專利名稱：差敏式料位計的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種涉及測量敞開或密閉無壓容器中的粉狀、顆粒狀及塊狀固體物料位、液位和液固界面的料位計，主要用于火電廠中制粉系統(tǒng)的煤粉倉的粉位測量。
火電廠中鍋爐多采用具有中間煤粉倉的制粉系統(tǒng)，磨煤機研磨出來的煤粉儲存在煤粉倉中，通過給粉機供給鍋爐燃燒，煤粉倉的粉位高低影響給粉機的運行特性，也即影響鍋爐燃燒的穩(wěn)定性，因此煤粉位的測量是鍋爐及其制粉系統(tǒng)運行中必須監(jiān)視的重要參數(shù)之一，目前已有不少用于料位測量的料位計，上海自動化儀表五廠引進美國平迪凱特公司的技術制造的“通用YO－YO探測料位計”包括有一臺料位傳感器和一臺控制顯示器，料位傳感又分為機械和電氣兩部分，兩部分之間由裝配隔板隔開，機械部分由繞線盤、計數(shù)輪、惰輪、靈敏杠桿、導套及帶刷組成，繞線盤和計數(shù)輪通過兩根穿過裝配隔板的軸跟電氣部分的電動機和光盤相連，測量帶繞過惰輪和計數(shù)輪，穿過導套和帶刷伸出機殼，測量錘掛在測量帶上，電氣部分由電動機、光盤及印刷線路板組成，印刷線路板上有電動機控制電路及計數(shù)脈沖發(fā)生電路，線路中采用了CMOS技術及光電隔離集成電路的設計，料位傳感器受控制顯示器的控制，由此可以看出其傳感器的結構復雜，造價高，不便于維護檢修，由于其設計原理的限制，測量帶必須使用編織尼龍繩或302不銹鋼絲繩，更主要的是采用力敏杠桿為敏感元件，光電器為計數(shù)器，因有觸點而不適于在高粉塵環(huán)境下運行。
本實用新型的目的在于，改進現(xiàn)有技術中料位傳感器采用力敏杠桿為敏感元件，光電器為計數(shù)器，有觸點不適于高粉塵環(huán)境下運行以及結構復雜，不便于維護檢修的不足，采用速度差原理設計一種差敏式料位計，包括有控制顯示器以及由電動機、減速箱、測量帶、測量錘構成的料位傳感器。
本實用新型任務的辦法是，采用在電動機經(jīng)減速箱驅(qū)動的主軸上，通過軸承和軸承擋板裝配有一計數(shù)碼盤，在計數(shù)碼盤內(nèi)，通過墊圈在主軸端處裝配有一撥桿，通過螺絲、螺孔固定在計數(shù)碼盤上的密封擋板將撥桿密封起來，撥桿通過計數(shù)碼盤內(nèi)的測量定位銷與計數(shù)碼盤產(chǎn)生的速度差來測量料位。靜態(tài)時，電動機不轉(zhuǎn)，測量帶由于測量錘重力而繃緊，計數(shù)碼盤內(nèi)的測量定位銷壓緊于主軸上的撥桿。
料位傳感器中的計數(shù)碼盤是一盤狀圓輪，在計數(shù)碼盤軸向或者徑向裝配有至少一個測量定位銷，在計數(shù)碼盤的密封擋板上圓周布置至少8個等間隔的磁鐵。料位傳感器中的撥桿是通過主軸端處的一徑向橫槽及橫槽軸心處的螺孔固定的。
在料位傳感器的底座上，與計數(shù)碼盤對應著裝配有一計數(shù)脈沖磁敏電阻。當控制顯示器中的微型計算機發(fā)出測量錘下降測量指令時，撥桿正向勻速轉(zhuǎn)動，計數(shù)碼盤由于測量錘的重量，使測量定位銷仍然壓在撥桿上一起正向轉(zhuǎn)動，相鄰兩磁鐵經(jīng)過計數(shù)脈沖磁敏電阻的時間是相等的，控制顯示器中的微型計算機通過計數(shù)脈沖磁敏電阻接收到等周期的計數(shù)脈沖，當測量錘達到料位停止下降時，測量帶松馳，計數(shù)碼盤迅速減速，由于電動機仍然轉(zhuǎn)動，撥桿脫離了計數(shù)碼盤內(nèi)的測量定位銷，磁鐵經(jīng)過計數(shù)脈沖磁敏電阻的周期變長，控制顯示器中的微型計算機檢測到計數(shù)脈沖周期變長，即知到達料位，發(fā)出電動機停轉(zhuǎn)指令，并根據(jù)下降時接收到的計數(shù)脈沖數(shù)量，計算出料位實際高度，超限則報警。
在料位傳感器的底座上，測量帶的導套處裝配有一量程磁敏電阻。當測量完畢時，控制顯示器中的微型計算機發(fā)出測量錘上升復位指令，電動機驅(qū)動撥桿，撥桿撥動測量定位銷來帶動計數(shù)碼盤反向轉(zhuǎn)動，直至測量帶上的磁鐵到達量程磁敏電阻時，控制顯示器中的微型計算機接收到磁敏電阻發(fā)出的量程脈沖信號而發(fā)出電動機停轉(zhuǎn)指令，此時刻測量錘的位置為測量料位的基準。
在料位傳感器的裝配隔板上裝配有一慣性阻尼錘，采用杠桿原理，以計數(shù)碼盤的測量帶槽為支點，用厚度小于測量帶槽底寬的阻尼輪作用在計數(shù)碼盤的測量帶槽內(nèi)。為防止測量帶在測量槽內(nèi)與阻尼輪在測量過程中產(chǎn)生擠壓現(xiàn)象，而使計數(shù)碼盤不能勻速轉(zhuǎn)動造成測量失誤，測量帶槽采用上寬下窄的梯形凹槽，阻尼輪即可以減緩計數(shù)碼盤的轉(zhuǎn)動慣性，又可以使測量帶整齊地纏繞在測量槽內(nèi)。
本實用新型由于采用速度差原理，料位傳感器無觸點，結構簡單，撥桿及主軸處于密封狀態(tài)，所采用的磁敏電阻靈敏度高，穩(wěn)定性能好，不怕灰塵，適合高粉塵環(huán)境下工作，特別是在功能上符合火電廠煤粉粉位測量要求，能及時發(fā)現(xiàn)棚粉現(xiàn)象，粉位上下限信號可用于制粉系統(tǒng)自動啟停，對于火電廠鍋爐二個煤粉倉，可共用一臺控制顯示器，節(jié)省表盤面積，測量帶可使用普通的鋼帶和鋼絲繩，降低了造價，并且具有軟件及硬件雙重保護，在軟件保護方面，為防止測量錘下降時失誤，由量程計算出允許下降時接收的脈沖數(shù)N1，若控制顯示器中的微型計算機接收計數(shù)脈沖數(shù)達到N1時，則強迫電動機停轉(zhuǎn)，并返回上部基準位置；為防止測量完畢時，測量錘上升時失誤，由剛測量的料位脈沖數(shù)加上少量裕度量，作為上升時允許接收脈沖數(shù)N2，上升時，若控制顯示器中的微型計算機接收的脈沖數(shù)達到了N2時，此刻實際上測量帶上的磁鐵已經(jīng)超過了量程磁敏電阻，則強迫電動機停轉(zhuǎn)；在硬件保護方面，如果測量錘上升時，量程磁敏電阻失靈，軟件保護也失靈，測量錘仍然上升，則碰撞導套內(nèi)的活動套管，由活動套管碰撞行程開關來切斷電源。
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。


圖1差敏式料位計原理示意圖；圖2料位傳感器結構主視示意圖；圖3料位傳感器結構俯視示意圖；圖4料位傳感器結構左視示意圖；圖5料位傳感器結構右視示意圖；圖6計數(shù)碼盤、撥桿整體結構示意圖；圖7計數(shù)碼盤、撥桿整體結構主視示意圖；圖8計數(shù)碼盤、撥桿整體結構側視示意圖；圖9計數(shù)碼盤主視圖；圖10計數(shù)碼盤側視圖。
見圖1所示的料位計是由控制顯示器和料位傳感器構成的，現(xiàn)有技術已經(jīng)解決的控制顯示器是由微型計算機(采用單片計算機)〔1〕做為中心控制部件，還包括有計數(shù)脈沖整形電路〔2〕、量程脈沖整形電路〔3〕、固態(tài)繼電器〔4、5〕、參數(shù)設置用的撥碼開關〔6〕和一位米字管及四位數(shù)碼管組成的顯示部件，料位傳感器受控制顯示器的控制，用戶通過撥碼開關〔6〕對微型計算機〔1〕進行參數(shù)設置后，工作時，微型計算機〔1〕發(fā)出正向或反向轉(zhuǎn)動控制脈沖，使固態(tài)繼電路〔4〕或〔5〕動作來控制料位傳感器中的電動機〔7〕的正向轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動，料位傳感器輸出的計數(shù)脈沖或量程脈沖經(jīng)整形后反饋給微型計算機〔1〕進行處理，處理的結果通過顯示部件來顯示，同時微型計算機〔1〕通過固態(tài)繼電器〔4、5〕再次控制料位傳感器。測量帶〔9〕上的磁鐵〔11〕與測量錘〔10〕之間距離的確定是根據(jù)測量錘〔10〕測量料位的基準位置而定的，是本領域工程技術人員熟知的技術。
見圖2、圖3、圖4和圖5所示的料位傳感器是由電動機(采用220伏交流電源，40瓦的單相異步電動機)〔7〕經(jīng)減速箱(采用速度比為40／1的蝸輪蝸桿式減速箱)〔8〕驅(qū)動主軸〔12〕，在裝配隔板〔13〕的另一側的主軸〔12〕上裝配有一計數(shù)碼盤〔14〕，計數(shù)碼盤〔14〕上的測量帶槽〔15〕內(nèi)纏繞著測量帶(采用普通鋼帶或者鋼絲繩)〔9〕，測量帶〔9〕經(jīng)導套〔16〕伸出底座〔17〕，端處連接一測量錘〔10〕，在底座〔17〕上與計數(shù)碼盤〔14〕對應著裝配有一計數(shù)脈沖磁敏電阻〔18〕，在導套〔16〕處裝配有一量程磁敏電阻〔19〕，均采用RCMO1型強磁性金屬薄膜磁敏電阻，在裝配隔板〔13〕上有一慣性阻尼錘〔20〕，采用杠桿原理，杠桿一端為慣性阻尼錘(可采用45＃鋼板加工制成)〔20〕，另一端帶有一軸孔裝配在裝配隔板上的軸桿〔21〕上，以計數(shù)碼盤〔14〕為支點，用一厚度小于測量帶槽〔15〕底寬的阻尼輪〔22〕作用在計數(shù)碼盤的測量槽〔15〕內(nèi)，阻尼輪〔22〕即可減緩計數(shù)碼盤〔14〕的轉(zhuǎn)動慣性，又可以使測量帶〔9〕整齊地纏繞在測量槽〔15〕內(nèi)。
見圖6、圖7、圖8，在電動機〔7〕經(jīng)減速箱〔8〕驅(qū)動的主軸〔12〕上，通過軸承〔23〕和軸承擋板〔24〕裝配有一計數(shù)碼盤〔14〕，在計數(shù)碼盤〔14〕內(nèi)，通過墊圈〔25〕在主軸〔12〕端處裝配有一撥桿〔26〕，在計數(shù)碼盤〔14〕上通過螺孔〔27〕固守有一密封擋板〔28〕將撥桿〔26〕密封超來，撥桿〔26〕通過計數(shù)碼盤〔14〕內(nèi)的測量定位銷〔29〕與計數(shù)碼盤〔14〕產(chǎn)生的速度差來測量料位，計數(shù)碼盤〔14〕內(nèi)軸向(或者徑向頂絲的方式)安裝有一個測量定位銷〔29〕，在計數(shù)碼盤〔14〕的密封擋板〔28〕上圓周布置12個等間隔的磁鐵〔30〕，撥桿〔26〕是通過主軸〔12〕端處的一徑向橫槽及橫槽中軸心處的螺孔〔31〕固定的。
見圖9和圖10所示的計數(shù)碼盤〔14〕是一盤狀圓輪，邊緣處有一上寬下窄的梯形凹槽為測量槽〔15〕，計數(shù)碼盤〔14〕采用鑄鐵(或者鑄鋁、硬質(zhì)耐磨塑料)加工制成，計數(shù)碼盤上的四個等間隔螺孔〔27〕是用于固定密封擋板〔28〕的，在計數(shù)碼盤〔14〕內(nèi)的四個等間隔螺孔〔32〕是用于固定軸承擋板〔24〕的。
權利要求1.一種涉及測量敞開或密閉無壓容器中的粉狀、顆粒狀及塊狀固體物料位、液位和液固界面的料位計，包括有控制顯示器以及由電動機[7]、減速箱[8]、測量帶[9]、測量錘[10]構成的料位傳感器，其特征在于在電動機[7]經(jīng)減速箱[8]驅(qū)動的主軸[12]上，通過軸承[23]和軸承擋板[24]裝配有一計數(shù)碼盤[14]，在計數(shù)碼盤[14]內(nèi)，通過墊圈[25]在主軸[12]端處裝配有一撥桿[26]，通過螺絲、螺孔[27]固定在計數(shù)碼盤[14]上的密封擋板[28]將撥桿[26]密封起來，撥桿[26]通過計數(shù)碼盤[14]內(nèi)的測量定位銷[29]與計數(shù)碼盤[14]產(chǎn)生的速度差來測量料位。
2.根據(jù)權利要求1所述的料位計，其特征在于料位傳感器中的計數(shù)碼盤〔14〕是一盤狀圓輪，在計數(shù)碼盤〔14〕軸向或者徑向裝配有至少一個測量定位銷〔29〕，在計數(shù)碼盤〔14〕的密封擋板〔28〕上圓周布置至少8個等間隔的磁鐵〔30〕。
3.根據(jù)權利要求1所述的料位計，其特征在于料位傳感器中的撥桿〔26〕是通過主軸〔12〕端處的一徑向橫槽及橫槽軸心處的螺孔〔31〕固定的。
4.根據(jù)權利要求1所述的料位計，其特征在于料位傳感器的底座〔17〕上，與計數(shù)碼盤〔14〕對應著裝配有一磁敏電阻〔18〕，在導套〔16〕處裝配有一磁敏電阻〔19〕，分別用于測量計數(shù)脈沖和量程脈沖。
5.根據(jù)權利要求1所述的料位計，其特征在于料位傳感器的裝配隔板〔13〕上裝配有一慣性阻尼錘〔20〕，采用杠桿原理，以計數(shù)碼盤〔14〕的測量帶槽〔15〕為支點，用厚度小于測量帶槽〔15〕底寬的阻尼輪〔22〕作用在計數(shù)碼盤〔14〕的測量帶槽〔15〕內(nèi)。
專利摘要差敏式料位計涉及一種測量敞開或密閉無壓容器中的粉狀、顆粒狀及塊狀固體物料位、液位和液固界面的料位計。采用撥桿與計數(shù)碼盤速度差，磁鐵和磁敏電阻來測量料位，解決了現(xiàn)有技術中以力敏杠桿為敏感元件，以光電器為計數(shù)器，有觸點，結構復雜，不適于高粉塵環(huán)境下運行的問題，特別適用于火電廠制粉系統(tǒng)的煤粉倉的粉位測量，具有在料位傳感器中無觸點，磁敏電阻不怕灰塵，結構簡單，造價低，便于維護檢修的特點。
文檔編號G01F23/26GK2073580SQ9021878
公開日1991年3月20日 申請日期1990年8月29日 優(yōu)先權日1990年8月29日
發(fā)明者張玉鐸, 郎泉江, 張茂川 申請人:東北電力學院