝置，該裝置包括有多個(gè)激光測(cè)距傳感器及同等數(shù)目的激光反射板，各激光測(cè)距傳感器通過(guò)電纜線與PLC電器柜連接，再與計(jì)算機(jī)和顯示器連接。激光測(cè)距傳感器和反射板的數(shù)目為4-8個(gè)。其有益效果是可24小時(shí)連續(xù)檢測(cè)活塞傾斜度，精度提高到mm級(jí)，是目前國(guó)內(nèi)各種檢測(cè)裝置中精度最高的?？梢栽陲@示器上直接顯示出活塞的各方位高度值，傾斜度值，超限報(bào)警值，讓值班工作人員一目了然，便于操作。安裝該套裝置所需費(fèi)用不高，比安裝編碼器費(fèi)用節(jié)省50%，比安裝編碼器和液位計(jì)節(jié)省安裝工時(shí)80%。
文檔編號(hào)G01B11/26GK201828248SQ201020572359
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者孫躍華, 李靜, 趙晶 申請(qǐng)人:孫躍華, 李靜, 趙晶