專利名稱：柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)自動(dòng)化儀表。特別是涉及一種能測(cè)量粉狀及顆粒狀固體物料 料位的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的雷達(dá)高度測(cè)量?jī)x或者超聲波高度測(cè)量?jī)x，由于其工作原理的局限，對(duì)料倉(cāng) 內(nèi)的環(huán)境要求度高，不適用于環(huán)境復(fù)雜、高粉塵、高溫等惡劣條件中。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能測(cè)量粉狀及顆粒狀固體物料料位的柔索接觸測(cè)量式 高度測(cè)量?jī)x，具有簡(jiǎn)單合理的結(jié)構(gòu)，較高的可靠性，可以長(zhǎng)期應(yīng)用于惡劣環(huán)境下的料位測(cè)量 儀器。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，主要包括伺服電機(jī)、渦輪、蝸桿、滾筒、彈簧固 定桿、限位光電傳感器及安裝支架、動(dòng)滑輪、拉伸彈簧、測(cè)速滑輪、測(cè)速光電傳感器及安裝支 架、定滑輪、導(dǎo)向滑輪、導(dǎo)向軸、限位光電傳感器及安裝支架、質(zhì)量塊、柔索等組成。伺服電機(jī) 通過(guò)彈性聯(lián)軸器與蝸桿連接；滾筒通過(guò)軸與渦輪連接；導(dǎo)向滑輪安裝于導(dǎo)向軸上；導(dǎo)向滑 輪安裝于導(dǎo)向軸上；拉伸彈簧一端固定于彈簧固定桿上，另一端固定于動(dòng)滑輪軸上，采用與 動(dòng)滑輪中心對(duì)稱布置的兩條拉伸彈簧；動(dòng)滑輪軸安裝于安裝板上滑槽中，動(dòng)滑輪可以沿滑 槽方向運(yùn)動(dòng)；柔索一端均勻纏繞于滾筒上，另一端連接質(zhì)量塊。
所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，柔索由滾筒經(jīng)導(dǎo)向滑輪穿過(guò)導(dǎo)向軸，經(jīng)定滑 輪、動(dòng)滑輪和測(cè)速滑輪與質(zhì)量塊連接；所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，張力光電傳感器及安裝支架安裝位置應(yīng)使張力光 電傳感器在拉伸彈簧拉力為最小時(shí)測(cè)得脈沖信號(hào)，在質(zhì)量塊下方過(guò)程中不產(chǎn)生干擾信號(hào)為 最佳；限位光電傳感器及安裝支架安裝位置應(yīng)使限位光電傳感器不受柔索遮擋，質(zhì)量塊升 起后測(cè)得脈沖信號(hào)為最佳；測(cè)速光電傳感器及安裝支架安裝位置應(yīng)使測(cè)速光電傳感器可以 測(cè)得測(cè)速滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)為最佳；所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，設(shè)定測(cè)量高度，拉伸彈簧選型和質(zhì)量塊質(zhì)量應(yīng)根 據(jù)如下關(guān)系式確定，式中k——拉伸彈簧(6)剛度；Fa——?jiǎng)踊?8)位于滑槽(7)最左側(cè)時(shí)拉伸彈簧拉力；^——彈簧行程，最大值為動(dòng)滑輪沿滑槽可移動(dòng)最大值； m——質(zhì)量塊質(zhì)量；&——如圖2中所示；m·——質(zhì)量塊(15)下放到設(shè)計(jì)測(cè)量高度時(shí)，柔索(16)的質(zhì)量； f Γ——摩擦力。
所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，電氣控制系統(tǒng)主要包括張力光電傳感器、限位光電傳感器、測(cè)速光電傳感器、主控電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制按鈕、數(shù)碼管顯示和485 通信。
本發(fā)明柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，能準(zhǔn)確測(cè)量惡劣環(huán)境下料倉(cāng)中料位位置，并且能夠長(zhǎng)期使用。


圖1為本發(fā)明的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為動(dòng)滑輪中心受力分析圖；圖3為本發(fā)明的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1是伺服電機(jī)、2是渦輪、3是蝸桿、4是滾筒、5是彈簧固定桿、6是拉伸彈簧、7是安裝板上滑槽、8是動(dòng)滑輪、9是測(cè)速滑輪、10是測(cè)速光電傳感器及安裝支架、11是定滑輪、 12是導(dǎo)向滑輪、13是導(dǎo)向軸、14是限位光電傳感器及安裝支架、15是質(zhì)量塊、16是柔索、17 是限位光電傳感器及安裝支架。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清晰、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，其較佳的具體實(shí)施方式
是通過(guò)主控室上位機(jī)或控制箱按鈕，啟動(dòng)高度測(cè)量?jī)x開始測(cè)量；伺服電機(jī)(I)通過(guò)渦輪(2)蝸桿(3)驅(qū)動(dòng)滾筒(4)釋放柔索(16)，柔索先經(jīng)導(dǎo)向滑輪(12)導(dǎo)向，經(jīng)定滑輪(11)、動(dòng)滑輪(8)、測(cè)速滑輪(9)導(dǎo)向，在質(zhì)量塊(15)的重力作用下下降；導(dǎo)向滑輪(12)與導(dǎo)向軸(13)起到適應(yīng)柔索釋放方向和穩(wěn)定導(dǎo)向的作用，能夠使柔索在釋放和收起時(shí)不亂線；質(zhì)量塊下降過(guò)程中，柔索張力作用下，拉伸彈簧(6)處于拉伸狀態(tài)， 動(dòng)滑輪(8)應(yīng)處于行程末端(即滑槽(7)最右端)，此時(shí)張力光電傳感器導(dǎo)通，沒有脈沖信號(hào)； 柔索下降帶動(dòng)測(cè)速滑輪(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)速光電傳感器通過(guò)均布于測(cè)速滑輪上的通孔得到計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)傳輸至主控電路進(jìn)行計(jì)數(shù)；質(zhì)量塊(15)觸底后，柔索張力減小到一定程度后，拉伸彈簧(6)拉動(dòng)動(dòng)滑輪(8)返回行程起點(diǎn)，動(dòng)滑輪(8)遮擋張力光電傳感器，從而產(chǎn)生脈沖信號(hào)， 經(jīng)主控電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)(I)停止工作；主控電路根據(jù)計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)得到料位數(shù)據(jù)，通過(guò)485通信 上傳至主控室上位機(jī)顯示，同時(shí)控制DA產(chǎn)生相應(yīng)模擬量，利用控制箱上數(shù)碼管顯示；獲得料位數(shù)據(jù)后，主控電路通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，滾筒收起柔索， 動(dòng)滑輪(8)在柔索張力作用下再次運(yùn)動(dòng)到行程末端，質(zhì)量塊(15)上升，接近停止位時(shí)遮擋 限位光電傳感器，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，主控電路獲得信號(hào)，通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)停 轉(zhuǎn)，一次測(cè)量完成。
權(quán)利要求
1.柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，主要包括伺服電機(jī)、渦輪、蝸桿、滾筒、彈簧固定桿、限位光電傳感器及安裝支架、動(dòng)滑輪、拉伸彈簧、測(cè)速滑輪、測(cè)速光電傳感器及安裝支架、定滑輪、導(dǎo)向滑輪、導(dǎo)向軸、限位光電傳感器及安裝支架、質(zhì)量塊、柔索和電控箱等組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，其特征在于伺服電機(jī)(I)通過(guò)彈性聯(lián)軸器與蝸桿(3)連接；滾筒(4)通過(guò)軸與渦輪(2)連接；導(dǎo)向滑輪安裝于導(dǎo)向軸上； 導(dǎo)向滑輪(12)安裝于導(dǎo)向軸(13)上；拉伸彈簧(6)—端固定于彈簧固定桿(5)上，另一端固定于動(dòng)滑輪軸上，采用與動(dòng)滑輪(8)中心對(duì)稱布置的兩條拉伸彈簧；動(dòng)滑輪軸安裝于安裝板上滑槽(7)中，動(dòng)滑輪(8)可以沿滑槽方向運(yùn)動(dòng)；柔索(16)—端均勻纏繞于滾筒(4)上， 另一端連接質(zhì)量塊(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，其特征在于張力光電傳感器及安裝支架(17)安裝位置應(yīng)使張力光電傳感器在拉伸彈簧(6)拉力為最小時(shí)測(cè)得脈沖信號(hào)，在質(zhì)量塊下方過(guò)程中不產(chǎn)生干擾信號(hào)為最佳；限位光電傳感器及安裝支架(14)安裝位置應(yīng)使限位光電傳感器不受柔索遮擋，質(zhì)量塊升起后測(cè)得脈沖信號(hào)為最佳；測(cè)速光電傳感器及安裝支架(10)安裝位置應(yīng)使測(cè)速光電傳感器可以測(cè)得測(cè)速滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)為最佳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，其特征在于拉伸彈簧(6)選型和質(zhì)量塊(15)質(zhì)量應(yīng)根據(jù)如下關(guān)系式確定，
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，其特征在于柔索由滾筒 (4)經(jīng)導(dǎo)向滑輪(12)穿過(guò)導(dǎo)向軸(13)，經(jīng)定滑輪(11)、動(dòng)滑輪(8)和測(cè)速滑輪(9)與質(zhì)量塊 (15)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，其特征在于電氣控制系統(tǒng)主要包括張力光電傳感器、限位光電傳感器、測(cè)速光電傳感器、主控電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制按鈕、數(shù)碼管顯示和485通信。
7.通過(guò)控制按鈕或者485通信模塊將操作命令輸入主控電路，主控電路啟動(dòng)伺服電機(jī)工作進(jìn)行料位測(cè)量，并對(duì)張力光電傳感器、限位光電傳感器和測(cè)速光電傳感器進(jìn)行檢測(cè)，控制測(cè)量過(guò)程并得到料位數(shù)據(jù)，利用數(shù)碼管顯示電路進(jìn)行 顯示或者通過(guò)485通信模塊上傳主控室主機(jī)進(jìn)行顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)自動(dòng)化儀表中的能測(cè)量粉狀及顆粒狀固體物料料位的柔索接觸測(cè)量式高度測(cè)量?jī)x，其特征在于質(zhì)量塊下降時(shí)由伺服電機(jī)經(jīng)渦輪蝸桿驅(qū)動(dòng)滾筒，柔索經(jīng)導(dǎo)向滑輪釋放，測(cè)速光電傳感器經(jīng)測(cè)速滑輪測(cè)得計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，送至主控板進(jìn)行計(jì)數(shù)，質(zhì)量塊觸底后柔索張力減小，張力光電傳感器測(cè)得脈沖信號(hào)控制電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，主控板計(jì)數(shù)結(jié)束，得到料位數(shù)據(jù)，并送往數(shù)碼管和主控室主機(jī)顯示；伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)質(zhì)量塊上升，限位光電傳感器測(cè)得脈沖信號(hào)控制電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量塊復(fù)位?？刂葡到y(tǒng)主要包括測(cè)速光電傳感器、張力光電傳感器、限位光電傳感器、主控電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制按鈕、數(shù)碼管顯示和485通信模塊。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，可靠性高，可以長(zhǎng)期應(yīng)用于惡劣環(huán)境下。
文檔編號(hào)G01F23/00GK103033233SQ20121033399
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者何廣平, 袁俊杰, 劉菲, 蔣玉雷, 康寧, 彭蔚宇, 陳金洪 申請(qǐng)人:何廣平